對往復式壓縮機氣閥故障的振動診斷方法探討

高鑫

摘要：氣閥是往復式壓縮機重要工作零件，氣閥工作的優劣直接決定壓縮機工作效率，但也是壓縮機工作中最容易出現故障的環節，本文對氣閥出現故障的原因進行介紹，重點闡述了診斷原理和主要方法兩個環節，對壓縮機工作中氣閥工作故障診斷進行分析，希望可以提升石油企業工作效率，促進公司長久發展。

關鍵詞：往復式壓縮機;氣閥故障;振動診斷方法

很多石油石化車間中往復式壓縮機是主要工作設備，設備運行的穩定性決定石油行業的快速發展，往復式壓縮機具有結構復雜、零部件多、故障發生概率高的特點，并且工作環境不佳，其中氣閥工作時產生故障可以使用振動診斷方法進行辨別，及時發現故障原因并加以解決。

1往復式壓縮機氣閥故障原因

1.1閥片設計不合理

有很多設計者沒有根據實際情況設計，由于不同的壓縮機工作中流量特征不同，這就需要設計人員設計氣閥的時候考慮到運行實際情況，但是設計人員沒有合理選擇氣閥的型號，導致工作中容易出現氣閥故障。

1.2氣閥出現斷裂或者變形

實際工作中，壓縮機的氣閥很容易出現斷裂或者磨損，氣閥表面積容易出現脫落?；蛘邏嚎s機長期使用導致氣閥中的彈簧受磨損導致松弛，氣閥彈簧等距出現差異，靠近端圈的幾圈距離產生變化，運行時間久久導致剛度減少，并且彈簧的彈性降低，不能恢復到原來尺寸，嚴重者會斷裂。

1.3壓縮機工作對象具有腐蝕性

往復式壓縮機工作過程中，由于工作對象有很強的腐蝕性，并高速運轉，很容易造成氣閥表面腐蝕受損，出現凹坑，嚴重時會導致氣閥部分脫落。除此之外，很多工作對象有一定的濕性，油水分離過程中，由于分離不干凈，遺留下來的油質和氣體相遇經過冷卻器的時候，分離出的水分和氣體混合，當氣流經過閥門的時候，就殘留一些雜質，阻礙氣閥片工作，導致氣閥片靈敏度降低，降低使用時間。

1.4安裝不標準

由于工作人員專業性不強，沒有按照標準進行緊固安裝壓縮機的氣閥，氣閥螺栓工作中可能出現松動，氣閥中沖力過大會損壞氣閥片。另外，當安裝過程中氣閥螺栓的緊固力大于標準力度時，會造成氣閥螺栓失去彈性或者斷裂等，降低氣閥使用時間。

2往復式壓縮機氣閥故障的振動診斷方法探討

2.1振動診斷原理

壓縮機工作中氣閥傳出聲音，其中，一部分是閥片和其他零件接觸產生的，另一部分是氣流產生的。前者發出的噪音頻帶分布較廣，包含整個頻譜范圍，后者發出的頻譜在較低范圍內。當氣閥發生折斷故障時，壓縮機工作會出現漏氣狀況，所以氣流直接發出聲音占整個聲音的一半以上，在信號頻譜上的反應為：頻譜中較低頻段出現信號的集中。當氣閥彈簧失效時，氣閥開啟和關閉時會出現靈敏度降低的情況，但是不會出現工作中漏氣的情況，所以頻譜低頻中沒有明顯能量集中的情況。

2.2振動診斷方法

本文介紹兩種往復式壓縮機氣閥的振動診斷方法，一種是頻譜分析方法，該方法是處理信號的基本方法，對氣閥振動信號的頻譜分析，對氣閥的故障診斷十分精確，經過對L2-20/8型號的空壓機中進行實際實驗測試，如圖1得出，氣閥正常和非正常工作中有兩種振動信號頻譜，當振動信號頻譜在低頻2.5kHZ附近出現了明顯的集中能量，這就是氣閥工作是否有閥片斷裂的標志。當圖lb顯示的氣閥片折斷的頻譜和圖la信號出現的波形有一定的差距，但是特征沒有頻域清晰。

頻譜分析方法雖然對氣閥片這段這一嚴重故障的辨別很有效果，但是如果工作中氣閥片沒有斷裂，而是彈性失效，這一狀況分析效果就不太明顯。經過對L2-20/8型號的空壓機氣閥工作中振動信號發現，氣閥失效情況先信號圖譜有一定的分散性，具體見圖2，分析發現，圖2a和圖la中的正常譜圖有所不同，圖2b、和圖la圖譜很像，因此，這種方法對氣閥失效這一故障的辨別很難，所以要使用其他方法進行有效分析。另一種方法是包絡分析法，壓縮機工作時從氣閥中采集的振動信號為調幅波，包括了大量的載波分量，這些載波分量是氣閥排氣系統和數據采集系統中幾個固有諧振頻率?？梢允褂脵z波濾波法，消除載波成分對數據的影響，然后調取調幅波的包絡深入研究辨別。

3結論

綜上所述，往復式壓縮機工作中氣閥出現故障的原因有很多種，故障的種類主要有氣閥斷裂或者氣閥彈簧失效，實際工作中，運用振動診斷方法是十分必要并且可行的，氣閥斷裂使用對頻譜分析法是十分有效的，如果彈簧失效，可使用包絡信號法診斷故障信息，借此提升對壓縮機氣墊診斷的能力，加強工作效率。

參考文獻：

[1]張華，基于LM-BP神經網絡的多級往復式壓縮機氣閥故障診斷研究[D].上海：東華大學，2015.

[2]高亮，往復式壓縮機振動信號特征分析及故障診斷方法探究[J].化工管理，2015（05）：10.