往复式压缩机易损结构典型事例分析new

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1、往复式压缩机易损结构典型事例分析崔琳琳大庆石化工程有限公司摘要：以往复式压缩机为主要研究对象，分析了气阀和密封元件的结构，并以实例进行了典型分析。气阀和密封元件的好坏直接影响到压缩机的主要工作性能，因此检查机器的运行状态时要以易受损部件为主。关键词：气阀、密封、压缩机1引言将机械能转变为气体的能量，用来给气体增压与输送气体的机械称为压缩机。按照气体压力升高的程度，又区分为压缩机，鼓风机和通风机等。在石油化工行业中，压缩机的应用非常广泛：如石油的炼制，氨的合[2]成，气体的液化，物料的搅拌和吹洗等场合都用到压缩机。压缩机视构造和工作原理的不同，大致可分成两大类：即容积式压缩机和离心式

2、压缩机。容积式压缩机又根据结构形式的不同可分为往复式压缩机和回转式压缩机两类。而在实际应用中又以往复式压缩机为主，本文主要是针对这一类型压缩机的主要易受损部件进行简要分析。2主要易受损部件2.1气阀气阀是控制气体进出气缸的主要部件，它的好坏直接影响到压缩机的容积流量，功耗及机器运行的可靠性，气阀是压缩机中易损部件之一。气阀主要由阀座、阀片、弹簧与升程限制器等四部分组成，如图1所示。它依靠阀片的开启与关闭使气缸与外界接通与切断，弹簧的作用是减轻阀片开启时与升程限制器的撞击，但主要作用是帮助阀片关闭。阀片的开启与关闭由气缸内、外压力差Fg与弹簧力Fs控制，无须其他驱动机构，故称自动阀。

3、压缩机中按照气阀的职能可分为进气阀和排气阀。图1气阀结构式意图1－阀座2－阀片3－弹簧4－升程限制器2.2实例分析兰州石化分公司乙烯装置甲烷制冷压缩机，选用美国KNOXWESTERN公司制造的对称平衡往复式活塞压缩机，其主要性能参数见表1。该压缩机自1996年元月安装试车以来，故障不断，以下是对其中一起事故进行分析。468表1流量吸气压力吸气温度排气压力排气温度转速kg/hMPa℃MPa℃r/minⅠ段0.50351.601102800980Ⅱ段1.60354.01102.2.1事故分析2001年6月30日0:30,GB一302A(甲烷制冷压缩机)，因I段吸入罐高液面联锁停车，操作

4、人员将联锁复位后，再次启动压缩机，无法开启，于是切至备机，当日白班对该压缩机再次试车，在空载阶段Ⅰ段的缸体内有剧烈响声，紧急停车。2.2.2机组解体情况(1)Ⅰ段缸体头部气量调节螺栓断；(2)Ⅰ段气量调节系统圆盘倾斜;(3)Ⅰ段铝合金活塞头部撞出凹坑，金堆起，长约200mm×40mm×30mm;(4)活塞杆与活塞联接已松动a.活塞杆固定板已变形;b.活塞杆与活塞联接螺栓松动。(5)曲轴箱底部“井”型筋板靠近Ⅰ段滑道，有两处裂纹，长约10cm;(6)滑道与缸体及曲轴箱连接螺栓均已松动2.2.3原因分析(1)气量调节螺栓断口形貌宏观上分为平坦区和粗糙区两部分，在平坦区布满了海滩状态样，

5、断口呈“皿”型，在粗糙区部分，断口呈粗糙撕裂形态，它是在疲劳裂纹发展到临界尺寸时，螺栓断面承受不住外载荷而产生的瞬时断裂。另从金相检验发现，其基体组织为:索氏体十网状渗碳体，晶粒度为5-6级，在制造过程中热处理时存在过烧现象。气量调节螺栓化学成分及机械性能试验数据见表2、表3。表2螺栓化学成分CSPMnSiCr0.550.0230.0150.980.22无表3螺栓机械性能试验屈服强度抗拉强度延伸率断面收缩率硬度MPaMPaδ%ψ%764.0815.018.037.6285(2)气体调节螺栓断裂后，圆盘失去固定，缸体内脉冲气体导致圆盘发生倾斜，与活塞发生撞击，使活塞因撞击产生变形;巨

6、大作用力使滑道与缸体、曲轴箱连接螺栓拉长产生松动，以致靠近Ⅰ段滑道曲轴箱内部拉筋产生裂纹。(3)巨大撞击并未导致压缩机曲轴箱振动开关联锁停车，振动开关联锁未起到保护设备作用。469(4)压缩机虽因Ⅰ段吸入缸高液面联锁动作，但Ⅰ段吸入罐并未产生液体夹带情况，因为在常温、0.5MPa压力下，甲烷为气体，因此，高液面联锁为误动作。2.3往复式压缩机的密封活塞与气缸之间及活塞杆与气缸之间都需要采取密封措施，通常前者采用活塞环密封，后者采用填料密封。活塞环与填料的密封原理基本相同，都是利用阻塞和节流的作用以达到密封的目的。活塞环镶嵌于活塞的环槽内。工作时外缘紧贴气缸镜面，背向高压气体一侧的端

7、面紧贴压在环槽上。由此阻塞间隙密封气体；但是普通的活塞环都有切口，因此气体可以通过切口泄漏，此外，气缸和活塞环都可能有不圆度、不柱度，环槽和环的端面有不平度，这些也是造成泄漏的因素。所以活塞环通常不是一道，而是需要两道或多道同时使用，使气体没经过一道活塞环便产生一次节流作用，进一步达到减少泄漏的目的。填料密封原理与活塞环相似，也即利用阻塞和节流两种作用。填料是依靠内缘和活塞杆相配合。目前使用最普遍的是平面填料，如图2所示。图2具有三瓣和六瓣密封元件的平面填料它由两块平