往复式压缩机活塞杆磨损故障分析及处理

陈永周

摘要：往复式压缩机是容积式压缩机的一种，其主要组成部位包括气缸、曲柄连杆机构、活塞组件、填料函组件、机身、气阀、各种管线和附属设备等。一般将活塞、活塞杆和活塞环称为活塞组件，它是压缩机的重要部件之一。活塞杆用于连接活塞与十字头，以传递活塞的往复运动的动力。而填料主要用于密封气缸内座与活塞杆之间的间隙，阻止介质气体沿着活塞杆轴向泄露。往复式压缩机活塞杆与填料密封处于相对运动状态，因为填料密封压力较大，为了减小摩擦磨损，活塞杆与填料接触部分有较低的表面粗糙度。本文主要分析往复式压缩机活塞杆磨损故障分析及处理。

关键词：压缩机;活塞杆;填料;故障分析

引言：

随着国家提出全力保障国家能源安全，推动能源高质量发展，作为炼化企业重要装备，往复式压缩机的安全平稳运行越来越重要。针对东北某炼油厂往复式压缩机活塞杆异常磨损进行故障分析，提出相应的解决办法和压缩机维保建议，减少了压缩机的非计划停机，保证生产需求。

1、往复式压缩机综述

往压缩机在运行时，能够通过连杆、活塞的往复运动来改变缸体容积，从而完成气体的增压、输送工作，当活塞进行向下运动时，进气阀门将会打开并吸入介质，反之便会打开排气阀实现压缩。往复式压缩机的应用范围非常广泛，但是由于其结构复杂且磨损消耗相对比较严重，所以除了正常安装之外，还需要在更换零部件时需要对其进行修复回装。压缩机常见故障如下：第一，气阀故障。作为压缩机的主要零件，气阀在发生故障问题时，将会对压缩机的排气量带来显著影响，同时还会大幅降低压缩机的工作效率。据统计，气阀故障问题占据了往复式压缩机总故障的50%。第二，活塞环故障。作为压缩机中的易损件，活塞环的主要作用就是利用张力进行封闭，当活塞环出现问题之后，就会导致介质泄漏、严重时还会导致着火爆炸等事故的发生。第三，轴瓦失效。当润滑系统出现故障时，就会加速曲轴轴承与连杆的磨损，进而导致轴瓦失效。若轴瓦质量不满足压缩机的设计需求，则会在定位瓦涂装巴氏合金时出现气泡缺陷，当轴瓦受力时，就会导致巴氏合金脱落的问题出现，进而发生轴瓦出现失效、烧损等问题。

2、活塞杆磨损原因分析

2.1活塞杆润滑不足

通过对活塞杆进行仔细检查，发现填料段活塞杆已经呈现蓝紫色，填料盒内主密封环也有烧结痕迹，可判断是由于活塞杆温度高使机油结焦积碳，造成活塞杆表面无润滑油，润滑不足导致活塞杆磨损。

2.2工艺气含水过多

通过对工艺气组分分析，发现含饱和的湿介质，现场操作人员也反映经常出现分离器液位高报警停机。而介质中的液体会冲刷或稀释填料中的润滑油，造成填料密封件快速磨损和过早失效。

2.3氮气密封环问题

由于该厂压缩气体为氢气，用户就没有连接氮气。两组双作用氮气密封环没有气体冷却，故与活塞杆摩擦产生的热量较多，导致氮气环膨胀抱死活塞杆，造成过度磨损。同时，由于氮气环与活塞杆过度摩擦生热后，热的活塞杆影响靠近氮气环的主密封环，使其膨胀，致使填料环与填料盒轴向间隙偏小影响润滑效果。

2.4活塞杆运行中出现大幅跳动

自润滑材料用于确保分离器包装的正常使用，因为分离器包装不用于润滑和冷却。当设计和制造不佳时，中间膜包装运行过程中摩擦引起的高温会导致包装运行过程中变形、法兰、局部放置和磨料形成，从而使与之接触的活塞杆跳跃，跳跃活塞杆在操作过程中会接触中间膜或包装单元中的金属部分。最后，活塞表面损坏。这是活塞杆磨损的间接原因之一。活塞杆与中间膜内孔之间的间隙平均大于3 mm。活塞杆和中间膜之间的接触表明活塞杆跳得很大，超过3 mm。可见活塞杆的跳跃范围远远超过报警值≤1.25mm。

3、往复式压缩机故障诊断中的注意事项

活塞式压缩机广泛应用于不同行业。活塞式压缩机的广泛应用，进一步推进了故障诊断技术的发展过程。故障诊断是一个综合过程，需要综合考虑各种影响因素。活塞式压缩机的故障诊断技术多种多样，不同的故障诊断技术具有不同的应用优势和应用领域。应根据实际情况进行适当监管。活塞式压缩机故障诊断中需要注意的问题很多。这里我们主要谈几个值得注意的重要问题：在使用小波分析时，我们需要结合神经网络或专家系统，它们之间存在一定程度的连通性。受外部因素的影响，信号波动很大，所以我们主要考虑安装信号的影响，以尽量减小此类信号的影响，避免错误诊断结果;深入研究故障诊断中的定量关系，主要从故障原因方面入手，预测故障形成因素，降低故障诊断的总体风险，通过定向处理提高故障診断效率;活塞压缩机运行状态呈现动态变化趋势，即活塞压缩机运行状态随机且无法控制。在此基础上，我们可以合理规划专家系统，然后提高活塞压缩机的运行周期。专家系统知识库中的内容有一定的容量限制。为使活塞式压缩机故障诊断全面，应及时补充专家系统知识库中的内容，建立和完善信息管理机制，实现专家系统知识库的综合诊断。在活塞压缩机故障诊断系统中，注意视觉模型的应用。活塞压缩机的许多故障问题都是隐藏的，不易发现。我们只能通过数据模型来发现它。通过使用数据创建的视觉模型，我们还可以发现潜在数据的缺点。通过对模型的观察，我们可以发现每个节点的连接关系，特别是参数之间的特征关系，进一步优化和改进视觉模型，这对提高往复式压缩机故障诊断效率有显着影响。

结束语：

分析压缩机活塞杆异常磨损的原因，其磨损是多方面因素导致的，只要分析合理，采取了正确的措施，就能解决故障。此次的故障处理，也改进和优化了设计，提高了压缩机运行的安全可靠性。建议严格监控机组各运行参数，定时排液，定期检测活塞杆温度及润滑油消耗量，从而保证压缩机机组的正常运行。

参考文献：

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