往復式壓縮機氣閥故障原因及預防措施分析

王胤

摘要：氣閥是往復式壓縮機中比較關鍵的部件，直接關系到整個設備的穩定高效運行，如果氣閥出現了明顯異常問題，很可能導致整個設備運行發生故障。基于此，需要在往復式壓縮機應用中重點關注氣閥，詳細分析氣閥常見的各類故障及其具體原因，進而才能夠更好地對這些故障的有效預防控制，保障往復式壓縮機的正常運轉。

關鍵詞：往復式壓縮機;氣閥故障;原因分析;預防措施

1.往復式壓縮機氣閥的組成及結構

往復式壓縮機氣缸上裝有進、排氣閥，它們是控制壓縮機進氣和排氣的關鍵部件。往復式壓縮機的氣閥結構見圖1。氣閥主要是由閥片、彈簧、閥座、升程限制器組成，并用螺栓連接固定。

圖1氣閥結構圖

2.往復式壓縮機發生氣閥故障的原因分析

2.1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，這就需要在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。

2.2氣閥損壞

氣閥發生故障或損壞，其原因非常復雜。專業技術人員稍有不注意，就有可能引起往復式壓縮機出現故障。通過對氣閥故障、損壞原因的分析可以發現，往復式壓縮機長期、不間斷地工作，導致氣閥出現嚴重的損壞，這將大大降低其使用年限。因此，專業技術人員還要經常對往復式壓縮機進行定期檢查維修、保養與修復，盡量減少氣閥的損壞。

2.3彈簧損壞

在往復式壓縮機氣閥長期應用中也容易出現彈簧受損問題，也會影響到氣閥的正常應用，比較常見的成因如下：首先，疲勞破壞在彈簧中的表現是比較明顯的，因為其需要在壓縮力方面不斷變化，進而也就必然會影響其應用性能;其次，彈簧和周圍孔壁存在明顯的摩擦問題，也會加大彈簧的受損程度，甚至可能導致彈簧斷裂問題;另外，在彈簧的正常應用中，其也可能會受到周圍介質的影響，導致其腐蝕較為嚴重，出現凹坑或者是麻點等隱患;最后，因為彈簧材料的初始加工不當，在加工中沒有應用規定材質，熱加工也存在著一些不足問題，必然會導致其后續應用效果受損。

2.4工作介質具有腐蝕性或介質較臟

工作介質具有很強的腐蝕性，并高速運轉，很容易造成氣閥表面腐蝕受損，出現凹坑。另外，介質中若含有固體雜質顆粒，這些顆粒會隨著高壓氣流高速沖擊氣閥，并有可能在其中做往復運動多次循環沖擊，導致閥片、緩沖片等易損件磨損加劇，部分顆粒甚至會卡在閥片與閥座之間，使密封面磨損。

3.氣閥故障預防措施

3.1提高設計能力

設計壓縮機氣閥時，要全面掌握氣閥使用工況、現場條件、參數要求以及后期預測，合理選擇氣閥結構及材料，并對設計的氣閥進行復核，檢查其是否滿足現場參數以及工況要求，對設計不合理的情況及時修正，按新數據重新設計。

3.2改良氣閥工藝

通過技術研究發現，氣閥片出現故障的原因主要是因為其耐磨損性能較差。長時間的能源輸送，難免會出現磨損的狀況，從而使其使用壽命大大減小。經過長期的摸索，技術人員發現改良氣閥工藝可以提高氣閥片的耐磨力。對氣閥進行精細的改良，減少其磨損和殘余應力，可以大大提高其使用壽命。同時，為了有效提升氣閥使用壽命，針對其改良上采取調小閥片開啟高度來降低其撞擊力量，還可以適當增加閥座通道數、達到減小往復式壓縮機閥片開啟高度，這樣就能確保其閥隙獲取較為理想流通面積。

3.3調整彈簧力

提高閥片的使用壽命，除了釆用最小閥片開啟高度的措施之外，還需選擇剛性彈簧或者偏剛性彈簧閥片，在開啟和閉合中能夠適當增加緩沖力，在壓縮機處于較高轉速狀態下應當選擇鋼絲直徑較粗，工作群數多的彈簧閥片，且全部打開閥片后彈簧變形量較小，這種情況下能夠減小彈簧應力，延長使用壽命，降低撞擊速度，延長其使用壽命。除此之外彈簧彈力也不應當過大，否則會出現氣閥過早自動關閉現象，嚴重者可能產生氣閥振顫現象的發生。

3.4應用科學的氣閥故障診斷方法

往復式壓縮機的主要工作原理是通過曲軸、連桿、活塞等一系列的運作來改變氣缸內的容積，達到對氣體進行加壓的目的。往復式壓縮機的氣閥主要包括進氣閥和出氣閥，在往復式壓縮機的運轉過程中，氣閥產生故障并不會對往復式壓縮機的造成最明顯的影響，而是通過閥片和彈簧等的磨損而產生漏氣的情況。漏氣不僅會影響往復式壓縮機的工作效率，還會縮短往復式壓縮機的使用壽命。因此，要想有效地預防和應對往復式壓縮機氣閥發生的故障，就要應用科學的氣閥故障診斷方法，根據氣閥發生的具體故障原因來對其進行預防和應對。在對往復式壓縮機的氣閥進行故障診斷時，主要是依據信號檢測設備對往復式壓縮機在運轉過程中產生的閥片沖擊力、氣閥漏氣等造成的設備元件振動而產生的信號進行檢測來判斷其是否發生故障。除此之外，還可以在往復式壓縮機中安裝相應的故障預警和報警機制，這種預警機制一般是根據往復式壓縮機在運轉過程中氣閥運動產生的熱力參數值、排氣壓力、氣量、閥腔內溫度、壓力脈動等方面的變化來對其是否發生故障進行診斷的。通過這些往復式壓縮機在運轉過程中的具體動力參數變化來對氣閥故障進行診斷，主要是依據動力性能作為診斷的主要原理的。

3.5做好安裝維護工作

裝配前進行清洗，將閥座、閥蓋等配件清洗干凈;配件檢查時要仔細檢查閥座密封面，以及閥片、緩沖片、彈簧等配件，密封面不好的要研磨或者更換，原則上是閥片、緩沖片、彈簧同時更換;彈簧和閥片裝入后，應按壓幾次閥片檢查是否靈活;閥片和彈簧不應有卡阻和歪斜現象;緊固氣閥嚴格按照扭矩標準，同時要保證閥座和閥蓋之間的可靠夾緊，不允許有相對轉動，否則會引起閥片或者緩沖片移位;組裝后的氣閥必須進行氣密性測試，檢查其是否合格。

3.6定期做好預防性維護保養

設備使用過程中，一定嚴格按照修保規程對設備進行精準維護，并嚴格質量驗收。在日常運行中，要求精心巡檢，詳細記錄壓縮機相關參數，發現異常及時上報解決;同時要求對壓縮機精細操作，合理調整參數，確保壓縮機安穩長滿優運行。

結 語：

往復式壓縮機結構復雜、易損件多，氣閥作為往復壓縮機關鍵部件之一，產生故障的原因復雜多樣，希望能夠通過分析往復式壓縮機氣閥故障的原因、故障診斷方法、維護保養的重點從而讓技術人員更加了解設備的運行狀態，提高設備管理水平，使設備能夠平穩運行，提高經濟效益。

參考文獻：

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