波导系统自动空气干燥机常见故障维修

2022-04-28陈信在郭代国

中国修船 2022年2期

陈信在,徐展,郭代国

(91411部队,辽宁大连 116041)

馈线系统是船舶雷达、通信设备的重要组成部分，主要担负发射信号和接收信号的传输与分配任务。波导作为大功率微波信号的主要传输馈线，其功率容限、特性阻抗、电场分布等关键参数受波导本身和内部环境的影响很大。为了使波导内部一直处于干燥的环境，防止波导因进水、进潮气、冷凝水、锈蚀等引起微波信号无法正常发射和接收，导致设备性能下降或无法工作，通常需要使用自动空气干燥机对波导进行干燥处理。干燥机通过对波导吹入干燥的空气，使其内腔一直保持干燥状态，以满足设备运行要求。干燥机采用空气压缩、汽水分离、空气干燥、自动控制、综合控制等多项技术，具有结构原理复杂、控制方式多样、可靠性偏低、维修难度偏大等特点。

1 基本工作原理

自动空气干燥机通常以无油润滑空气压缩机为气源，以周期工作的方式从环境中吸入空气，经过机内干燥系统吸附分离出水分，变成露点为零下几十度的干燥空气，然后以所需压力充入波导系统。自动空气干燥机基本工作原理示意图见图1。

系统供电后，交流接触器(KM)吸合，空气压缩机开始工作。空气压缩机将过滤后的空气进行压缩加压，变成含水量较高的热空气送至冷凝管，将经冷却后变成处于水汽饱和状态的压缩空气送至分水滤汽装置进行汽水分离，水分被排除。汽水分离后的压缩空气经电磁阀进入干燥筒1，气体中所含的剩余水分被干燥筒中的分子筛所吸附[1]。从干燥筒出来的干燥气体分为2部分，一小部分干燥气体送入处于减压再生状态的干燥筒2，对干燥筒中的分子筛进行回洗，使减压的分子筛进一步再生，并最终作为废气从干燥筒下部的电磁阀排气口排出；大部分干燥气体经过单向阀后被送至有压力控制器控制的储气罐中，压力控制器通过设定上下限压力预置值可实现设备的自动充气功能。储气罐中的气体经过调压阀调压和湿度指示器后，经过输出接口送至波导系统中的带充气嘴的波导，进入波导系统。

图1 自动空气干燥机基本工作原理示意图

设备工作过程中，2个干燥筒及配套设备轮换工作，当一个处于吸水干燥状态，另一个则处于减压回洗再生状态,2个干燥筒的工作状态由定时转换器控制进行切换[2]。压力控制器利用内部的上限压力开关和下限压力开关控制整个气路系统的工作状态，压力到达上限时干燥机气路系统停止工作，压力到达下限时气路系统恢复工作。气路系统利用压力表显示关键部位的气体压力，利用湿度指示器显示输出气体的干湿状态。

干燥机的电路系统主要负责设备的供电、工作状态控制、系统保护、冷空气加热和设备散热等功能。定时转换器通过控制电磁阀来控制2个干燥筒的轮流工作；往复延时继电器(KS)用于控制整机的连续工作时间和停机时间，确保充气机处于间歇性的周期工作状态；为了防止空气压缩机(M1)断相或过热损坏，系统使用了热继电器(FA)进行断相和过热保护，并使用轴流风机(C1)对压缩机进行散热；冬季，当环境温度低于0 ℃时，可使用加热装置(E1)加热空气以防止汽水通路堵塞，加热系统具备热保护开关(ST)；电源系统负责各相应部位的供电与用电保护；状态显示系统用于显示设备的各个工作状态。

2 气路系统常见故障的分析与排除

2.1 压力异常故障

1)筒前压力不足。筒前压力不足主要分为2种情况，一种是2个干燥筒工作时筒前压力均不足，另一种是1个干燥筒工作时筒前压力不足。

2个干燥筒工作时筒前压力均不足的原因主要有：筒前管路接头严重漏气，导致压力下降；分水滤汽装置(汽水分离器)排水口漏气，导致压力下降；空气压缩机过滤网堵塞，导致压缩机吸气量不足；空气压缩机安全阀损坏漏气，导致压缩机无法将空气压缩至规定压力[3]；空气压缩机损坏；压力控制器设置不当或故障等。1个干燥筒工作时压力不足的原因主要有：相关部分管路漏气；滑座内滑塞卡死，导致压力不足；电磁阀失灵，引起系统漏气导致压力降低。

