往復式壓縮機氣閥故障原因及預防措施分析

王胤

摘要：氣閥是往復式壓縮機中比較關鍵的部件，直接關系到整個設備的穩(wěn)定高效運行，如果氣閥出現(xiàn)了明顯異常問題，很可能導致整個設備運行發(fā)生故障。基于此，需要在往復式壓縮機應用中重點關注氣閥，詳細分析氣閥常見的各類故障及其具體原因，進而才能夠更好地對這些故障的有效預防控制，保障往復式壓縮機的正常運轉。

關鍵詞：往復式壓縮機;氣閥故障;原因分析;預防措施

1.往復式壓縮機氣閥的組成及結構

往復式壓縮機氣缸上裝有進、排氣閥，它們是控制壓縮機進氣和排氣的關鍵部件。往復式壓縮機的氣閥結構見圖1。氣閥主要是由閥片、彈簧、閥座、升程限制器組成，并用螺栓連接固定。

圖1氣閥結構圖

2.往復式壓縮機發(fā)生氣閥故障的原因分析

2.1閥片設計不合理

有很多設計者沒有根據(jù)實際情況設計，由于不同的壓縮機工作中流量特征不同，這就需要在設計氣閥的時候考慮到運行實際情況，但是設計人員沒有合理選擇氣閥的型號，導致工作中容易出現(xiàn)氣閥故障。

2.2氣閥損壞

氣閥發(fā)生故障或損壞，其原因非常復雜。專業(yè)技術人員稍有不注意，就有可能引起往復式壓縮機出現(xiàn)故障。通過對氣閥故障、損壞原因的分析可以發(fā)現(xiàn)，往復式壓縮機長期、不間斷地工作，導致氣閥出現(xiàn)嚴重的損壞，這將大大降低其使用年限。因此，專業(yè)技術人員還要經(jīng)常對往復式壓縮機進行定期檢查維修、保養(yǎng)與修復，盡量減少氣閥的損壞。

2.3彈簧損壞

在往復式壓縮機氣閥長期應用中也容易出現(xiàn)彈簧受損問題，也會影響到氣閥的正常應用，比較常見的成因如下：首先，疲勞破壞在彈簧中的表現(xiàn)是比較明顯的，因為其需要在壓縮力方面不斷變化，進而也就必然會影響其應用性能;其次，彈簧和周圍孔壁存在明顯的摩擦問題，也會加大彈簧的受損程度，甚至可能導致彈簧斷裂問題;另外，在彈簧的正常應用中，其也可能會受到周圍介質的影響，導致其腐蝕較為嚴重，出現(xiàn)凹坑或者是麻點等隱患;最后，因為彈簧材料的初始加工不當，在加工中沒有應用規(guī)定材質，熱加工也存在著一些不足問題，必然會導致其后續(xù)應用效果受損。

2.4工作介質具有腐蝕性或介質較臟

工作介質具有很強的腐蝕性，并高速運轉，很容易造成氣閥表面腐蝕受損，出現(xiàn)凹坑。另外，介質中若含有固體雜質顆粒，這些顆粒會隨著高壓氣流高速沖擊氣閥，并有可能在其中做往復運動多次循環(huán)沖擊，導致閥片、緩沖片等易損件磨損加劇，部分顆粒甚至會卡在閥片與閥座之間，使密封面磨損。

3.氣閥故障預防措施

3.1提高設計能力

設計壓縮機氣閥時，要全面掌握氣閥使用工況、現(xiàn)場條件、參數(shù)要求以及后期預測，合理選擇氣閥結構及材料，并對設計的氣閥進行復核，檢查其是否滿足現(xiàn)場參數(shù)以及工況要求，對設計不合理的情況及時修正，按新數(shù)據(jù)重新設計。

3.2改良氣閥工藝

通過技術研究發(fā)現(xiàn)，氣閥片出現(xiàn)故障的原因主要是因為其耐磨損性能較差。長時間的能源輸送，難免會出現(xiàn)磨損的狀況，從而使其使用壽命大大減小。經(jīng)過長期的摸索，技術人員發(fā)現(xiàn)改良氣閥工藝可以提高氣閥片的耐磨力。對氣閥進行精細的改良，減少其磨損和殘余應力，可以大大提高其使用壽命。同時，為了有效提升氣閥使用壽命，針對其改良上采取調(diào)小閥片開啟高度來降低其撞擊力量，還可以適當增加閥座通道數(shù)、達到減小往復式壓縮機閥片開啟高度，這樣就能確保其閥隙獲取較為理想流通面積。

