進口往復式壓縮機缸套國產化改造

隋國亮　張巖　于淼

摘??要：本文從進口往復式壓縮機缸套結構、實際運行工況等方面，對缸套磨損原因進行了分析，并對原機缸套進行了國產化改造。現場更換新缸套后，到目前為止壓縮機已經安全平穩地運行了近三年時間，標志國產化改造成功，為進口壓縮機關鍵零部件的國產化提供了可靠的技術儲備。

關鍵詞：往復式壓縮機;缸套;國產化改造

1概述

某廠的一臺進口往復式BOG壓縮機在2014年10月投入使用，在運行第3年，機組停機大修的時候，現場檢查人員發現二級缸套內徑磨損嚴重，如圖1所示。原機組缸套采用O形圈密封，結構特殊，如果從國外采購備件，供貨周期較長，費用較高。這不僅會導致維修成本增加，甚至可能無法保證機組檢修按時完成，對企業的安全生產造成影響。鑒于此種情況，我公司在經過充分的分析和論證后，決定對此進口壓縮機組的關鍵零部件和工具進行國產化攻關。

2改造工作

2.1磨損原因分析

原機運行工況參數如表1所示：

原機運行介質中含70%的甲烷，在額定工況下啟機和正常運轉過程中均為無油潤滑，原機缸套采用304材料，配套的支承環組和活塞環組采用普通的PTFE。

壓縮機在低溫且無油的狀態下連續運行，需要缸套和密封環組具有良好的自潤滑性和耐低溫性能。但是原機采用普通的PTFE密封環，在摩擦過程中分子層間非常容易被剝離，磨屑極易磨損缸套，并且缸套采用的不銹鋼材料無良好的自潤滑性，這是缸套產生嚴重磨損的主要原因。

2.2改造工作

根據缸套的受損情況、現場機組運轉記錄，并結合壓縮機的運行條件，進氣溫度-70℃，無油運行，操作壓力低，決定缸套采用原機結構，材料選用高鎳奧氏體鑄鐵QTANi23Mn4，比原機缸套材料具有更好的自潤滑性，同時將支承環和活塞環的材料改為HW-PTFE晶須四氟。

高鎳奧氏體鑄鐵雖然有大量的鎳和其他貴重金屬，但采用此種鑄鐵可節省能源和材料消耗，提高鑄件合格率，從而降低了成本。QTANi23Mn4是專為低溫應用而研制的，伸長率特別高，與其他牌號高鎳奧氏體鑄鐵相比，在常溫和低溫下均保持最佳的韌性。QTANi23Mn4的低溫力學性能見表2。

HW-PTFE是一種填充納米級陶瓷晶須的新型密封材料，是一種高性能耐磨材料，并具超強自潤滑性。與傳統填充碳纖維短切和其它增強耐磨性的材料的PTFE密封環相比，HW-PTFE不僅強度高、硬度低，而且尺寸細微，能夠增強到PTFE基體中更細微的角落，與PTFE結晶體形成交聯互織的加強體結構，從而提高了密封環耐磨性能。同時，與碳纖、玻纖等作為主要填充物的PTFE氣缸環相比，由于碳纖/玻纖硬度高、基體中分散的短切耐沖擊性能低等特點，造成其在高速重載工況下由于碳纖/玻纖折斷導致強度下降、耐磨性能降低。

HW-PTFE與常規PTFE和PEEK的性能對比如下，見表3。

新缸套及新密封環加工完成后，在現場進行了回裝試車。機組繼續連續運行4個月后停機檢查一次，缸套磨損量正常。此臺壓縮機改造后一直運行至今，沒再出現缸套磨損過大的問題，改造圓滿成功。

3國產化的重要性

目前對于進口壓縮機，我們面臨很多問題，首先是國外壓縮機廠商同規格型號的往復壓縮機組在市場上銷量非常有限，因此除了設備本身盈利外，備件銷售和服務收費也是其主要盈利來源。通常進口配件訂貨周期均在3個月以上，并且價格昂貴。若需現場服務，涉及到的人工費及問題協調等均讓用戶難以接受，嚴重影響正常生產。所以針對進口壓縮機組國產化改造顯得尤為重要，并且國內壓縮機廠在售后服務上更經濟，問題響應更及時。

實現壓縮機關鍵備件國產化，我們需要遵從以下兩個基本原則：第一，確保原機組安全性和可靠性;第二，保證零件材質、技術含量和使用壽命不低于原機件。實現壓縮機備件國產化，最直接的經濟效益有：第一，獲得最短的供貨周期;第二，動態備件儲備，確保及時供貨和便于用戶管理;第三，獲得最佳的經濟效益。

4總結

此次國產化技術攻關非常成功，解決了購買進口備件周期長，費用高的難題，并為以后進口壓縮機關鍵零部件的國產化提供了可靠的技術支持。

隨著我國壓縮機行業發展，壓縮機研發、制造及服務水平日益提高，我國正逐步減少對國外產品的依賴，國產化進程進一步提升。

參考文獻

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