化工機(jī)械設(shè)備H2壓縮機(jī)設(shè)備的故障處理策略

陳健健 顧航瑜

摘要：氫氣壓縮機(jī)操作簡(jiǎn)便，在化工生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了廣泛運(yùn)用。而在氫氣壓縮機(jī)實(shí)際工作過程中，由于受到各種內(nèi)外部因素的影響，導(dǎo)致該設(shè)備會(huì)出現(xiàn)各種故障，影響生產(chǎn)效率。針對(duì)這一問題，化工企業(yè)運(yùn)維人員需要對(duì)氫氣壓縮機(jī)常見的故障原因進(jìn)行深入分析，并制定具有針對(duì)性的故障處理方案，確保氫氣壓縮機(jī)始終處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)當(dāng)中。

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械設(shè)備;H2壓縮機(jī);故障處理

引言：

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，化工行業(yè)生產(chǎn)模式也發(fā)生了重大變化，化工生產(chǎn)自動(dòng)化程度顯著提升。氫氣作為一種化工生產(chǎn)中經(jīng)常使用的氣體，如何確保氫氣的可靠供應(yīng)是化工從業(yè)人員需要著重思考的問題。氫氣壓縮機(jī)的工作原理較為復(fù)雜，內(nèi)部還有大量機(jī)械零件，在高強(qiáng)度工作過程中可能會(huì)出現(xiàn)各種故障。相關(guān)從業(yè)人員需要對(duì)氫氣壓縮機(jī)出現(xiàn)的故障進(jìn)行總結(jié)與分析，制定切實(shí)可行的故障維修方案，同時(shí)根據(jù)化工企業(yè)實(shí)際情況提升氫氣壓縮機(jī)運(yùn)維管理水平，確保化工生產(chǎn)工作能夠穩(wěn)定進(jìn)行。

一、壓縮機(jī)工作原理介紹

想要深入了解氫氣壓縮機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的常見故障以及故障維修方案，先要了解氫氣壓縮機(jī)的基本工作原理以及內(nèi)部構(gòu)造。氫氣壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，氣缸內(nèi)的活塞通過往復(fù)運(yùn)動(dòng)快速吸入、壓縮、排出氣體。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由汽缸、活塞以及閥門等零件組成，通過氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得氣缸內(nèi)的容積發(fā)生有規(guī)律的變化，外部氣體通過壓縮機(jī)內(nèi)設(shè)置的閥門流入氣缸，經(jīng)過活塞的壓縮之后氣體被排出。與其他類型壓縮機(jī)相比，氫氣壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：①工作壓力的范圍比較大。實(shí)際工作中可以依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求使用不同型號(hào)的壓縮泵，借助這種方式對(duì)輸入氣壓以及輸出氣壓進(jìn)行靈活調(diào)整[1]。②操作方式靈活多變，工作人員可以通過手動(dòng)或者自動(dòng)化控制方式控制氫氣壓縮機(jī)。③具有自動(dòng)重啟功能。當(dāng)氫氣壓縮機(jī)內(nèi)部由于各種原因而造成保壓回路壓力降低的情況，壓縮機(jī)可以自動(dòng)完成重啟并對(duì)于泄漏的壓力進(jìn)行快速補(bǔ)充，確保回路壓力數(shù)值始終處于安全范圍。④操作安全。氫氣壓縮機(jī)選擇使用氣體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，工作過程中不會(huì)產(chǎn)生火花以及電弧，可以在一些易燃易爆環(huán)境中使用。

二、H2壓縮機(jī)故障維修具體方式

（一）聯(lián)軸器故障

聯(lián)軸器是氫氣壓縮機(jī)中十分重要的零件，常用的聯(lián)軸器包括齒式聯(lián)軸器以及彈性套柱銷聯(lián)軸器等。

齒式聯(lián)軸器常見的故障包括齒面磨損、無法嚙合以及聯(lián)軸器對(duì)螺口栓斷裂等。針對(duì)齒式聯(lián)軸器所出現(xiàn)的故障，運(yùn)維人員需要檢測(cè)潤(rùn)滑油的油量是否充足，如果發(fā)現(xiàn)是由于潤(rùn)滑油量不足而導(dǎo)致齒面磨損，需要及時(shí)更換新的潤(rùn)滑油。針對(duì)軸齒無法嚙合以及斷齒等問題，相關(guān)工作人員需要對(duì)氫氣壓縮機(jī)進(jìn)行停車，利用專業(yè)檢測(cè)儀器檢查齒式聯(lián)軸器中哪一個(gè)位置出現(xiàn)的偏移誤差較大，通過對(duì)比齒式聯(lián)軸器主軸與減速器主軸的同軸度以及水平度數(shù)據(jù)，判斷齒式聯(lián)軸器的偏移方向，之后依照相關(guān)規(guī)定對(duì)其進(jìn)行修正，確保齒輪能夠重新嚙合。