3.3調(diào)整彈簧力

提高閥片的使用壽命，除了釆用最小閥片開啟高度的措施之外，還需選擇剛性彈簧或者偏剛性彈簧閥片，在開啟和閉合中能夠適當增加緩沖力，在壓縮機處于較高轉速狀態(tài)下應當選擇鋼絲直徑較粗，工作群數(shù)多的彈簧閥片，且全部打開閥片后彈簧變形量較小，這種情況下能夠減小彈簧應力，延長使用壽命，降低撞擊速度，延長其使用壽命。除此之外彈簧彈力也不應當過大，否則會出現(xiàn)氣閥過早自動關閉現(xiàn)象，嚴重者可能產(chǎn)生氣閥振顫現(xiàn)象的發(fā)生。

3.4應用科學的氣閥故障診斷方法

往復式壓縮機的主要工作原理是通過曲軸、連桿、活塞等一系列的運作來改變氣缸內(nèi)的容積，達到對氣體進行加壓的目的。往復式壓縮機的氣閥主要包括進氣閥和出氣閥，在往復式壓縮機的運轉過程中，氣閥產(chǎn)生故障并不會對往復式壓縮機的造成最明顯的影響，而是通過閥片和彈簧等的磨損而產(chǎn)生漏氣的情況。漏氣不僅會影響往復式壓縮機的工作效率，還會縮短往復式壓縮機的使用壽命。因此，要想有效地預防和應對往復式壓縮機氣閥發(fā)生的故障，就要應用科學的氣閥故障診斷方法，根據(jù)氣閥發(fā)生的具體故障原因來對其進行預防和應對。在對往復式壓縮機的氣閥進行故障診斷時，主要是依據(jù)信號檢測設備對往復式壓縮機在運轉過程中產(chǎn)生的閥片沖擊力、氣閥漏氣等造成的設備元件振動而產(chǎn)生的信號進行檢測來判斷其是否發(fā)生故障。除此之外，還可以在往復式壓縮機中安裝相應的故障預警和報警機制，這種預警機制一般是根據(jù)往復式壓縮機在運轉過程中氣閥運動產(chǎn)生的熱力參數(shù)值、排氣壓力、氣量、閥腔內(nèi)溫度、壓力脈動等方面的變化來對其是否發(fā)生故障進行診斷的。通過這些往復式壓縮機在運轉過程中的具體動力參數(shù)變化來對氣閥故障進行診斷，主要是依據(jù)動力性能作為診斷的主要原理的。

3.5做好安裝維護工作

裝配前進行清洗，將閥座、閥蓋等配件清洗干凈;配件檢查時要仔細檢查閥座密封面，以及閥片、緩沖片、彈簧等配件，密封面不好的要研磨或者更換，原則上是閥片、緩沖片、彈簧同時更換;彈簧和閥片裝入后，應按壓幾次閥片檢查是否靈活;閥片和彈簧不應有卡阻和歪斜現(xiàn)象;緊固氣閥嚴格按照扭矩標準，同時要保證閥座和閥蓋之間的可靠夾緊，不允許有相對轉動，否則會引起閥片或者緩沖片移位;組裝后的氣閥必須進行氣密性測試，檢查其是否合格。

3.6定期做好預防性維護保養(yǎng)

設備使用過程中，一定嚴格按照修保規(guī)程對設備進行精準維護，并嚴格質量驗收。在日常運行中，要求精心巡檢，詳細記錄壓縮機相關參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常及時上報解決;同時要求對壓縮機精細操作，合理調(diào)整參數(shù)，確保壓縮機安穩(wěn)長滿優(yōu)運行。

結 語：

往復式壓縮機結構復雜、易損件多，氣閥作為往復壓縮機關鍵部件之一，產(chǎn)生故障的原因復雜多樣，希望能夠通過分析往復式壓縮機氣閥故障的原因、故障診斷方法、維護保養(yǎng)的重點從而讓技術人員更加了解設備的運行狀態(tài)，提高設備管理水平，使設備能夠平穩(wěn)運行，提高經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]賈亞平.往復式壓縮機氣閥故障判斷及排除后運行效果探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2017（2）：146.

[2]李嘉旭.往復式壓縮機氣閥失效形式分析及故障診斷[J].化工設計通訊，2018，44（5）：109.