螺桿式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行常見故障分析及處理

石翠萍

中國航發(fā)上海商用航空發(fā)動機(jī)制造有限責(zé)任公司 上海 201306

螺桿式空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，具有速度式壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行相對穩(wěn)定，并因其重量輕、運(yùn)行效率高，在壓縮機(jī)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。螺桿式空氣壓縮機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中，如果保養(yǎng)措施不合理或發(fā)生故障，很容易造成一系列的設(shè)備故障，在一定程度上影響了設(shè)備的使用壽命。同時，由于空氣壓縮機(jī)長時間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，老化失效的可能性更大，這些擾動不僅造成機(jī)車的機(jī)械污染和油的浪費(fèi)，而且還會造成機(jī)車的火災(zāi)隱患，增加維修成本。因此，有必要對螺桿空氣壓縮機(jī)的故障進(jìn)行分析，使廠家能夠?qū)ο嚓P(guān)的螺桿式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行改進(jìn)和完善，為應(yīng)用維修單位人員的維修提供參考。由此可見，對螺桿式空氣壓縮機(jī)常見故障及處理策略進(jìn)行詳細(xì)的研究分析是十分必要的。

1 螺桿式空氣壓縮機(jī)工作原理

螺桿式空氣壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行包括吸氣、密封、輸送、壓縮、排氣等過程。空氣壓縮機(jī)利用吸氣過濾器有效地將周圍空氣吸入主機(jī)，而陰陽轉(zhuǎn)子在進(jìn)入嚙合運(yùn)動中時改變了主機(jī)的內(nèi)部容積，并不斷地在腔內(nèi)進(jìn)行噴油，將螺桿進(jìn)行有效的潤滑、冷卻和加熱，以形成油和空氣的油氣混合物。加熱增壓后，油氣通過排氣單向閥進(jìn)入油氣分離器，主機(jī)腔內(nèi)的油通過油氣分離器與壓縮空氣分離，冷卻回主機(jī)并進(jìn)行處理。當(dāng)油分離器內(nèi)的空氣壓力降至最小壓力時，最小壓力閥打開，高溫壓縮空氣進(jìn)入后，冷卻器開始冷卻過程，最終得到壓縮空氣[1]。

2 螺桿式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行常見故障與處理策略

2.1 主機(jī)的排氣溫度偏高的處理

當(dāng)機(jī)房溫度在允許的范圍之內(nèi)，且油位正常時，應(yīng)排除設(shè)備測溫元件的故障。一般情況下，可以用其他溫度測量儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。如果測溫元件沒有問題，可以檢查油冷卻器進(jìn)、出口的溫差?？偭繎?yīng)控制在5℃至8℃，油流不足，油路堵塞或溫控閥全開，故應(yīng)檢查濾油器是否相關(guān)。對于某些類型的空氣壓縮機(jī)，有必要將油流量最大化，并檢查溫度控制閥，拆下閥芯并密封溫度控制閥的一端，以迫使油通過散熱器，如果以上措施不能解決主機(jī)排氣溫度過高的問題，可考慮有異物堵塞油路的可能性[2]。

如果溫差沒有超出允許的范圍，則確認(rèn)散熱不好。因此，檢查水冷機(jī)是否進(jìn)水充足或溫度過高，以及水冷機(jī)是否結(jié)垢，同時檢查風(fēng)冷是否充足，冷卻風(fēng)扇是否異常，冷卻器是否干凈，風(fēng)扇是否故障等。如果溫差仍然在允許范圍內(nèi)，設(shè)備溫度總是很高，如果機(jī)器的熱量超過允許范圍，前表面是否有摩擦或軸承在頭部的位置是否有問題，有必要檢查超壓油或老化油的工作情況。如果空氣壓縮機(jī)有斷油閥，也應(yīng)進(jìn)行檢查，如果關(guān)閉閥失效，機(jī)器開啟時就會關(guān)閉，溫度會明顯升高。

