【壓縮機(jī)網(wǎng)】往復(fù)式壓縮機(jī)利用活塞桿在氣缸中反復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到氣體吸入、壓縮、排出的目的，在生產(chǎn)企業(yè)中被廣泛使用。往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)容易受到氣閥因素的影響，一旦氣閥發(fā)生故障，會(huì)引起壓縮機(jī)氣缸溫度升高、排氣量不足以及排氣壓力過高等現(xiàn)象。因此，解決氣閥故障問題在生產(chǎn)實(shí)踐中尤為重要。生產(chǎn)人員在實(shí)際工作中需要采取有效措施，分析壓縮機(jī)氣閥故障產(chǎn)生的位置以及相關(guān)原因，及時(shí)解決故障，避免對(duì)企業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)利益造成不良影響。

　　一、往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥結(jié)構(gòu)

　　往復(fù)式壓縮機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，會(huì)經(jīng)歷膨脹、吸氣、壓縮和排氣四個(gè)階段，為了保證壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，防止出現(xiàn)氣閥故障，對(duì)氣閥的控制要求十分嚴(yán)格，這主要是因?yàn)闅忾y的特性對(duì)壓縮機(jī)的排氣量和功耗有直接影響。進(jìn)一步來說，氣閥閥片的工作壽命與壓縮機(jī)的工作時(shí)間息息相關(guān)。氣閥的設(shè)計(jì)與制造涉及多個(gè)部件，包括閥座、閥片、彈性體和升程限位器等。在這些部件中，彈性元件也就是彈簧，起到了至關(guān)重要的作用，其主要功能是確保氣閥的密封性，從而保證壓縮機(jī)正常工作。另外，閥帽上的閥片和升程限位器則負(fù)責(zé)閥門的開啟與關(guān)閉。這些部件協(xié)同工作，確保往復(fù)式壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，也為提升壓縮機(jī)的性能提供了可能。

　　二、往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥的性能要求

　　2.1氣閥流量與面積

　　往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，通常要將氣體先進(jìn)行加壓處理，完成增壓后氣體在輸送中因壓力增大容易對(duì)氣閥產(chǎn)生一定的沖擊。為了避免氣體阻力對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥造成不良影響，一般在設(shè)計(jì)往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥過程中，應(yīng)最大程度地增大氣閥流量。

　　2.2彈簧閥片耐磨性

　　工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的性能要求越來越嚴(yán)格，特別是在磨損和抗腐蝕方面，往復(fù)式壓縮機(jī)在生產(chǎn)中不僅可以輸送和增壓空氣，也可以壓縮輸送工藝氣體，包括可燃?xì)怏w和腐蝕性的氣體。不僅要密封性好，具備抗腐蝕性能，還要減少壓縮機(jī)運(yùn)行過程中的磨損程度。為了確保往復(fù)式壓縮機(jī)的長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行，必須重視彈簧和閥片的耐磨性能，因而須嚴(yán)格控制彈簧和閥片的選材，以及在運(yùn)行過程中的磨損和變形程度，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和更換。

　　三、往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障與原因分析

　　3.1氣閥故障

　　3.1.1彈簧故障

　　氣閥中的彈簧質(zhì)量對(duì)氣閥順利開啟和關(guān)閉有一定的影響。由于往復(fù)式壓縮機(jī)需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，此時(shí)閥片處于開啟狀態(tài)，彈簧彈性也隨之增大，閥片的承受能力有所減少，使用壽命也會(huì)延長(zhǎng)。但長(zhǎng)時(shí)間工作，會(huì)導(dǎo)致彈簧彈性有所變化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成彈簧失效，這樣就會(huì)干擾氣閥的工作狀態(tài)，不僅會(huì)影響壓縮機(jī)的流量和壓力變化，甚至造成壓縮機(jī)不工作。導(dǎo)致彈簧變化和失效的主要原因，一是閥片在承受沖擊荷載時(shí)，其壓力和反作用力均會(huì)增大，容易造成閥片疲勞破壞。一旦閥片受到損傷或變形，與其接觸的彈性體與孔壁之間的摩檫力會(huì)顯著增加，從而加劇閥片的損傷程度；二是長(zhǎng)時(shí)間服役的彈簧可能會(huì)出現(xiàn)與閥片支撐特性不匹配的情況，從而產(chǎn)生更大的撞擊力及高頻幅值。這種不匹配會(huì)導(dǎo)致彈簧對(duì)閥片的支撐作用逐漸減弱。一旦氣閥的密封性受到破壞，便會(huì)出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。除此之外，彈簧還會(huì)因壓縮介質(zhì)受到腐蝕。粉塵以及雜質(zhì)等進(jìn)入彈簧也會(huì)影響其正常運(yùn)行。

