毕业设计_活塞式压缩机常见故障及排除

毕业设计_活塞式压缩机常见故障及排除内容摘要：

足 1000h。 化工流程用的大型往复式压缩机的运行往往受化工流程的变化而制约 ,工况不稳定或偏离额定压力下工作时 ,都可能会造成运动规律改变 ,阀片颤振 ,冲击 频率增加 ,寿命下降。 吉林工业技术学院毕业论文 7 2)弹簧失效是导致阀片断裂的主要原因之一。 根据对大型压缩机气阀失效的调查统计 ,发现在有阀片断裂的气阀中 ,几乎都存在失效的弹簧。 检修中发现有些阀片未损坏而弹簧有几个已经碎断 ,至于阀片损坏而弹簧未损坏的却极少见。 由此可见 ,弹簧往往先于阀片失效。 分析其原因 ,由于弹簧本身的质量或某些工艺用压缩机 ,工艺条件的限制 ,在个别的级压力比较高 ,造成排气温度过高 ,弹簧在较高温度下长期工作 ,在交变载荷作用下 ,弹簧由弹性变形转化为塑性变形 ,使强度降低或产生蠕变现象 ,使弹簧断裂或长度减少导致弹力下降。 经对上述阀 弹簧的拆检 ,工作不足 1000 h,弹簧缩短(1~1 5) mm。 由于弹簧的失效 ,阀片受力不均匀产生附加弯矩 ,运动规律受到严重的影响。 阀片的开启和关闭不灵活 ,加大了对升程限制器、阀座的撞击力 ,弹簧的断裂还会使阀片带来刻痕 ,加速阀片失效 ,最后导致阀片断裂。 3)从大量碎断的阀弹簧断口明显看出 , ,一类断口有光亮区 ,并且断裂方向和直径平面呈 45176。 角 ,说明是在剪应力作用下疲劳断裂的。 另一类断口的断裂方向和直径平面重合 ,说明是在弯曲应力作用下疲劳断裂。 为分析阀弹簧的断口 ,在铝试块上嵌了个断裂的阀弹簧 ,经处理后 ,用 400 倍显微镜进行观察 ,发现在断处有大量非金属杂物。 并且只有在断口的区域存在 ,观察外圈还会发现弹簧外圈已被严重磨损 ,在另一个弹簧断口处观察发现 ,存在脱碳现象 ,另外有一埋藏裂纹在弹簧体内部 ,根据金相照片观察到的缺陷可分析出弹簧的加工及工质腐蚀、磨损等原因都可能造成阀弹簧的断裂、松弛等失效现象。 （ 2） 压缩介质的腐蚀对阀片寿命的影响 很多大型压缩机的工作介质一般都具有腐蚀性 ,如含 H2S、 CO等介质 ,使阀片的材料疲劳极限显著降低 ,同时气流以较高的速度冲刷阀片容易造成阀片表面组织破坏 ,产生腐蚀 ,出现麻点或凹坑 ,另外 压缩介质一般有一定的湿度 ,特别是油水分离器效果下降时 ,分离不净的润滑油和压缩气体经冷却器后析出的水分混合在气体中 ,当随气体流过气阀时 ,有一部分附在阀座密封口处 ,使阀片和升程限制器等零件表面形成液膜 ,液膜所产生的附着力阻碍阀片的运动 ,引起阀片滞后开启或关闭 ,增大了气流顶推力 ,当油水含量愈多 ,附着力愈大 ,对阀片的运动规律影响也愈大 ,严重影响气阀阀片的使用寿命。 （ 3） 阀片断口分析 吉林工业技术学院毕业论文 8 对断裂或有裂纹的阀片用肉眼进行观察 ,可看到明显的疲劳断裂的特征 ,借助放大镜仔细观察 ,可看到断面边缘有许多发亮的点 ,可较清晰看到贝纹线 ,顺着贝纹线的发展方向可判断裂纹源于阀片内径处 ,在断口两侧边缘区域可观察到弹簧的磨痕或腐蚀的斑点等。 