彈性套柱銷聯(lián)合器的故障主要為柱銷的磨損或者斷裂，造成這一問題的主要原因是兩個(gè)軸水平度以及同軸度誤差過大。因此相關(guān)運(yùn)維人員需要先檢測(cè)聯(lián)軸器的偏移方向，其檢測(cè)方式與齒式聯(lián)軸器偏移方向檢測(cè)方式相同，判斷出柱銷偏移方向之后，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行修正。此外，柱銷老化也是造成柱銷斷裂以及磨損問題的一個(gè)重要原因，運(yùn)維人員需要仔細(xì)觀察柱銷的表面狀態(tài)，判斷其老化程度，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重老化的柱銷，要進(jìn)行及時(shí)的更換，確保聯(lián)軸器能夠穩(wěn)定工作（如圖1所示）。

（二）潤(rùn)滑油壓力過低

除了聯(lián)軸器故障之外，潤(rùn)滑油壓力過低也是氫氣壓縮機(jī)常見的一種故障。氫氣壓縮機(jī)在工作過程中如果潤(rùn)滑油壓力過低，會(huì)加劇設(shè)備內(nèi)部各種零件之間的磨損，嚴(yán)重影響氫氣壓縮機(jī)使用壽命，在特殊情況下還會(huì)令一些零件在工作過程中直接報(bào)廢，造成設(shè)備的突然停車。由于潤(rùn)滑油壓力過低而造成的磨損，其顆粒在形狀、大小以及顆粒分布區(qū)域等方面具有一定特點(diǎn)，相關(guān)運(yùn)維人員可以利用這一特點(diǎn)對(duì)氫氣壓縮機(jī)油路系統(tǒng)的密封點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)檢查[2]。通過對(duì)磨損顆粒的分析確定出現(xiàn)泄漏的油路，對(duì)氫氣壓縮機(jī)內(nèi)部零件磨損程度進(jìn)行評(píng)估。如果潤(rùn)滑液中的不凝氣含量超過安全標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)出現(xiàn)潤(rùn)滑油壓力過低問題。因此相關(guān)運(yùn)維人員需要對(duì)氫氣壓縮機(jī)油路進(jìn)行逐步拆分，判斷是否是由于油路系統(tǒng)出現(xiàn)凝氣現(xiàn)象而造成潤(rùn)滑油壓力過低問題，如果是因?yàn)槟龤鈫栴}而造成此類故障，相關(guān)工作人員可以將潤(rùn)滑油過濾器吸入口與回油管道的排出口相對(duì)應(yīng)，借助這種方式避免壓縮機(jī)內(nèi)部管路中出現(xiàn)空氣泡沫。

（三）振動(dòng)問題

目前市面上常見的氫氣壓縮機(jī)多數(shù)為往復(fù)式壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，各個(gè)零件之間會(huì)產(chǎn)生作用力，進(jìn)而出現(xiàn)振動(dòng)問題。如果振動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間存在，會(huì)使得氫氣壓縮機(jī)內(nèi)部某些零件發(fā)生破損或變形，一旦零件破損，其動(dòng)力學(xué)性能會(huì)發(fā)生明顯改變。想要妥善解決這一問題相關(guān)運(yùn)維人員需要對(duì)氫氣壓縮機(jī)所出現(xiàn)的振動(dòng)進(jìn)行精確測(cè)量，依據(jù)測(cè)量結(jié)果分析出現(xiàn)振動(dòng)問題的原因，快速準(zhǔn)確地排除故障。而在實(shí)際工作過程中，由于氫氣壓縮機(jī)工作環(huán)境較為復(fù)雜，在很多外部因素影響下，會(huì)影響振動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)量精度，干擾運(yùn)維人員對(duì)震動(dòng)問題的診斷結(jié)果。這種背景下，相關(guān)運(yùn)維人員就要通過頻域以及時(shí)域等方式對(duì)振動(dòng)故障進(jìn)行評(píng)估，條件允許的情況下，也可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將收集到的震動(dòng)數(shù)據(jù)制定成表格，進(jìn)而形成故障頻譜，針對(duì)頻譜中的普峰進(jìn)行對(duì)比，依據(jù)普峰的高度來推斷振動(dòng)故障發(fā)生的原因，這種故障診斷方式的優(yōu)勢(shì)在于數(shù)據(jù)精度高，能夠過濾掉大量干擾數(shù)據(jù)，避免外部環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)精度造成影響。而這種故障診斷方式的缺點(diǎn)在于需要投入大量資金，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)維成本上升。因此在實(shí)際工作中要依據(jù)企業(yè)實(shí)際情況以及氫氣壓縮機(jī)實(shí)際工作狀態(tài)，靈活選擇故障診斷方式。

