往复式压缩机气阀故障原因及预防措施分析

王胤

摘要：气阀是往复式压缩机中比较关键的部件，直接关系到整个设备的稳定高效运行，如果气阀出现了明显异常问题，很可能导致整个设备运行发生故障。基于此，需要在往复式压缩机应用中重点关注气阀，详细分析气阀常见的各类故障及其具体原因，进而才能够更好地对这些故障的有效预防控制，保障往复式压缩机的正常运转。

关键词：往复式压缩机;气阀故障;原因分析;预防措施

1.往复式压缩机气阀的组成及结构

往复式压缩机气缸上装有进、排气阀，它们是控制压缩机进气和排气的关键部件。往复式压缩机的气阀结构见图1。气阀主要是由阀片、弹簧、阀座、升程限制器组成，并用螺栓连接固定。

图1气阀结构图

2.往复式压缩机发生气阀故障的原因分析

2.1阀片设计不合理

有很多设计者没有根据实际情况设计，由于不同的压缩机工作中流量特征不同，这就需要在设计气阀的时候考虑到运行实际情况，但是设计人员没有合理选择气阀的型号，导致工作中容易出现气阀故障。

2.2气阀损坏

气阀发生故障或损坏，其原因非常复杂。专业技术人员稍有不注意，就有可能引起往复式压缩机出现故障。通过对气阀故障、损坏原因的分析可以发现，往复式压缩机长期、不间断地工作，导致气阀出现严重的损坏，这将大大降低其使用年限。因此，专业技术人员还要经常对往复式压缩机进行定期检查维修、保养与修复，尽量减少气阀的损坏。

2.3弹簧损坏

在往复式压缩机气阀长期应用中也容易出现弹簧受损问题，也会影響到气阀的正常应用，比较常见的成因如下：首先，疲劳破坏在弹簧中的表现是比较明显的，因为其需要在压缩力方面不断变化，进而也就必然会影响其应用性能;其次，弹簧和周围孔壁存在明显的摩擦问题，也会加大弹簧的受损程度，甚至可能导致弹簧断裂问题;另外，在弹簧的正常应用中，其也可能会受到周围介质的影响，导致其腐蚀较为严重，出现凹坑或者是麻点等隐患;最后，因为弹簧材料的初始加工不当，在加工中没有应用规定材质，热加工也存在着一些不足问题，必然会导致其后续应用效果受损。

2.4工作介质具有腐蚀性或介质较脏

工作介质具有很强的腐蚀性，并高速运转，很容易造成气阀表面腐蚀受损，出现凹坑。另外，介质中若含有固体杂质颗粒，这些颗粒会随着高压气流高速冲击气阀，并有可能在其中做往复运动多次循环冲击，导致阀片、缓冲片等易损件磨损加剧，部分颗粒甚至会卡在阀片与阀座之间，使密封面磨损。

3.气阀故障预防措施

3.1提高设计能力

设计压缩机气阀时，要全面掌握气阀使用工况、现场条件、参数要求以及后期预测，合理选择气阀结构及材料，并对设计的气阀进行复核，检查其是否满足现场参数以及工况要求，对设计不合理的情况及时修正，按新数据重新设计。

3.2改良气阀工艺

通过技术研究发现，气阀片出现故障的原因主要是因为其耐磨损性能较差。长时间的能源输送，难免会出现磨损的状况，从而使其使用寿命大大减小。经过长期的摸索，技术人员发现改良气阀工艺可以提高气阀片的耐磨力。对气阀进行精细的改良，减少其磨损和残余应力，可以大大提高其使用寿命。同时，为了有效提升气阀使用寿命，针对其改良上采取调小阀片开启高度来降低其撞击力量，还可以适当增加阀座通道数、达到减小往复式压缩机阀片开启高度，这样就能确保其阀隙获取较为理想流通面积。

3.3调整弹簧力

提高阀片的使用寿命，除了釆用最小阀片开启高度的措施之外，还需选择刚性弹簧或者偏刚性弹簧阀片，在开启和闭合中能够适当增加缓冲力，在压缩机处于较高转速状态下应当选择钢丝直径较粗，工作群数多的弹簧阀片，且全部打开阀片后弹簧变形量较小，这种情况下能够减小弹簧应力，延长使用寿命，降低撞击速度，延长其使用寿命。除此之外弹簧弹力也不应当过大，否则会出现气阀过早自动关闭现象，严重者可能产生气阀振颤现象的发生。

3.4应用科学的气阀故障诊断方法

往复式压缩机的主要工作原理是通过曲轴、连杆、活塞等一系列的运作来改变气缸内的容积，达到对气体进行加压的目的。往复式压缩机的气阀主要包括进气阀和出气阀，在往复式压缩机的运转过程中，气阀产生故障并不会对往复式压缩机的造成最明显的影响，而是通过阀片和弹簧等的磨损而产生漏气的情况。漏气不仅会影响往复式压缩机的工作效率，还会缩短往复式压缩机的使用寿命。因此，要想有效地预防和应对往复式压缩机气阀发生的故障，就要应用科学的气阀故障诊断方法，根据气阀发生的具体故障原因来对其进行预防和应对。在对往复式压缩机的气阀进行故障诊断时，主要是依据信号检测设备对往复式压缩机在运转过程中产生的阀片冲击力、气阀漏气等造成的设备元件振动而产生的信号进行检测来判断其是否发生故障。除此之外，还可以在往复式压缩机中安装相应的故障预警和报警机制，这种预警机制一般是根据往复式压缩机在运转过程中气阀运动产生的热力参数值、排气压力、气量、阀腔内温度、压力脉动等方面的变化来对其是否发生故障进行诊断的。通过这些往复式压缩机在运转过程中的具体动力参数变化来对气阀故障进行诊断，主要是依据动力性能作为诊断的主要原理的。

3.5做好安装维护工作

装配前进行清洗，将阀座、阀盖等配件清洗干净;配件检查时要仔细检查阀座密封面，以及阀片、缓冲片、弹簧等配件，密封面不好的要研磨或者更换，原则上是阀片、缓冲片、弹簧同时更换;弹簧和阀片装入后，应按压几次阀片检查是否灵活;阀片和弹簧不应有卡阻和歪斜现象;紧固气阀严格按照扭矩标准，同时要保证阀座和阀盖之间的可靠夹紧，不允许有相对转动，否则会引起阀片或者缓冲片移位;组装后的气阀必须进行气密性测试，检查其是否合格。

3.6定期做好预防性维护保养

设备使用过程中，一定严格按照修保规程对设备进行精准维护，并严格质量验收。在日常运行中，要求精心巡检，详细记录压缩机相关参数，发现异常及时上报解决;同时要求对压缩机精细操作，合理调整参数，确保压缩机安稳长满优运行。

结 语：

往复式压缩机结构复杂、易损件多，气阀作为往复压缩机关键部件之一，产生故障的原因复杂多样，希望能够通过分析往复式压缩机气阀故障的原因、故障诊断方法、维护保养的重点从而让技术人员更加了解设备的运行状态，提高设备管理水平，使设备能够平稳运行，提高经济效益。

参考文献：

[1]贾亚平.往复式压缩机气阀故障判断及排除后运行效果探讨[J].科技创新与应用，2017（2）：146.

[2]李嘉旭.往复式压缩机气阀失效形式分析及故障诊断[J].化工设计通讯，2018，44（5）：109.