由此可初步断定裂纹的形成和发展过程 ,截取断口附近制作金相试块 ,在600 倍金相显微镜下观察 ,可以清楚看到断裂面与非断裂面的金相组织基本一样 ,没什么差别 ,不同的只是截取的断裂面试样中有一条明显裂纹 ,由内径向外不规则延伸 ,由此可推断裂纹扩展方向与宏观是一致的。 （ 4） 分析结论 根据阀片的损坏形式和理论分析 ,无论是环状阀还是网状阀破坏 ,都属于疲劳断裂 ,裂纹是与多种因素有关的 ,碎断弹簧使阀片产生的压痕 ,压缩介质对阀片的 腐蚀阀片材质内部的缺陷 ,阀片在加工过程中所产生的内应力 ,微观裂纹等 ,都会形成裂纹源 ,在撞击应力的高频作用下 ,经过一定的亚临界扩展 ,使裂纹达到临界尺寸后 ,造成阀片的径向断裂。 3． 提高气阀使用寿命的途径 根据气阀的失效形式和以上对损坏原因的分析 ,气阀的使用寿命和许多因素有关 ,对于大型压缩机的气阀 ,既要考虑压缩机的可靠性 ,又要考虑到机器的经济性 ,要求气阀有足够长的使用寿命 ,力求气阀阻力损失小。 因此要提高气阀的使用寿命 ,必须根据具体情况 ,具体分析。 结合大型压缩机的实际运行工况和特点 ,提高气阀使用寿命 ,应主要考虑如 下几个方面 : （ 1） 提高阀片阀弹簧的产品质量 目前根据阀片的损坏原因分析 ,已经寻找出很多提高阀片、弹簧产品质量的方法 ,在材质、加工制造及热处理工艺等方面都取得了一些成熟的经验 ,但对化工流程用大型活塞式压缩机的阀片、弹簧还应结合化工生产的特点 ,在抗腐蚀、耐高温等方面提高阀片、弹簧的综合机械性能 ,特别是提高弹簧在高温下防蠕变、防腐蚀的能力。 提高阀弹簧的寿命是提高阀片寿命的先决条件 ,阀片只有在弹簧正常的工作条件下 ,才能保证良好的运动规律。 （ 2） 合理调整气阀的弹簧力 吉林工业技术学院毕业论文 9 根据损坏原因分析 ,气阀弹簧力是决定气阀阀片寿命 及机器经济性的重要参数。 因此根据机器的实际运动规律 ,减轻阀片对升程限制器、阀座的撞击力和减少撞击频率 ,是提高阀片寿命的重要保证。 （ 3） 适当增加阀座的通道面积 要尽可能提高阀座通道面积 ,增加流量系数 ,使气流分布均匀 ,以改善阀片的受力状况 ,降低对阀片的冲击载荷及附加弯矩 ,这一点对高压级网状阀尤为重要。 （ 4） 气阀改进实例分析 某化肥厂氮氢气压缩机 ,是 20 世纪 80 年代国内生产的大型设备 ,投入生产以来 ,经常因阀片损坏而停车 ,阀片寿命一般在 1000 h 左右 ,最短的寿命仅有 500 h 左右。 针对这种情况 ,对该机气阀进行 理论分析和拆检调查。 根据分析出的主要原因 ,对气阀进行了改进 ,主要改进措施如下 : 1)对阀片寿命短的二段、三段的阀片运动规律进行计算机模拟 ,发现在实际工况下 ,气阀弹簧力不适当 ,阀片颤振或延迟关闭现象 ,造成阀片在工作时撞击频率过于严重 ,是阀片损坏的主要原因之一。 重新对阀弹簧进行设计。 对弹簧刚度、弹簧力都按实际工况进行了调整 ,使改进后阀片运动规律趋于合理 2)加强阀片、弹簧的质量检查。 经拆检和对新阀片、弹簧性能检查 ,发现弹簧硬度普遍过大 ,阀片翘曲度超标严重。 