氮气压缩机气阀阀座断裂原因分析及改进

2014-12-25

中国新技术新产品 2014年2期

（黑龙江黑化集团有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161041）

氮气压缩机气阀阀座断裂原因分析及改进

王胜利

（黑龙江黑化集团有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161041）

为了满足当下工作的需要，进行氮气压缩机气阀阀座断裂原因的分析是必要的，这涉及到座断原因及其改造模块的分析，从而进行氮气压缩机网状气阀阀座问题的解决，保证其气阀的工作环境的优化，保证其材质模块、阀座模块等的开展。这需要应用到氮气压缩机的各个部件工作模块，进行其阀座及其相关部件的强度分析，从而满足当下工作的需要，积极做好相关的验算工作，保证阀座高度的提升，使其满足我国相关法律法规的需要，实现危险截面的整体安全性。本文介绍了氮气压缩机网状气阀阀座出现断裂的现象，分别从气阀的工作环境、材质和阀座强度3个方面进行了分析，在确定阀座Ⅱ—Ⅱ危险截面弯曲应力不足导致阀座断裂后，增加了阀座高度并重新进行验算，使结果符合Ⅱ-Ⅱ危险截面安全的要求。

氮气压缩机；存在问题；总结优化；气阀；弯曲应力

在实际生活中，影响氮气压缩机稳定运行的因素是非常多的，比如其气阀部位体系，从而进行气阀阀座断裂原因的分析，满足在实际工作中氮气压缩机的工作需要。该文以杭州杭氧压缩机的工作模块展开分析，进行开放网状气阀的配套研究，从而满足当下压缩机的工作需要。

一、关于气阀的工作环境的分析

1 通过对杭州杭氧压缩机的工作分析，可以得知其进行了循环增压氧气压缩机的应用，进行了天然气野花装置制冷系统的应用。通过对改氮气压缩机应用模块的分析，可以得知其应用了一级压缩设备。开放网状气阀应用于进气阀及其排气阀等设备。该技术实现了杭氧压缩机的成熟应用。是一种杭氧压缩机压气体压缩机的二级气阀应用模块。该模块的应用进行了阀缝隙通道气体的应用，实现了平均速度、气阀弹簧及其气阀流动系数的计算，通过对这些数据的计算，得知这是其稳定工作的基础模块。

在研究过程中，可以明确看到即使是应用同一台压缩机，进行不同气体达到压缩，其产生的工况依旧存在着较大程度的差异，比如压缩机中零部件使用寿命的影响。通过对其较大气体及其水分的压缩，得知上述应用模块对于零部件产生非常大的影响，尤其是气阀、活塞环等设备，这些零件特别容易受损，如果这些零部件受到损害，就会严重影响设备的应用效益。例如压缩较大密度或是含有水分或杂质的气体，都会对气阀、活塞环等零部件产生较大影响，会缩短易损件的使用寿命，或使相关零部件更易损坏。而该压缩机压缩气体来自冷箱汽化后的氮气，气体循环使用，气源干燥清洁，排除含水的可能。

2 通过对第一支气阀阀座破裂的分析可以得知，该氮气压缩机的压力环节及其排气环节均存在一定程度的错误，通过对日常操作记录的研究，可以进行各个压缩机运作步骤的运行参数的分析，从而实现其有效范围的测定。该气阀是由杭州某公司设计的，通过对专业气阀制造厂家的设定，进行制造。其进行了设计图纸的精准测量。气阀阀座采用铸造的ZG2C13不锈钢材质，而实际上由于气阀制造厂家考虑到制造成本、铸造工艺等方面的原因，选用了锻造的2Crl3材质。在力学性能方面，锻造的性能相比铸造要优越，于是同意代替使用。后与气阀制造厂家联系，对此材料进行了力学性能试验，结果显示各项性能也均合格。

二、关于阀座强度验算及其相关模块的分析

1 在该气阀应用过程中，按照气阀的工作模块展开分析，一般情况下，气阀在一定工作条件下，阀座会正常的工作，为了保证工作的精准性，进行强度验算模块的应用是必要的，从而针对其弧形通道的阀座弯曲应用情况展开分析，做好相关的验算环节。如果截面具备安全的效益，就不会出现断裂的情况。通过对H-H截面的分析，得知，H-H截面为危险截面，阀座变形，这时阀座的作用相当于3根两端夹持固定的梁，承受全部气体力。最后，作用于平均直径d，之外的气体力户7直接作用于支点上，故与汽缸对气阀的反作用力相等。

在上述工作模块中，不需要针对气阀的反作用力进行计算。但是需要进行断裂的阀座部位的观察，从而证明其具体的断裂情况，这对于当下阀座问题的解决是非常有必要作用的。再经过一系列的压缩机部位的检查之后，可以发现，阀座部位的问题，因此需要进行一些特殊材料的应用，从而保证气阀阀座高度的控制，以满足当下工作的需要。对已断裂的阀座进行观察后，证实是最外圈Ⅱ-Ⅱ截面产生断裂，且存在多处肋条断裂。这也说明了此阀阀座的肋条强度严重不够，需要改进。增加阀座高度后的Ⅱ-Ⅱ截面弯曲应力验算因气阀材质采用的是低合金钢，材质性能优越，无需替换。又因汽缸体中气阀的定位尺寸不能改变，故只能增加气阀阀座高度。

2 通过对该压缩机气阀工作模块的分析，可以得知气阀阀座断裂的情况较多出现在气阀上。通过对气阀工作压差及其冲击力的选择，更有利于满足当下进气阀工作的需要。可以得知进气阀工作模块中，其压差及其冲击力与排气阀的工作模块存在较大的差异。这就是说，同样的工作模块作用于不同的工作模块，其出现的故障问题也是不同的。这就可以确定，影响气阀更易破坏的因素，这就需要进行科学的检验及其计算，以满足当下工作的需要。确定因进气阀工作时达到的压差和受到的冲击力比排气阀大很多，而使进气阀更易损坏。经过分析和验算，杭氧压缩机公司其他压缩机使用过的该型号进气阀，其工作压差相对稍小，且此气阀阀座在原设计时所留的余量较小，工作压差的改变对阀座的强度影响较大。因此，只要压差稍高就会出现阀座断裂的情况。虽然改进后的气阀增加了气缸的余隙容积，但增加的容积有限，不足以影响排气量。