2.2 常見部件故障及原因分析

2.2.1 進(jìn)氣閥

在壓縮機(jī)開始工作后，進(jìn)氣閥內(nèi)進(jìn)氣止回閥處于開啟狀態(tài)，以利于空氣順利進(jìn)入壓縮室。當(dāng)空氣壓縮機(jī)停機(jī)時，進(jìn)氣止回閥迅速關(guān)閉閥口，以防止油氣桶回流過來的含油氣體排入大氣。當(dāng)外觀檢查發(fā)現(xiàn)空氣濾清器外部有油污時，可以判斷出由于進(jìn)氣閥內(nèi)進(jìn)氣止回閥閥口關(guān)閉不嚴(yán)，油氣室內(nèi)的含油氣體通過進(jìn)氣止回閥回流所致。當(dāng)外觀檢查發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣閥閥體油污較多時，應(yīng)為進(jìn)氣閥閥座與底座密封不嚴(yán)所致[3]。

2.2.2 油細(xì)分離器

油細(xì)分離器主要用于細(xì)分油氣桶里的含油壓縮空氣。油細(xì)分離器濾芯由多層玻璃纖維濾材制造而成，幾乎可以將壓縮空氣中的霧狀油氣完全濾去，其中油顆粒大小可控制在0.1μm以下，排氣含油量則可低于0.0005%。油細(xì)分離器與底座用密封膠圈密封。受時間、機(jī)組長時間振動等因素影響，密封膠圈老化破裂，就會導(dǎo)致油細(xì)分離器與底座密封不嚴(yán)而漏油。另外，油細(xì)分離器外殼開裂也會導(dǎo)致漏油，但這種情況較少發(fā)生。

2.2.3 油過濾器

油過濾器是一種紙質(zhì)過濾器，用于除去油中的雜質(zhì)，如金屬微粒、油的裂化物等，保護(hù)軸承及轉(zhuǎn)子。油過濾器漏油大多數(shù)是由膠圈與底座密封不嚴(yán)所致[4]。

2.2.4 油封

油封是聯(lián)軸器與壓縮機(jī)機(jī)體密封連接的關(guān)鍵部件，主要作用是密封油氣桶內(nèi)的潤滑油，防止機(jī)組運(yùn)行時潤滑油從聯(lián)軸節(jié)處甩出。油封表面為聚四氟乙烯，因機(jī)組長時間運(yùn)行，以及季節(jié)變化，油封上的聚四氟乙烯密封唇發(fā)生磨損變形，導(dǎo)致密封不嚴(yán)發(fā)生潤滑油甩出現(xiàn)象。當(dāng)油封密封不嚴(yán)時，如果空氣壓縮機(jī)運(yùn)行，冷卻風(fēng)扇會產(chǎn)生負(fù)壓，潤滑油就會從油封滲漏處被吸出，吹向冷卻器，或從冷卻器下部觀察窗向外滲漏。

2.2.5 油冷卻器

冷卻器為板翅式散熱器，冷卻散熱片由鋁質(zhì)散熱片焊接而成，因裸露在外部，受異物碰撞時，焊縫很容易開裂漏油。在空氣壓縮機(jī)工作時，如果散熱片開裂漏油，滲漏的潤滑油在冷卻風(fēng)扇風(fēng)力作用下，吹向機(jī)車頂部及機(jī)械間周圍，可能導(dǎo)致火災(zāi)隱患[5]。

2.3 故障預(yù)防和處理

針對螺桿式空氣壓縮機(jī)滲油、漏油問題，采取以下預(yù)防和處理措施。

（1）進(jìn)氣閥漏油直接更換進(jìn)氣閥密封圈，然后解體進(jìn)氣閥，檢查進(jìn)氣閥內(nèi)進(jìn)氣止回閥和復(fù)原彈簧質(zhì)量狀態(tài)，更換失效的閥口或復(fù)原彈簧。

（2）針對油細(xì)分離器和油過濾器漏油情況，先檢查外觀，看外殼是否有裂紋。有裂紋的更換；沒有裂紋的檢查底座密封處是否漏油。漏油嚴(yán)重的直接更換；不嚴(yán)重的用專用皮帶扳手緊固。