　　3.1.2閥片故障

　　往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥片的失效主要是由于徑向磨損或產(chǎn)生裂紋所導(dǎo)致。其中，閥片與中央導(dǎo)塊的接觸引起的熱膨脹系數(shù)存在較大差異，這是由于閥片與中央導(dǎo)塊之間的接觸引起的。在閥門開啟或關(guān)閉過程中，環(huán)形氣門閥片與導(dǎo)塊受到脈動(dòng)氣流的長(zhǎng)期沖擊，摩擦導(dǎo)致氣閥發(fā)生橫向移動(dòng)，從而引發(fā)氣閥的磨損和失效。在往復(fù)式壓縮機(jī)閥片磨損后，內(nèi)外壓差減小，極易發(fā)生漏氣現(xiàn)象。閥片在長(zhǎng)時(shí)間的工作中，由于與限位器的頻繁接觸和撞擊，在承受沖擊荷載的作用下，閥片可能發(fā)生彎曲和變形，并最終形成徑向裂紋，一旦閥片出現(xiàn)裂紋，就會(huì)引發(fā)氣體泄漏。

　　此外，閥片材料的品質(zhì)或其自身所含的腐蝕性介質(zhì)都可能導(dǎo)致閥片的腐蝕。因此，為了確保往復(fù)式壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命，必須對(duì)氣閥片進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，并選擇優(yōu)質(zhì)的閥片材料和防腐措施。

　　3.1.3閥座失效

　　氣閥的通路主要由閥座和升程限位器組成，氣體通過這一通路進(jìn)行輸送。通過表面接觸的方式，閥座與閥片之間形成了一種精確的密封結(jié)構(gòu)，只要確保閥座和閥片不受腐蝕和生銹的影響，就可以有效地避免閥座失效的情況發(fā)生。

　　3.2故障原因

　　3.2.1介質(zhì)原因

　　如果輸氣管線含有較多雜質(zhì)，加上長(zhǎng)期運(yùn)輸造成管輸介質(zhì)對(duì)輸氣管線的腐蝕，也容易產(chǎn)生較多的雜質(zhì)。當(dāng)氣體進(jìn)入氣閥前，分離器沒能做好完全分離時(shí)，氣體中的雜質(zhì)與液體分離效果較差，將對(duì)氣閥閥片造成嚴(yán)重的影響。閥片出現(xiàn)坑蝕、變形或者斷裂，最終加快氣閥閥片的磨損速度。一方面，壓縮氣體往往含有大量的水分、油和雜質(zhì)，進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)，氣閥開閉時(shí)間和速度將因發(fā)生改變而損壞氣閥。另一方面，當(dāng)氣體中含有酸性物質(zhì)和硫化物時(shí)，氣閥螺栓將隨運(yùn)行時(shí)間發(fā)生斷裂，引發(fā)一系列安全事故。

　　3.2.2人為因素

　　由于人為因素導(dǎo)致的氣閥故障主要包括以下幾個(gè)方面：一是氣閥安裝擰緊力矩不正確。受到螺栓螺母直徑、氣閥尺寸等因素的影響，人員在擰緊過程中，如果沒能嚴(yán)格依據(jù)擰緊力矩要求展開作業(yè)，氣閥安裝將無法滿足工藝要求。如果擰緊力矩低于標(biāo)準(zhǔn)力矩時(shí)，氣閥泄漏；相反，擰緊力矩高于標(biāo)準(zhǔn)力矩時(shí)，螺栓拉長(zhǎng)、變形，嚴(yán)重影響氣閥使用壽命。二是氣閥安裝位置不正確。氣閥的安裝要求與氣閥罩緊密貼合在一起，所以，要及時(shí)將氣閥閥座內(nèi)（閥窩）清理干凈，確保閥窩干凈、平整。閥蓋緊固應(yīng)依據(jù)力矩要求嚴(yán)格緊固閥蓋螺母，確保閥蓋垂直、壓緊。三是氣閥螺栓與壓發(fā)罩安裝不匹配。出現(xiàn)螺母松動(dòng)的主要原因在于氣閥安裝操作不當(dāng)。為了確保氣閥密封性，一般采用加壓閥罩的方式。但如果螺栓自鎖性較差時(shí)，則容易出現(xiàn)軸向松動(dòng)，閥腔在氣閥工作期間急速跳動(dòng)，造成較大的沖擊力，甚至折斷閥片。

