往復式壓縮機活塞桿磨損故障分析及處理

陳永周

摘要：往復式壓縮機是容積式壓縮機的一種，其主要組成部位包括氣缸、曲柄連桿機構、活塞組件、填料函組件、機身、氣閥、各種管線和附屬設備等。一般將活塞、活塞桿和活塞環稱為活塞組件，它是壓縮機的重要部件之一?；钊麠U用于連接活塞與十字頭，以傳遞活塞的往復運動的動力。而填料主要用于密封氣缸內座與活塞桿之間的間隙，阻止介質氣體沿著活塞桿軸向泄露。往復式壓縮機活塞桿與填料密封處于相對運動狀態，因為填料密封壓力較大，為了減小摩擦磨損，活塞桿與填料接觸部分有較低的表面粗糙度。本文主要分析往復式壓縮機活塞桿磨損故障分析及處理。

關鍵詞：壓縮機;活塞桿;填料;故障分析

引言：

隨著國家提出全力保障國家能源安全，推動能源高質量發展，作為煉化企業重要裝備，往復式壓縮機的安全平穩運行越來越重要。針對東北某煉油廠往復式壓縮機活塞桿異常磨損進行故障分析，提出相應的解決辦法和壓縮機維保建議，減少了壓縮機的非計劃停機，保證生產需求。

1、往復式壓縮機綜述

往壓縮機在運行時，能夠通過連桿、活塞的往復運動來改變缸體容積，從而完成氣體的增壓、輸送工作，當活塞進行向下運動時，進氣閥門將會打開并吸入介質，反之便會打開排氣閥實現壓縮。往復式壓縮機的應用范圍非常廣泛，但是由于其結構復雜且磨損消耗相對比較嚴重，所以除了正常安裝之外，還需要在更換零部件時需要對其進行修復回裝。壓縮機常見故障如下：第一，氣閥故障。作為壓縮機的主要零件，氣閥在發生故障問題時，將會對壓縮機的排氣量帶來顯著影響，同時還會大幅降低壓縮機的工作效率。據統計，氣閥故障問題占據了往復式壓縮機總故障的50%。第二，活塞環故障。作為壓縮機中的易損件，活塞環的主要作用就是利用張力進行封閉，當活塞環出現問題之后，就會導致介質泄漏、嚴重時還會導致著火爆炸等事故的發生。第三，軸瓦失效。當潤滑系統出現故障時，就會加速曲軸軸承與連桿的磨損，進而導致軸瓦失效。若軸瓦質量不滿足壓縮機的設計需求，則會在定位瓦涂裝巴氏合金時出現氣泡缺陷，當軸瓦受力時，就會導致巴氏合金脫落的問題出現，進而發生軸瓦出現失效、燒損等問題。

2、活塞桿磨損原因分析

2.1活塞桿潤滑不足

通過對活塞桿進行仔細檢查，發現填料段活塞桿已經呈現藍紫色，填料盒內主密封環也有燒結痕跡，可判斷是由于活塞桿溫度高使機油結焦積碳，造成活塞桿表面無潤滑油，潤滑不足導致活塞桿磨損。

2.2工藝氣含水過多

通過對工藝氣組分分析，發現含飽和的濕介質，現場操作人員也反映經常出現分離器液位高報警停機。而介質中的液體會沖刷或稀釋填料中的潤滑油，造成填料密封件快速磨損和過早失效。

2.3氮氣密封環問題

由于該廠壓縮氣體為氫氣，用戶就沒有連接氮氣。兩組雙作用氮氣密封環沒有氣體冷卻，故與活塞桿摩擦產生的熱量較多，導致氮氣環膨脹抱死活塞桿，造成過度磨損。同時，由于氮氣環與活塞桿過度摩擦生熱后，熱的活塞桿影響靠近氮氣環的主密封環，使其膨脹，致使填料環與填料盒軸向間隙偏小影響潤滑效果。

2.4活塞桿運行中出現大幅跳動

自潤滑材料用于確保分離器包裝的正常使用，因為分離器包裝不用于潤滑和冷卻。當設計和制造不佳時，中間膜包裝運行過程中摩擦引起的高溫會導致包裝運行過程中變形、法蘭、局部放置和磨料形成，從而使與之接觸的活塞桿跳躍，跳躍活塞桿在操作過程中會接觸中間膜或包裝單元中的金屬部分。最后，活塞表面損壞。這是活塞桿磨損的間接原因之一?；钊麠U與中間膜內孔之間的間隙平均大于3 mm?；钊麠U和中間膜之間的接觸表明活塞桿跳得很大，超過3 mm?？梢娀钊麠U的跳躍范圍遠遠超過報警值≤1.25mm。

3、往復式壓縮機故障診斷中的注意事項

活塞式壓縮機廣泛應用于不同行業?；钊綁嚎s機的廣泛應用，進一步推進了故障診斷技術的發展過程。故障診斷是一個綜合過程，需要綜合考慮各種影響因素?；钊綁嚎s機的故障診斷技術多種多樣，不同的故障診斷技術具有不同的應用優勢和應用領域。應根據實際情況進行適當監管?；钊綁嚎s機故障診斷中需要注意的問題很多。這里我們主要談幾個值得注意的重要問題：在使用小波分析時，我們需要結合神經網絡或專家系統，它們之間存在一定程度的連通性。受外部因素的影響，信號波動很大，所以我們主要考慮安裝信號的影響，以盡量減小此類信號的影響，避免錯誤診斷結果;深入研究故障診斷中的定量關系，主要從故障原因方面入手，預測故障形成因素，降低故障診斷的總體風險，通過定向處理提高故障診斷效率;活塞壓縮機運行狀態呈現動態變化趨勢，即活塞壓縮機運行狀態隨機且無法控制。在此基礎上，我們可以合理規劃專家系統，然后提高活塞壓縮機的運行周期。專家系統知識庫中的內容有一定的容量限制。為使活塞式壓縮機故障診斷全面，應及時補充專家系統知識庫中的內容，建立和完善信息管理機制，實現專家系統知識庫的綜合診斷。在活塞壓縮機故障診斷系統中，注意視覺模型的應用?；钊麎嚎s機的許多故障問題都是隱藏的，不易發現。我們只能通過數據模型來發現它。通過使用數據創建的視覺模型，我們還可以發現潛在數據的缺點。通過對模型的觀察，我們可以發現每個節點的連接關系，特別是參數之間的特征關系，進一步優化和改進視覺模型，這對提高往復式壓縮機故障診斷效率有顯著影響。

結束語：

分析壓縮機活塞桿異常磨損的原因，其磨損是多方面因素導致的，只要分析合理，采取了正確的措施，就能解決故障。此次的故障處理，也改進和優化了設計，提高了壓縮機運行的安全可靠性。建議嚴格監控機組各運行參數，定時排液，定期檢測活塞桿溫度及潤滑油消耗量，從而保證壓縮機機組的正常運行。

參考文獻：

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