往復式壓縮機活塞沉降數據分析圖解析

曾凡亮 由宏明 張 磊

（中國石油遼陽石化分公司 遼寧遼陽）

往復式壓縮機活塞沉降數據的確定常用方法有：安裝狀態監測系統進行監測、拆卸氣缸端蓋進行檢查。安裝狀態監測系統可連續在線指示活塞桿運動的最大幅度，確定活塞的沉降數據。但是狀態監測系統的普及還需一個過程。拆卸氣缸端蓋檢查活塞沉降數據，獲取數據準確，但是此方法耗時費力需多工種配合。本文介紹了一種新的操作方法，采用百分表測量法檢查活塞桿沉降數據，根據百分表數據與活塞沉降關系，繪制活塞沉降數據分析圖。在檢維修中采用本方法一次采集數據參照活塞沉降數據分析圖，快捷準確的掌握活塞沉降數據。避免了氣缸襯套的磨損。其優點為單工種操作、工作效率高、確認活塞沉降數據準確。

某廠一臺往復式壓縮機累計運行180 d，運行能力因達不到工藝要求，檢查發現二段缸缸套嚴重磨損，活塞環槽、支撐環和活塞環磨損等問題。分析處理故障后，經采用百分表測量法檢查活塞桿沉降數據，配合圖表法確定活塞工作狀態。通過日常維護檢查準確了解活塞沉降數據，經過1年的運行維護實踐，壓縮機運行平穩運行能力滿足工藝要求，避免了氣缸磨損的問題。

一、氣缸組件檢查情況

（1）氣閥較臟，氣閥表面有顆粒物。

（2）活塞止點間隙及與氣缸的徑向間隙見表1。

表1 活塞止點間隙及與氣缸的徑向間隙

（3）往復壓縮機的二段活塞發生磨損，磨損范圍圓周方向約150 mm，軸向活塞全程300 mm，徑向深0.85 mm。如圖1所示。

（4）支撐環槽、活塞環槽檢修測量數據見表2。

（5）往復壓縮機的二段的活塞環與支撐環均發生磨損現象。

（6）往復壓縮機的二段的活塞襯套磨損，磨損范圍圓周方向約150 mm，軸向長530 mm，徑向深0.8 mm。若傷痕深達1.5 mm、3～5 mm以上時，需進行鏜缸修理。如圖2所示。

二、故障原因分析及處理方法

1.冷卻系統

氣缸冷卻水系統中的管路因為結垢嚴重，從而使冷卻效果達不到工藝要求，使活塞與氣缸工作溫度升高。摩擦過熱情況可引起兩種后果，一是在較高的溫度下使摩擦副加快磨損；二是熱量不斷積聚，直至燒毀摩擦表面，釀成重大事故。改善水質并疏通結垢管路，解決冷卻系統問題。

圖1 活塞磨損情況

表2 支撐及活塞環槽檢修測量數據

2.氣閥

氣閥較臟有夾帶介質顆粒現象，介質夾帶顆粒就會有部分雜質嵌入支承環、活塞環表面。造成相關間隙變小，加速支承環、活塞環的不均勻磨損。嚴重降低支承環、活塞環的使用周期。引起缸套非正常磨損。加強介質過濾，避免夾帶顆粒現象的發生。

圖2 活塞襯套磨損

3.活塞沉降檢測

活塞支撐環磨損的沉降量在不拆卸氣缸端蓋的情況下無法準確測量，造成運行狀態無法控制。采用百分表法檢查活塞桿下沉量，確定活塞沉降數據。解決日常維護無法確定活塞沉降數據的問題。

三、百分表法確定活塞沉降數據的操作方法

1.百分表安裝方法。

如圖3將兩套百分表架固定在機體上，安裝百分表兩表距離200 mm，百分表表桿垂直于活塞桿外圓頂部。百分表預壓縮調整在2～3 mm，測量之前輕輕抽動百分表桿3～4次，若每次均能恢復零位置時，說明百分表已安裝牢固。

2.百分表數據采集過程

該往復壓縮機活塞與支撐環的配合采用偏心設計，活塞與氣缸的圓周方向安裝位置改變，活塞與氣缸的徑向間隙隨之改變。活塞與氣缸下間隙調節范圍在0.9～2.7 mm。采集百分表數據時，將活塞由曲軸側后止點向氣缸端蓋方向盤車到前止點，記錄百分表數據。活塞與氣缸下間隙以每下降0.45 mm進行一次數據采集工作，共采集5次。見表3活塞沉降數據采集表。

圖3 百分表安裝示意圖

3.百分表法確定活塞沉降數據的應用

以上數據反復測量確定有效后，根據百分表數據與活塞沉降關系，繪制活塞沉降數據分析圖，見圖4。在日常維護中不用拆卸氣缸端蓋，采用百分表法檢查一次獲得數據參照活塞沉降數據分析圖，快捷準確的確認活塞沉降數據。如壓縮機運行3個月進行維護，對于活塞沉降數據的檢查，通過視窗采用本方法采集百分表數據，對照圖4即可確定活塞沉降數據。百分表數據為0.106 mm，活塞與氣缸下間隙查圖可知為0.9 mm。

4.活塞桿下沉發生變化的原因

活塞桿與十字頭的連接處松動、活塞桿的直線度改變及活塞支撐環磨損。

表3 活塞沉降數據采集表

圖4 活塞沉降數據分析圖

四、結語

對活塞與支撐環的安裝配合采用偏心設計的往復壓縮機。采用百分表測量法檢查活塞桿沉降數據，根據百分表數據與活塞沉降關系，繪制活塞沉降數據分析圖。采用此方法的機組經過1年的運行維護實踐，維護中快捷準確的掌握活塞沉降數據。避免了氣缸襯套的磨損事故。不同機組的數據關系或有不同，但均可參照此方法進行操作。