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2011年暖通工程師:淺談壓縮機(jī)的故障原因及對(duì)策分析

發(fā)表時(shí)間:2011/2/24 11:05:21 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 點(diǎn)擊關(guān)注微信:關(guān)注中大網(wǎng)校微信
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內(nèi)容介紹>>

壓縮機(jī)是用來(lái)提高氣體壓力和輸送氣體的機(jī)械。從能量的觀點(diǎn)來(lái)看,壓縮機(jī)是屬于將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的機(jī)器。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,壓力能的應(yīng)用日益廣泛,使得壓縮機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的許多部門中成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一。壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,難免會(huì)出現(xiàn)一些故障,甚至事故。故障是指壓縮機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)的不正常情況,一經(jīng)排除壓縮機(jī)就能恢復(fù)正常工作,而事故則是指出現(xiàn)了破壞情況。兩者往往是關(guān)聯(lián)的,若碰到故障不及時(shí)排除便會(huì)造成重大事故。

常見(jiàn)故障及其原因和措施

排氣量不足:

排氣量不足是與壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)氣量相比而言。主要可從下述幾方面考慮:

1進(jìn)氣濾清器的故障:積垢堵塞,使排氣量減少;吸氣管太長(zhǎng),管徑太小,致使吸氣阻力增大影響了氣量,要定期清洗濾清器。

2壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低使排氣量降低:空氣壓縮機(jī)使用不當(dāng),因空氣壓縮機(jī)的排氣量是按一定的海拔高度、吸氣溫度、濕度設(shè)計(jì)的,當(dāng)把它使用在超過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)的高原上時(shí),吸氣壓力降低等,排氣量必然降低。

3氣缸、活塞、活塞環(huán)磨損嚴(yán)重、超差、使有關(guān)間隙增大,泄漏量增大,影響到了排氣量:屬于正常磨時(shí),需及時(shí)更換易損件,如活塞環(huán)等。屬于安裝不正確,間隙留得不合適時(shí),應(yīng)按圖紙給予糾正,如無(wú)圖紙時(shí),可取經(jīng)驗(yàn)資料,對(duì)于活塞與氣缸之間沿圓周的間隙,如為鑄鐵活塞時(shí),間隙值為氣缸直徑的0.06/100~0.09/100;對(duì)于鋁合金活塞,間隙為氣徑直徑的0.12/100~0.18/100;鋼活塞可取鋁合金活塞的較小值。

4填料函不嚴(yán)產(chǎn)生漏氣使氣量降低:其原因首先是填料函本身制造時(shí)不合要求;其次可能是由于在安裝時(shí),活塞桿與填料函中心對(duì)中不好,產(chǎn)生磨損、拉傷等造成漏氣;一般在填料函處加注潤(rùn)滑油,它起潤(rùn)滑、密封、冷卻作用。

5壓縮機(jī)吸、排氣閥的故障對(duì)排氣量的影響:閥座與閥片間掉入金屬碎片或其它雜物,關(guān)閉不嚴(yán),形成漏氣。這不僅影響排氣量,而且還影響間級(jí)壓力和溫度的變化;閥座與閥片接觸不嚴(yán)形成漏氣而影響了排氣量,一個(gè)是制造質(zhì)量問(wèn)題,如閥片翹曲等,第二是由于閥座與閥片磨損嚴(yán)重而形成漏氣。

6氣閥彈簧力與氣體力匹配的不好:彈力過(guò)強(qiáng)則使閥片開(kāi)啟遲緩,彈力太弱則閥片關(guān)閉不及時(shí),這些不僅影響了氣量,而且會(huì)影響到功率的增加,以及氣閥閥片、彈簧的壽命。同時(shí),也會(huì)影響到氣體壓力和溫度的變化。

7壓緊氣閥的壓緊力不當(dāng):壓緊力小,則要漏氣,當(dāng)然太緊也不行,會(huì)使閥罩變形、損壞,一般壓緊力可用下式計(jì)算:p=kπ/4 D2P2,D2為閥腔直徑,P2為最大氣體壓力,K為大于1的值,一般取1.5~

2.5,低壓時(shí)K=1.5~2.0,高壓時(shí)K=1.5~2.5。這樣取K,實(shí)踐證明是好的。氣閥有了故障,閥蓋必然發(fā)熱,同時(shí)壓力也不正常。