　　四、往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障預(yù)防措施

　　4.1檢驗(yàn)閥片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

　　為了確保往復(fù)式壓縮機(jī)中氣閥的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)氣閥盤進(jìn)行選型至關(guān)重要。根據(jù)壓縮機(jī)各階段的壓力、溫度、介質(zhì)等參數(shù)資料，對(duì)閥片進(jìn)行科學(xué)的選型是必要的。一旦發(fā)現(xiàn)閥片存在問題，應(yīng)立即收集壓縮機(jī)的技術(shù)參數(shù)，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)與檢驗(yàn)，以確保閥門的工作狀況。對(duì)于閥片升程問題，合適的升程是關(guān)鍵，過高的升程可能導(dǎo)致閥片撞擊轉(zhuǎn)速過高，增加磨損風(fēng)險(xiǎn)。然而升程過小也可能導(dǎo)致氣閥閥片損壞，降低氣閥的使用效率。因此，必須對(duì)氣閥的開度進(jìn)行合理調(diào)整，以確保閥門適時(shí)地開啟和關(guān)閉，穩(wěn)定閥片的移動(dòng)頻率。同時(shí)，增設(shè)閥座通道以解決氣流不足的問題也是必要的，這不僅可以增加閥門內(nèi)部的空氣流通面積，還有助于改善閥門應(yīng)力狀況，從而提高閥門的使用壽命。

　　有效調(diào)節(jié)彈力是提高閥門壽命的另一關(guān)鍵因素。當(dāng)氣閥前后的壓力差超過彈簧的彈力時(shí)，氣閥將打開；反之，氣閥將關(guān)閉。為了提高閥門的使用壽命，必須對(duì)閥門的彈力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和選擇，彈簧的作用力主要在閥門的開閉過程中產(chǎn)生，為閥門提供緩沖。在往復(fù)式壓縮機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，選擇較粗的盤簧并采用更多的圈數(shù)的盤簧可以有效減小整體變形，這不僅可以減小彈性體的應(yīng)力，還能降低沖擊速度。通常彈力不宜過大，以免氣閥過早閉合或產(chǎn)生抖動(dòng)。采用非金屬材料閥片是一種可行的替代方案。常規(guī)金屬閥片在使用過程中容易發(fā)生磨損、斷裂和變形等問題，導(dǎo)致往復(fù)式壓縮機(jī)的故障率不斷上升。為了降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，多數(shù)企業(yè)開始選用非金屬材料的氣閥。盡管這種結(jié)構(gòu)在正常的高溫高壓環(huán)境下能夠工作，但在復(fù)雜環(huán)境下會(huì)面臨更高的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)甚至氫脆問題，用非金屬閥片替代金屬閥片是一個(gè)具有較高性價(jià)比的選擇。

　　4.2加強(qiáng)設(shè)備管理

　　為了有效延長(zhǎng)往復(fù)式壓縮機(jī)的使用壽命，強(qiáng)化設(shè)備管理對(duì)保障氣閥的穩(wěn)定運(yùn)行也有著積極的意義。首先，應(yīng)做好DCS在線監(jiān)測(cè)設(shè)備管理。在使用中嚴(yán)格依據(jù)設(shè)備的操作流程作業(yè)，在確保安全作業(yè)的基礎(chǔ)上，防止過度使用，導(dǎo)致設(shè)備長(zhǎng)期處于超負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。因此，作為設(shè)備管理人員需要對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備展開實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，充分掌握其運(yùn)行情況。為提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)備管理人員還需要提前做好應(yīng)急預(yù)案，避免事故擴(kuò)大的同時(shí)，提前預(yù)知設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，從事后管理轉(zhuǎn)為事前管理。積極建立設(shè)備巡回檢查制度，專門安排人員進(jìn)行定期的現(xiàn)場(chǎng)巡撿，包括人員以及設(shè)備等。在完成巡檢工作后，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，提高巡檢質(zhì)量和巡檢效率，為后續(xù)的檢查工作提供數(shù)據(jù)支持。設(shè)備的檢查重點(diǎn)集中在是否存在跑冒滴漏、電流超壓或者水油系統(tǒng)無法正常工作，利用測(cè)溫槍對(duì)氣閥溫度全面檢測(cè)，明確其運(yùn)行狀態(tài)，合理、科學(xué)判定溫度或聲音是否發(fā)生異常。狀態(tài)監(jiān)測(cè)在線檢測(cè)人員與巡檢人員加強(qiáng)溝通和交流，保證設(shè)備檢測(cè)的有效性。在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患及時(shí)采取有針對(duì)性的措施予以處理，保證設(shè)備管理質(zhì)量的提升。