（3）因油封漏油檢修工作量較大，并且檢修停放時間較長，一般需要扣車處理。處理時，徹底更換油封，與油封連接的兩側(cè)法蘭應(yīng)用專用密封膠密封，密封膠冷卻需24h以上，以達(dá)到最好的密封效果。

（4）加強(qiáng)對油散熱器的日常檢查，遇到有裂紋的及時焊修。日常檢修時，因油冷卻器裸露在外面，油冷卻器很容易受到外力碰撞，導(dǎo)致油散熱器被撞裂，建議廠家在散熱器外部加裝防護(hù)網(wǎng)，以免人為損壞。

（5）將進(jìn)氣閥、油細(xì)分離器、油過濾器、油封、油冷卻器等部位的檢查納入小修、輔修和“五項(xiàng)專檢”范圍，同時機(jī)車乘務(wù)員應(yīng)加強(qiáng)日常走廊巡視檢查，將漏油處及時記錄在行車日志上，并在退勤后及時提報維修需求[6]。

3 非正常停機(jī)故障原因分析及預(yù)防措施

3.1 原因分析

在實(shí)際運(yùn)用中，螺桿式空氣壓縮機(jī)停機(jī)現(xiàn)象時有發(fā)生。分析現(xiàn)場故障發(fā)現(xiàn)，空氣壓縮機(jī)非正常停機(jī)主要由以下4方面原因所致。

（1）油冷卻器臟。油冷卻器太臟，會造成冷卻空氣受阻，油冷卻器散熱效果下降，導(dǎo)致油溫升高，引起溫控閥斷開動作而切斷電源停機(jī)。

（2）環(huán)境溫度高。車體兩側(cè)百葉窗沒有打開，或者灰塵太多、堵塞濾網(wǎng)，造成空氣壓縮機(jī)周圍熱空氣不能及時排向外部，使機(jī)械間空氣溫度升高，機(jī)體溫度跟著升高。尤其在夏天，更容易導(dǎo)致油溫高，引起溫控閥斷開動作而停機(jī)。

（3）螺桿式空氣壓縮機(jī)油位過低或缺油。螺桿式空氣壓縮機(jī)油位過低或缺油，會導(dǎo)致油氣室內(nèi)油壓過低，觸發(fā)油壓力繼電器斷開動作而造成停機(jī)。

（4）油過濾器堵塞嚴(yán)重。油過濾器濾芯堵塞嚴(yán)重，會導(dǎo)致潤滑油主回路受阻，進(jìn)而導(dǎo)致螺桿供油不足，造成油氣桶內(nèi)油壓過低，最終引發(fā)壓力開關(guān)斷開動作而停機(jī)[7]。

3.2 預(yù)防和處理

在運(yùn)行中，空氣壓縮機(jī)停機(jī)會導(dǎo)致供風(fēng)不足，制動機(jī)失效，受電弓升不起等嚴(yán)重的安全隱患或事故。為了減少空氣壓縮機(jī)非正常停機(jī)故障，考慮從以下3方面預(yù)防和處理。

（1）防止空氣壓縮機(jī)周圍環(huán)境溫度過高。定期對機(jī)車兩側(cè)車體百葉窗除塵，定期清洗濾網(wǎng)，檢查百葉窗是否動作靈活，吹掃空氣壓縮機(jī)散熱器表面灰塵，防止因百葉窗通風(fēng)不暢、空氣壓縮機(jī)散熱不良，導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)溫度過高，從而引起溫控閥動作，斷開空氣壓縮機(jī)電機(jī)電源，最終造成停機(jī)。

（2）防止空氣壓縮機(jī)缺油或油位過低。加強(qiáng)電力機(jī)車“五項(xiàng)專檢”的檢查力度，將螺桿式空氣壓縮機(jī)油位納入必檢項(xiàng)目，防止因螺桿式空氣壓縮機(jī)缺油或油位過低，造成空氣壓縮機(jī)壓力開關(guān)動作，斷開空氣壓縮機(jī)電機(jī)電源，從而造成停機(jī)。