（四）活塞環(huán)密封故障

氫氣壓縮機(jī)在工作過程中，活塞在缸體中快速移動(dòng)，活塞桿與填料環(huán)之間會(huì)發(fā)生摩擦，一旦密封環(huán)由于摩擦而出現(xiàn)破損，會(huì)導(dǎo)致缸體的密封性下降，使得泄漏量超出設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。如果氫氣壓縮機(jī)活塞密封環(huán)長(zhǎng)期處于破損狀態(tài)，活塞內(nèi)部以及填料腔中會(huì)出現(xiàn)大量粉塵，影響活塞的正常工作并加速氫氣壓縮機(jī)內(nèi)部零件老化[3]。

想要妥善解決這一問題，相關(guān)運(yùn)維人員就要對(duì)氫氣壓縮機(jī)的參數(shù)進(jìn)行靈活調(diào)整，確保其各項(xiàng)參數(shù)均符合設(shè)計(jì)要求，盡可能過濾掉氣體中存在的細(xì)微顆粒，如果氣體中的固體懸浮物含量過高，工作人員可以在氫氣壓縮機(jī)外部加裝氣固分離裝置，利用該裝置將氣體中的固體懸浮物過濾掉，減少氫氣壓縮機(jī)內(nèi)部零件之間的摩擦。

（五）連桿斷裂

氫氣壓縮機(jī)內(nèi)部使用的連桿以及十字頭是保障壓縮機(jī)能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵零件，為了確保連桿以及十字頭的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其使用壽命。通常情況下會(huì)使用高品質(zhì)碳鋼以及合金鋼制作連桿以及十字頭。而在實(shí)際工作中由于連桿以及十字頭零件會(huì)不斷受到?jīng)_擊，因此盡管其采用了優(yōu)質(zhì)的材料進(jìn)行鍛造，但依然會(huì)出現(xiàn)裂紋。由于該零件的重要作用以及特殊性，在發(fā)現(xiàn)連桿以及十字頭出現(xiàn)裂紋之后，運(yùn)維人員需要直接更換這些零件，確保氫氣壓縮機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，由于連桿和十字頭的構(gòu)造方式以及安裝位置存在差異，因此其更換方式也存在很大不同（如圖2所示）。

運(yùn)維人員在更換十字頭時(shí)，需要注意以下三點(diǎn)內(nèi)容：①運(yùn)維人員需要將中間座從中間體上拆下，十字頭可從連接法蘭口拆下更換。若中座與中體為一體化設(shè)計(jì)，可在中體測(cè)量孔內(nèi)更換十字頭。②在窗口處更換十字頭時(shí)，運(yùn)維人員需要將十字頭移向窗口中間（即十字頭滑塊的中間），并沿軸線旋轉(zhuǎn)十字頭90°，使上下導(dǎo)軌面向兩側(cè)的窗口。然后并行退出窗口，進(jìn)行維修和更換。③修理時(shí)，需要特別注意的是不要損壞滑軌工作面，對(duì)準(zhǔn)十字頭位置，間隙符合規(guī)定要求。

運(yùn)維人員在更換連桿時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：①在啟動(dòng)裝置將更換軸承套的曲軸的軸頸，旋轉(zhuǎn)至上部位置并盡量固定，以免由于滑倒造成生產(chǎn)事故。②先拆下連桿底部的連桿螺栓，用吊環(huán)螺栓掛住連桿大端蓋，然后拆下連桿頂部的連桿螺栓，用螺栓吊環(huán)拆下蓋子和瓷磚粘在一起。③使用充墨曲柄緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，通過這種方式將連桿與曲軸軸頸分離，連桿可以拆下更換。④如果瓷磚成對(duì)制造，則需要成對(duì)更換[4]。⑤當(dāng)前大連桿瓦一般為薄壁標(biāo)準(zhǔn)瓦，無須對(duì)其進(jìn)行刮、磨，此外，大連桿瓦的間距必須符合相關(guān)要求。

三、結(jié)束語

化工生產(chǎn)過程中，氫氣壓縮機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。而在氫氣壓縮機(jī)實(shí)際工作過程當(dāng)中，會(huì)由于各種外部因素而出現(xiàn)故障，如果不對(duì)故障進(jìn)行妥善處理，往往會(huì)帶來安全隱患。針對(duì)這一問題，相關(guān)運(yùn)維人員需要詳細(xì)分析常見故障發(fā)生的原因，然后才能采取更適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行維修，特別是針對(duì)連桿斷裂、密封性下降、振動(dòng)問題以及聯(lián)合器故障要進(jìn)行妥善處理，借助這種方式確保化工生產(chǎn)活動(dòng)能夠穩(wěn)定進(jìn)行。

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