如果2个干燥筒工作时筒前压力均不足，可首先检查筒前管路接头是否漏气，如果漏气则进行紧固和密封；如果未漏气，则检查分水滤汽装置排水口是否漏气，如果排水口漏气，则旋转分水滤汽装置的排水口去除异物并清洁排水口，以使自动排水口良好复位，维护清洁无效则更换分水滤汽装置；如果分水滤汽装置工作正常，则检查压缩机安全阀是否损坏漏气，如果漏气则更换安全阀；如果安全阀正常，则检查空气压缩机滤网是否堵塞，如果滤网堵塞则视情清理或更换滤网；如果滤网正常，则检查压力控制器的设置及工作是否正常，如果压力控制器异常，则进行调整或更换；如果以上均正常，则更换空气压缩机。

如果1个干燥筒工作时筒前压力不足，可首先检查相关部分管路是否漏气，如有漏气则进行紧固和密封；如果管路未漏气，则打开滑座检查滑座内滑塞是否卡死，如果滑塞卡死则清洁滑塞，确保滑塞滑动良好；如果以上均正常，则检查电磁阀是否正常，如果电磁阀运行不正常，则进行适当的清洗；如果清洗无效，则更换电磁阀。

2)输出压力不足。输出压力不足的原因主要有：筒前压力不足，导致输出压力不足或周期性压力不足；单向阀之后的相关气路接头有漏气；调压阀调节不当或故障；波导馈线系统漏气或干燥机至波导的连接管路漏气。

对于该故障，首先应检查筒前压力或周期性压力是否不足，如果是，可参照上述“1)筒前压力不足”的方法进行维修。如果筒前压力正常，可调节调压阀看能否调至正常，如果调节无效则更换调压阀；如果可以调节但无法调至正常值，可检查干燥机至波导的连接管路是否漏气，如有漏气则进行紧固、密封和修理；如无漏气则检查干燥机单向阀后的相关气路是否漏气，如有漏气，则进行紧固和密封；如无漏气，则检查波导馈线系统的密封情况。

2.2 气量异常故障

1)无输出气量。无输出气量的原因主要有：分水滤汽装置自动排水口未复位，导致严重漏气；分水滤汽装置损坏；相关管路严重漏气。根据故障发生的频率，可首先检查分水滤汽装置的自动排水口是否复位，如果排水口未复位，则旋转分水滤汽装置的排水口，视情清洁并去除异物，以使自动排水口复位；如果仍无法复位，则需更换分水滤汽装置；如果分水滤汽装置工作正常，则检查相关管路的漏气情况。

2)输出气量减少。输出气量减少的原因主要有：分水滤汽装置自动排水口未完全复位，被微小异物卡住；相关管路有漏气。维修时，可检查分水滤汽装置的排水口是否完全复位，如未完全复位，则清洁分水滤汽装置，去除自动排水口附近的异物，使其正常复位；如果分水滤汽装置的排水口已完全复位，则检查相关管路的漏气情况。

2.3 运转异常故障

1)空气压缩机运转时声音不正常。该故障的原因主要有：空气压缩机固定不牢或其它相关机件松动；压缩机进气口堵塞；压缩机工作电压不正常；压缩机损坏，三相绕组不平衡或机械故障。

设备关机断电，首先检查空气压缩机是否固定牢固、相关机件有否松动及脱落，如果压缩机固定不牢或相关机件松动、脱落，则紧固压缩机或紧固重装相关机件；如果压缩机及相关机件均安装固定良好，则检查压缩机的进气滤网是否过脏、堵塞，进气接头是否堵塞，如有堵塞则进行清理，并视情更换滤网；如无堵塞，则开机检查压缩机工作的U、V、W三相电源(380 V)是否正常、三相是否平衡，如果电源不正常，则检修电源故障；如果电源正常，则更换空气压缩机。

2)安全阀放气。安全阀放气的原因主要有：单向阀堵塞；电磁阀未打开；干燥筒堵塞；安全阀故障，在低气压状态下泄气。

维修前，可首先检查筒前压力是否过低，如果筒前压力过低，则为安全阀故障，更换安全阀；如果筒前压力正常或偏高，则观察2个干燥筒切换工作的情况。

当仅有1个干燥筒工作时安全阀放气，则检查相应的电磁阀是否正常打开，如果电磁阀正常打开，则为该干燥筒堵塞，需进行检查和清理；如果电磁阀未正常打开，则检查相应的干燥筒指示灯是否正常亮，如果灯正常亮，则为电磁阀故障；如果干燥筒指示灯不亮，则为定时转换器故障。