4 螺桿式空氣壓縮機(jī)的維護(hù)措施

4.1 對螺桿式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行設(shè)備點(diǎn)檢

如果想要使得螺桿空氣壓縮機(jī)保養(yǎng)得當(dāng)，則應(yīng)仔細(xì)檢查空氣壓縮機(jī)上的設(shè)備是否正常，設(shè)備維修是螺桿空氣壓縮機(jī)維修的有效措施之一。根據(jù)不同螺桿式空氣壓縮機(jī)和不同的實(shí)際情況，設(shè)計不同的設(shè)備檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)空氣壓縮機(jī)技術(shù)方面以及設(shè)備的相關(guān)特點(diǎn)，使用專業(yè)的檢驗(yàn)工具對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行定期的檢驗(yàn)，將數(shù)量和工藝進(jìn)行分類，并建立相應(yīng)的分類檢驗(yàn)制度。當(dāng)前的螺桿式空氣壓縮機(jī)都是由空氣壓縮機(jī)檢驗(yàn)員或?qū)I(yè)檢驗(yàn)員進(jìn)行檢驗(yàn)的，因此，檢驗(yàn)員應(yīng)定期對空氣壓縮機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，并建立嚴(yán)格的檢查標(biāo)準(zhǔn)，解決技術(shù)方面的問題，對空氣壓縮機(jī)進(jìn)行多級維護(hù)。所以，在螺桿空氣壓縮機(jī)維修的過程中，專業(yè)點(diǎn)檢空氣壓縮機(jī)是非常有效的措施之一[8-9]。

4.2 對螺桿式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行隱患排查

在螺桿空氣壓縮機(jī)的維修過程中，為了保證人員的安全以及螺桿空氣壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行順利，在沒有出現(xiàn)故障的情況下，應(yīng)該仔細(xì)檢查一下螺桿空氣壓縮機(jī)是否存在安全隱患，是否有螺桿空氣壓縮機(jī)故障造成的安全風(fēng)險和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險。因此，如果螺桿式空氣壓縮機(jī)想要得到良好的保養(yǎng)，公司應(yīng)定期組織專業(yè)人員對螺桿式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行隱患排查，使用專業(yè)的儀器和技術(shù)分析并調(diào)查潛在的危害，并進(jìn)行徹底整改。這是消除螺桿式空氣壓縮機(jī)安全隱患的重要措施之一。

4.3 加強(qiáng)對螺桿式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行維護(hù)的重視程度

除了研究螺桿式空氣壓縮機(jī)的隱患外，還要注意螺桿式空氣壓縮機(jī)的保養(yǎng)。公司空氣壓縮機(jī)運(yùn)行過程中不注意維護(hù)工作，甚至不定期對螺桿式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行清潔保養(yǎng)，在一定程度上會導(dǎo)致螺桿空氣壓縮機(jī)的使用壽命短，螺桿式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行的安全風(fēng)險將會越來越大，施工人員的安全得不到保障。因此，相關(guān)部門應(yīng)建立相應(yīng)的管理制度，對螺桿式空氣壓縮機(jī)的有效運(yùn)行進(jìn)行有效的監(jiān)督和監(jiān)控。如若沒有定期對空氣壓縮機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)的，將根據(jù)實(shí)際情況給予相關(guān)部門一定的處罰，在這樣一個嚴(yán)格的維護(hù)制度下，螺桿式空氣壓縮機(jī)的維護(hù)工作就會得到正確的落實(shí)。因此，如果想要對螺桿式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行更好的保養(yǎng)，在使用過程中提高對機(jī)組維護(hù)方面的重視也是一種非常有效的措施。

5 結(jié)語

總之，螺桿式空氣壓縮機(jī)以其優(yōu)越的性能和較低的管理成本在實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，包括日常故障和處理策略也引起了人們的關(guān)注。對于螺桿式空氣壓縮機(jī)來說，其油氣分離系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氣流控制系統(tǒng)和回油系統(tǒng)都是非常重要的，只有保證壓縮機(jī)各子系統(tǒng)的正常運(yùn)行才能提高整臺壓縮機(jī)的完好率，保障公司生產(chǎn)運(yùn)行。