对此 ,严格按技术要求予以纠正 ,并对弹簧提出表面强化和松驰 处理 ,提高弹簧、阀片的疲劳寿命。 3)改善排气阀阀座通流面积。 为使气流分布均匀 ,使阀片受均布载荷 ,对原气阀阀座的环形通道改为密排孔形通道。 经改造后 ,机器运行稳定 ,气阀的使用寿命提高了2~3 倍 ,使用寿命超过了 4000 h,节约了检修和备件的费用 ,并且节约了因故障停车而造成的损失 ,收到了较好的效果。 吉林工业技术学院毕业论文 10 三、 排气量不足原因排除 1．概述 活塞式压缩机广泛应用于动力工程、化学工程、石油炼制等生产中，是关键性设备，适用于中、小流量较高压力的场合。 它与其它类型的压缩机相比，具有能量损失小，效率较高，排气压力几乎不受 气量调节的影响等优点。 但也同时存在往复惯性力大，振动较大，易损件多以及排气不连续，气体带油污染等缺点，带来了运行中故障较多，维修工作量大的问题。 本文仅对排气量不足这一常见故障进行分析，找出原因，提出解决办法。 2． 影响活塞式压缩机排气量的因素 在生产中，无论是新安装的压缩机，还是运行中的压缩机，出现排气量不足的情况时，都要从排气量公式出发进行分析，逐项排除，最后找出原因，加以解决。 对单级压缩而言，其排气量公式为 :Vd==两标两入 LVn式中 :vd— 单位时间内的实际排气量，时 /而 n。 一机器的转速， r/mim。 v。 — 每转的气缸行程容积。 沁 — 容积系数，反映了由于余隙容积的存在，使气缸工作容积利用率降低程度。 入 P— 压力系数，反映了吸气阀的阻力损失引起吸气量的减少程度。 两 — 温度系数，反映了气缸对新鲜气体加热而引起吸气量减少的程度。 瓦 — 泄漏系数，反映了泄漏量对排气量的影响。 若是多级压缩，还须考虑中间抽气 (凡 )和冷凝 (凡 )对排气量的影响。 3． 排气 量 不足的原因和排除方法 当出现排气量不足的间题时，根据上述公式，建议按下列顺序进行检修 : （ 1） 检查压缩机 的转速是否符合规定值，如果不符，应立即改正。 （ 2） 检查气缸温度和排气温度，若排气温度过高或气缸温度过高，可改善气缸的冷却条件。 （ 3） 检查气缸的余隙和排气量调节装置，若发现余隙不当或调节装置失灵，应吉林工业技术学院毕业论文 11 重新调节余隙，修复调节装置。 （ 4） 对多级压缩机，检查所有的级间管道联接处，发现有松动现象，予以紧固。 （ 5） 检查吸、排气阀是否漏气 l)阀座与阀片间有金属颗粒或其它异物，关闭不严引起漏气。 排除方法 :拆检清洗，若吸气阀的阀盖发热，则故障在吸气阀上，否则在排气阀上。 2)新安装的吸气阀，弹簧刚性太大引起开启迟缓， 或因旧阀弹簧疲劳失效引起开启不及时，造成排气量减少。 排除方法 :更换合适的气阀弹簧。 3)阀片与阀座磨损不均匀，造成密封不严而漏气。 排除方法 :用研磨的方法修复，或更换新的气阀。 4)吸气阀升起高度不够，流速加快，阻力增大，影响气量。 排除方法 :调整升程高度，更换适当的升程限制器。 （ 6） 检查填料是否漏气 1)填料或活塞杆磨损引起泄漏。 排除方法 :修理或更换磨损件。 2)润滑油量不足，降低气密性，引起泄漏。 排除方法 :拆检气阀，发现气阀缺油，应增加润滑油量。