　　除此之外，為了提高設(shè)備的使用壽命，建立一套完善的設(shè)備維護(hù)機(jī)制至關(guān)重要，一個(gè)良好的工作環(huán)境和維修環(huán)境同樣有助于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。工藝環(huán)境的質(zhì)量對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響不容忽視，包括工藝介質(zhì)純度、有機(jī)物含量等因素。通過實(shí)施在線分析和周期性采樣分析，確保設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中的穩(wěn)定性和可靠性。在維修環(huán)節(jié)，專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)設(shè)備的檢測(cè)和測(cè)量工作，確保設(shè)備質(zhì)量達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。根據(jù)往復(fù)式壓縮機(jī)的耗氣量，適時(shí)更換氣閥，確保閥腔清潔，閥帽密封性能良好，以降低設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)。做好應(yīng)急預(yù)案的編制工作，并定期組織員工進(jìn)行設(shè)備管理方面的知識(shí)培訓(xùn)，使員工可以全面了解設(shè)備管理、日常檢查的工作要點(diǎn)。在緊急情況下，員工能夠迅速做出反應(yīng)，提高應(yīng)急處理能力，以減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷。

　　通過綜合運(yùn)用這些維護(hù)和保障措施，企業(yè)可以確保往復(fù)式壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低維修成本，提高生產(chǎn)效率。

　　4.3掌握科學(xué)診斷方法

　　往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥一旦發(fā)生故障將導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，需要結(jié)合壓縮機(jī)的運(yùn)行能力，科學(xué)合理對(duì)氣閥展開故障診斷，最大程度降低對(duì)氣閥的損害。往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥包括進(jìn)氣閥和排氣閥，氣閥出現(xiàn)故障主要體現(xiàn)在閥片、彈簧因磨損導(dǎo)致漏氣問題。為了解決此類問題，應(yīng)從分析故障原因的角度出發(fā)，選擇科學(xué)的氣閥故障診斷方法，借助信號(hào)檢測(cè)對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行過程中氣閥產(chǎn)生的閥片沖擊、漏氣情況有效判斷，獲得具體的故障點(diǎn)后，再采取措施予以解決。與此同時(shí)，將故障預(yù)警裝置或報(bào)警裝置放置于壓縮機(jī)中，依靠壓縮機(jī)運(yùn)行過程中氣閥所產(chǎn)生的熱力值、排氣壓力以及壓力脈動(dòng)等情況判斷氣閥是否發(fā)生故障。

　　4.4優(yōu)化氣閥結(jié)構(gòu)

　　氣閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性有助于提升往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行效率，能夠最大程度減少、降低由于氣閥故障導(dǎo)致的壓縮機(jī)無法正常使用的問題。對(duì)于壓縮機(jī)運(yùn)行來說，閥片和彈簧容易受到氣缸氣體流動(dòng)影響產(chǎn)生較大的沖擊力，所以上述部件極易發(fā)生損壞。在氣閥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，必須全面考慮氣閥彈簧的各項(xiàng)數(shù)據(jù)及系數(shù)準(zhǔn)則，這些參數(shù)和準(zhǔn)則為設(shè)計(jì)提供了重要的參考依據(jù)。通過適當(dāng)?shù)販p小氣閥的開度，可以降低氣流對(duì)氣閥和彈簧的沖擊和速度，這樣的設(shè)計(jì)能夠確保壓縮機(jī)長(zhǎng)期工作穩(wěn)定，有效降低氣閥的磨損率。同時(shí)，還會(huì)增加閥座通道或安裝緩沖片解決氣體阻力過大所帶來的問題。

　　4.5優(yōu)化制造工藝

　　企業(yè)生產(chǎn)過程中也需運(yùn)用現(xiàn)代化的科技技術(shù)不斷優(yōu)化和改造往復(fù)式壓縮機(jī)的工藝，降低和預(yù)防氣閥故障對(duì)其穩(wěn)定運(yùn)行的影響，完善壓縮機(jī)整體結(jié)構(gòu)與制造工藝，提高工作效率的同時(shí)，進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

　　五、結(jié)語

　　總而言之，對(duì)于企業(yè)來說，往復(fù)式壓縮機(jī)是提高工作質(zhì)量、工作效率的重要設(shè)備之一，在其使用過程中，容易出現(xiàn)受到各種因素影響所引起的氣閥故障問題。為了降低氣閥故障概率，避免發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)隱患，延長(zhǎng)壓縮機(jī)使用壽命，需要深入分析故障產(chǎn)生的原因，及時(shí)采取有針對(duì)性的措施予以預(yù)防和解決，最大程度提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。