排氣溫度不正常

排氣溫度不正常是指其高于設(shè)計(jì)值。從理論上進(jìn),影響排氣溫度增高的因素有:進(jìn)氣溫度、壓力比、以及壓縮指數(shù)(對(duì)于空氣壓縮指數(shù)K=1.4)。實(shí)際情況影響到吸氣溫度高的因素如:中間冷卻效率低,或者中冷器內(nèi)水垢結(jié)多影響到換熱,則后面級(jí)的吸氣溫度必然要高,排氣溫度也會(huì)高。氣閥漏氣,活塞環(huán)漏氣,不僅影響到排氣溫度升高,而且也會(huì)使級(jí)間壓力變化,只要壓力比高于正常值就會(huì)使排氣溫度升高。此外,水冷式機(jī)器,缺水或水量不足均會(huì)使排氣溫度升高。

☆壓力不正常以及排氣壓力降低

壓縮機(jī)排出的氣量在額定壓力下不能滿足使用者的流量要求,則排氣壓力必然要降低,所要排氣壓力降低是現(xiàn)象,其實(shí)質(zhì)是排氣量不能滿足使用者的要求。此時(shí),只好另?yè)Q一臺(tái)排氣壓力相同,而排氣量大的機(jī)器。影響級(jí)間壓力不正常的主要原因是氣閥漏氣或活塞環(huán)磨損后漏氣,故應(yīng)從這些方面去找原因和采取措施。

不正常的響聲

壓縮機(jī)若某些件發(fā)生故障時(shí),將會(huì)發(fā)出異常的響聲,一般來(lái)講,操作人員是可以判別出異常的響聲的?;钊c缸蓋間隙過(guò)小,直接撞擊;活塞桿與活塞連接螺帽松動(dòng)或脫扣,活塞端面絲堵檜,活塞向上串動(dòng)碰撞氣缸蓋,氣缸中掉入金屬碎片以及氣缸中積聚水份等均可在氣缸內(nèi)發(fā)出敲擊聲。曲軸箱內(nèi)曲軸瓦螺栓、螺帽、連桿螺栓、十字頭螺栓松動(dòng)、脫扣、折斷等,軸徑磨損嚴(yán)重間隙增大,十字頭銷與襯套配合間隙過(guò)大或磨損嚴(yán)重等等均可在曲軸箱內(nèi)發(fā)出撞擊聲。排氣閥片折斷,閥彈簧松軟或損壞,負(fù)荷調(diào)節(jié)器調(diào)得不當(dāng)?shù)鹊染稍陂y腔內(nèi)發(fā)出敲擊聲。由此去找故障和采取措施。

過(guò)熱故障

在曲軸和軸承、十字頭與滑板、填料與活塞桿等摩擦處,溫度超過(guò)規(guī)定的數(shù)值稱之為過(guò)熱。過(guò)熱所帶來(lái)的后果:一個(gè)是加快磨擦副間的磨損,二是過(guò)熱量的熱不斷積聚直致燒毀磨擦面以及燒抱而造成機(jī)器重大的事故。造成軸承過(guò)熱的原因主要有:軸承與軸頸貼合不均勻或接觸面積過(guò)小;軸承偏斜曲軸彎曲、扭;潤(rùn)滑油粘度太小,油路堵塞,油泵有故障造成斷油等;安裝時(shí)沒(méi)有找平,沒(méi)有找好間隙,主軸與電機(jī)軸沒(méi)有找正,兩軸有傾斜等。

壓縮機(jī)的事故

斷裂事故

曲軸斷裂:其斷裂大多在軸頸與曲臂的圓角過(guò)渡處,其原因大致有如下幾種:過(guò)渡圓角太小,r為曲軸頸);熱處理時(shí),圓角處未處理到,使交界處產(chǎn)生應(yīng)力集中;圓角加工不規(guī)則,有局部斷面突變;長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),以及有的用戶為了提高產(chǎn)量,隨便增加轉(zhuǎn)速,使受力狀況惡化;材質(zhì)本身有缺陷,如鑄件有砂眼、縮松等。此外在曲軸上的油孔處起裂而造成折斷也是可以看到的。

連桿的斷裂:有如下幾種情況:連桿螺釘斷裂,其原因有:連桿螺釘長(zhǎng)期使用產(chǎn)生塑性變形;螺釘頭或螺母與大頭端面接觸不良產(chǎn)生偏心負(fù)荷,此負(fù)荷可大到是螺栓受單純軸向拉力的七倍之多,因此,不允許有任何微小的歪斜,接觸應(yīng)均勻分布,接觸點(diǎn)斷開(kāi)的距離最大不得超過(guò)圓周的1/8即450 ;螺栓材質(zhì)加工質(zhì)量有問(wèn)題。