当2个干燥筒工作时安全阀均放气，则检查干燥筒指示灯，如果干燥筒指示灯均异常，则为定时转换器故障；如果干燥筒指示灯均正常，则为单向阀堵塞，视情清理或更换。

3)压缩机频繁启动。原因主要有：波导馈线系统密封不良；压力控制器设置不当；储气罐之后的气路有轻微漏气。维修时，可首先拆下干燥机输出管路，堵塞输出接口后启动干燥机，如果压缩机不再频繁启动，则波导馈线系统密封不良，需进行波导气密性检查；如果压缩机仍频繁启动，则检查储气罐之后的气路有无轻微漏气，如有轻微漏气，则进行紧固和密封；如无轻微漏气，则适当调节压力控制器的压力控制值设定。

4)湿度指示异常，硅胶呈白色或红色。原因主要有：湿度指示器污染、脏污；电磁阀故障，再生气路不通；滑塞节流气孔堵塞，再生气路不通；筒前气路压力低；干燥筒内分子筛老化。

可首先检查湿度指示器有无污染、脏污，如有则查明污染原因并进行清理，视情更换变色硅胶；如无污染，则检查干燥筒的筒前压力是否不足，如果筒前压力不足，按“2.1中1)筒前压力不足”的方法进行维修；如果筒前压力正常，则检查滑塞节流气孔是否堵塞，如果气孔堵塞，则清洗疏通节流气孔；如果气孔未堵塞，则应为电磁阀失灵，导致再生气路不通，可视情修理或更换电磁阀；如果以上均正常，则可能是干燥筒内的分子筛老化，需更换分子筛或将原分子筛进行活化。

3 电路系统常见故障的分析与排除

1)空气压缩机不启动。压缩机不启动的原因主要有：压缩机过热保护；压缩机故障；电源电压异常或缺相；交流接触器(KM)故障；时间继电器(KS)故障；压力控制器(KP)故障。

对于该故障，可检查压缩机不启动故障发生在刚开机时还是发生在长时间开机后。如果压缩机不启动故障发生在刚开机时，可首先检查散热风扇(C1)工作是否正常，如果C1工作正常，则压缩机故障；如果C1工作不正常，则检查KM是否正常吸合。如果KM正常吸合，则热继电器(FA)故障；如果KM不吸合，则检查KM的380 V线圈电压是否正常，如果线圈电压正常，则KM故障；如果线圈电压不正常，则检查KS是否正常吸合。如果KS正常吸合，则KP故障；如果KS不能正常吸合，则KS故障。

如果故障发生在长时间开机后，常为压缩机发生了过热保护，可首先检查压缩机是否过热(注意防止烫伤)；如果压缩机过热，则检查C1是否工作正常，如C1工作不正常，则更换风扇；如C1工作正常，则压缩机故障，视情检修或更换。

2)无法开机。无法开机的原因主要有：输入的三相380 V/50 Hz电源异常；电源保险丝损坏或接触不良；电源开关(S1)故障。

维修时，可首先检查电源保险丝F1、F2、F3是否正常，是否有接触不良，如果电源保险丝未断且装接良好，则拔下干燥机电源插头，测量三相380 V/50 Hz电源输入是否正常，如果电源异常，则检修输入电源；如果电源正常，则打开S1，如果电源指示灯(H1)正常亮，则说明压缩机控制电路故障，按“3中1)空气压缩机不启动”故障的维修方法维修即可；如果电源指示灯不亮且压缩机不启动，则S1故障，视情维修或更换即可；如果电源保险丝断，则更换电源保险丝；如果屡烧电源保险丝，则检查KM、KS、变压器(T1)、定时转换器等负载是否有短路或绝缘异常情况，排除负载异常故障。

3)干燥筒不切换。干燥筒不切换的原因主要有：T1故障，输出电压异常；定时转换器故障，输出控制电压异常；电磁阀(YV1或YV2)故障，未正常切换。维修时，可首先观察干燥筒1和干燥筒2的切换与指示灯(H1、H2)的切换是否一致，如果仅为指示灯切换而干燥筒未切换，则对应未切换的YV1或YV2故障；如果干燥筒和指示灯均不切换，则可观察2个干燥筒的H1、H2是否均不亮，如果指示灯均不亮，则检查T1的220 V输出电压是否正常，如果输出电压正常，则定时控制器故障；如果输出电压不正常，则定时转换器故障；如果有一只指示灯亮但不切换，则为定时转换器故障。