活塞桿斷裂:主要斷裂的部位是與十字頭連接的螺紋處以及緊固活塞的螺紋處,此兩處是活塞桿的薄弱環(huán)節(jié),如果由于設(shè)計(jì)上的疏忽,制造上的馬虎以及運(yùn)轉(zhuǎn)上的原因,斷裂較常發(fā)生。

若在保證設(shè)計(jì)、加工、材質(zhì)上都沒(méi)有問(wèn)題,則在安裝時(shí)其預(yù)緊力不得過(guò)大,否則使最大作用力達(dá)到屈服極限時(shí)活塞桿會(huì)斷裂。在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后,由于氣缸過(guò)渡磨損,對(duì)于臥式列中的活塞會(huì)下沉,從而使連接螺紋處產(chǎn)生附加載荷,再運(yùn)轉(zhuǎn)下去,有可能使活塞桿斷裂,這一點(diǎn)在檢修時(shí)應(yīng)特別注意。此外,由于其它部位的損壞,使活塞桿受到了強(qiáng)烈的沖擊時(shí),都有可能使活塞桿斷裂。

氣缸、缸蓋破裂:主要原因:對(duì)于水冷式機(jī)器,在冬天運(yùn)轉(zhuǎn)停車后,若忘掉將氣缸、缸蓋內(nèi)的冷卻水放盡,冷卻水會(huì)結(jié)冰而撐破氣缸以及缸蓋,特別是在我國(guó)的北方地區(qū),停車后必須放掉冷卻水;由于在運(yùn)轉(zhuǎn)中斷水而未及時(shí)發(fā)現(xiàn),使氣缸溫度升高,而又突然放入冷卻水,使缸被炸裂;由于死點(diǎn)間隙太小,活塞螺帽松動(dòng),以及掉入缸內(nèi)金屬物和活塞上的絲堵脫出等原因都會(huì)使活塞撞擊缸蓋,使其破裂。

燃燒和爆炸事故

有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)中往往產(chǎn)生積碳問(wèn)題,這是我們所不希望的,因?yàn)榉e碳不僅會(huì)使活塞環(huán)卡在槽內(nèi),氣閥工作不正常以及使氣流信道面積減小增加阻力,而且在一定的條件下積碳會(huì)燃燒,導(dǎo)致壓縮機(jī)發(fā)生爆炸事故。因此,氣缸中的潤(rùn)滑油不能供給太多,不能讓沒(méi)有經(jīng)過(guò)很好過(guò)濾,含有大量塵埃的氣體吸入氣缸,否則形成積碳與含有多量揮發(fā)物的氣體接觸導(dǎo)致爆炸。為要防止燃燒、爆炸發(fā)生,一定要計(jì)劃?rùn)z修,定期清洗儲(chǔ)氣罐和管道的油垢。

除此以外,引起壓縮機(jī)燃燒和爆炸事故還有如下操作方面的原因:壓縮機(jī)在用氫、氧、氮?dú)錃庳?fù)荷試車之前,沒(méi)有用低壓的氮?dú)鈱⒖諝怛?qū)除干凈而引起爆炸。因缺乏操作知識(shí),開(kāi)車后沒(méi)有打開(kāi)壓縮機(jī)到儲(chǔ)氣罐的閥門,致使排氣壓力急劇升高導(dǎo)致爆炸。因此,要防止這類事故發(fā)生,開(kāi)車前必須熟悉操作規(guī)程,開(kāi)車后,密切注意壓力表數(shù)值。在一般中小型壓縮機(jī)中,最好將壓縮機(jī)到儲(chǔ)氣罐這段管路上的閘閥取消,只留下逆止閥即可。此外,對(duì)壓縮機(jī)操作工應(yīng)進(jìn)行上崗前的培訓(xùn)。

由于壓縮機(jī)高壓級(jí)氣閥不嚴(yán)密,使高壓高溫的氣體返回氣缸,在排氣閥附近產(chǎn)生高溫,當(dāng)有積碳存在時(shí),即會(huì)引起爆炸。為避免事故,此時(shí)必須檢修排氣閥、檢查漏氣部位,消除故障。

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