【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 足 1000h。化工流程用的大型往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行往往受化工流程的變化而制約 ,工況不穩(wěn)定或偏離額定壓力下工作時(shí) ,都可能會(huì)造成運(yùn)動(dòng)規(guī)律改變 ,閥片顫振 ,沖擊 頻率增加 ,壽命下降。 吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 2)彈簧失效是導(dǎo)致閥片斷裂的主要原因之一。根據(jù)對(duì)大型壓縮機(jī)氣閥失效的調(diào)查統(tǒng)計(jì) ,發(fā)現(xiàn)在有閥片斷裂的氣閥中 ,幾乎都存在失效的彈簧。檢修中發(fā)現(xiàn)有些閥片未損壞而彈簧有幾個(gè)已經(jīng)碎斷 ,至于閥片損壞而彈簧未損壞的卻極少見。由此可見 ,彈簧往往先于閥片失效。分析其原因 ,由于彈簧本身的質(zhì)量或某些工藝用壓縮機(jī) ,工藝條件的限制 ,在個(gè)別的級(jí)壓力比較高 ,造成排氣溫度過高 ,彈簧在較高溫度下長(zhǎng)期工作 ,在交變載荷作用下 ,彈簧由彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形 ,使強(qiáng)度降低或產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象 ,使彈簧斷裂或長(zhǎng)度減少導(dǎo)致彈力下降。經(jīng)對(duì)上述閥 彈簧的拆檢 ,工作不足 1000 h,彈簧縮短(1~1 5) mm。由于彈簧的失效 ,閥片受力不均勻產(chǎn)生附加彎矩 ,運(yùn)動(dòng)規(guī)律受到嚴(yán)重的影響。閥片的開啟和關(guān)閉不靈活 ,加大了對(duì)升程限制器、閥座的撞擊力 ,彈簧的斷裂還會(huì)使閥片帶來刻痕 ,加速閥片失效 ,最后導(dǎo)致閥片斷裂。 3)從大量碎斷的閥彈簧斷口明顯看出 , ,一類斷口有光亮區(qū) ,并且斷裂方向和直徑平面呈 45176。角 ,說明是在剪應(yīng)力作用下疲勞斷裂的 。另一類斷口的斷裂方向和直徑平面重合 ,說明是在彎曲應(yīng)力作用下疲勞斷裂。為分析閥彈簧的斷口 ,在鋁試塊上嵌了個(gè)斷裂的閥彈簧 ,經(jīng)處理后 ,用 400 倍顯微鏡進(jìn)行觀察 ,發(fā)現(xiàn)在斷處有大量非金屬雜物。并且只有在斷口的區(qū)域存在 ,觀察外圈還會(huì)發(fā)現(xiàn)彈簧外圈已被嚴(yán)重磨損 ,在另一個(gè)彈簧斷口處觀察發(fā)現(xiàn) ,存在脫碳現(xiàn)象 ,另外有一埋藏裂紋在彈簧體內(nèi)部 ,根據(jù)金相照片觀察到的缺陷可分析出彈簧的加工及工質(zhì)腐蝕、磨損等原因都可能造成閥彈簧的斷裂、松弛等失效現(xiàn)象。 （ 2） 壓縮介質(zhì)的腐蝕對(duì)閥片壽命的影響 很多大型壓縮機(jī)的工作介質(zhì)一般都具有腐蝕性 ,如含 H2S、 CO等介質(zhì) ,使閥片的材料疲勞極限顯著降低 ,同時(shí)氣流以較高的速度沖刷閥片容易造成閥片表面組織破壞 ,產(chǎn)生腐蝕 ,出現(xiàn)麻點(diǎn)或凹坑 ,另外 壓縮介質(zhì)一般有一定的濕度 ,特別是油水分離器效果下降時(shí) ,分離不凈的潤(rùn)滑油和壓縮氣體經(jīng)冷卻器后析出的水分混合在氣體中 ,當(dāng)隨氣體流過氣閥時(shí) ,有一部分附在閥座密封口處 ,使閥片和升程限制器等零件表面形成液膜 ,液膜所產(chǎn)生的附著力阻礙閥片的運(yùn)動(dòng) ,引起閥片滯后開啟或關(guān)閉 ,增大了氣流頂推力 ,當(dāng)油水含量愈多 ,附著力愈大 ,對(duì)閥片的運(yùn)動(dòng)規(guī)律影響也愈大 ,嚴(yán)重影響氣閥閥片的使用壽命。 （ 3） 閥片斷口分析 吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 對(duì)斷裂或有裂紋的閥片用肉眼進(jìn)行觀察 ,可看到明顯的疲勞斷裂的特征 ,借助放大鏡仔細(xì)觀察 ,可看到斷面邊緣有許多發(fā)亮的點(diǎn) ,可較清晰看到貝紋線 ,順著貝紋線的發(fā)展方向可判斷裂紋源于閥片內(nèi)徑處 ,在斷口兩側(cè)邊緣區(qū)域可觀察到彈簧的磨痕或腐蝕的斑點(diǎn)等。由此可初步斷定裂紋的形成和發(fā)展過程 ,截取斷口附近制作金相試塊 ,在600 倍金相顯微鏡下觀察 ,可以清楚看到斷裂面與非斷裂面的金相組織基本一樣 ,沒什么差別 ,不同的只是截取的斷裂面試樣中有一條明顯裂紋 ,由內(nèi)徑向外不規(guī)則延伸 ,由此可推斷裂紋擴(kuò)展方向與宏觀是一致的 。 （ 4） 分析結(jié)論 根據(jù)閥片的損壞形式和理論分析 ,無論是環(huán)狀閥還是網(wǎng)狀閥破壞 ,都屬于疲勞斷裂 ,裂紋是與多種因素有關(guān)的 ,碎斷彈簧使閥片產(chǎn)生的壓痕 ,壓縮介質(zhì)對(duì)閥片的 腐蝕閥片材質(zhì)內(nèi)部的缺陷 ,閥片在加工過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 ,微觀裂紋等 ,都會(huì)形成裂紋源 ,在撞擊應(yīng)力的高頻作用下 ,經(jīng)過一定的亞臨界擴(kuò)展 ,使裂紋達(dá)到臨界尺寸后 ,造成閥片的徑向斷裂。 3． 提高氣閥使用壽命的途徑 根據(jù)氣閥的失效形式和以上對(duì)損壞原因的分析 ,氣閥的使用壽命和許多因素有關(guān) ,對(duì)于大型壓縮機(jī)的氣閥 ,既要考慮壓縮機(jī)的可靠性 ,又要考慮到機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性 ,要求氣閥有足夠長(zhǎng)的使用壽命 ,力求氣閥阻力損失小。因此要提高氣閥的使用壽命 ,必須根據(jù)具體情況 ,具體分析。結(jié)合大型壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況和特點(diǎn) ,提高氣閥使用壽命 ,應(yīng)主要考慮如 下幾個(gè)方面 : （ 1） 提高閥片閥彈簧的產(chǎn)品質(zhì)量 目前根據(jù)閥片的損壞原因分析 ,已經(jīng)尋找出很多提高閥片、彈簧產(chǎn)品質(zhì)量的方法 ,在材質(zhì)、加工制造及熱處理工藝等方面都取得了一些成熟的經(jīng)驗(yàn) ,但對(duì)化工流程用大型活塞式壓縮機(jī)的閥片、彈簧還應(yīng)結(jié)合化工生產(chǎn)的特點(diǎn) ,在抗腐蝕、耐高溫等方面提高閥片、彈簧的綜合機(jī)械性能 ,特別是提高彈簧在高溫下防蠕變、防腐蝕的能力。提高閥彈簧的壽命是提高閥片壽命的先決條件 ,閥片只有在彈簧正常的工作條件下 ,才能保證良好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 （ 2） 合理調(diào)整氣閥的彈簧力 吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 根據(jù)損壞原因分析 ,氣閥彈簧力是決定氣閥閥片壽命 及機(jī)器經(jīng)濟(jì)性的重要參數(shù)。因此根據(jù)機(jī)器的實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ,減輕閥片對(duì)升程限制器、閥座的撞擊力和減少撞擊頻率 ,是提高閥片壽命的重要保證。 （ 3） 適當(dāng)增加閥座的通道面積 要盡可能提高閥座通道面積 ,增加流量系數(shù) ,使氣流分布均勻 ,以改善閥片的受力狀況 ,降低對(duì)閥片的沖擊載荷及附加彎矩 ,這一點(diǎn)對(duì)高壓級(jí)網(wǎng)狀閥尤為重要。 （ 4） 氣閥改進(jìn)實(shí)例分析 某化肥廠氮?dú)錃鈮嚎s機(jī) ,是 20 世紀(jì) 80 年代國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大型設(shè)備 ,投入生產(chǎn)以來 ,經(jīng)常因閥片損壞而停車 ,閥片壽命一般在 1000 h 左右 ,最短的壽命僅有 500 h 左右。針對(duì)這種情況 ,對(duì)該機(jī)氣閥進(jìn)行 理論分析和拆檢調(diào)查。根據(jù)分析出的主要原因 ,對(duì)氣閥進(jìn)行了改進(jìn) ,主要改進(jìn)措施如下 : 1)對(duì)閥片壽命短的二段、三段的閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬 ,發(fā)現(xiàn)在實(shí)際工況下 ,氣閥彈簧力不適當(dāng) ,閥片顫振或延遲關(guān)閉現(xiàn)象 ,造成閥片在工作時(shí)撞擊頻率過于嚴(yán)重 ,是閥片損壞的主要原因之一。重新對(duì)閥彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)彈簧剛度、彈簧力都按實(shí)際工況進(jìn)行了調(diào)整 ,使改進(jìn)后閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律趨于合理 2)加強(qiáng)閥片、彈簧的質(zhì)量檢查。經(jīng)拆檢和對(duì)新閥片、彈簧性能檢查 ,發(fā)現(xiàn)彈簧硬度普遍過大 ,閥片翹曲度超標(biāo)嚴(yán)重。對(duì)此 ,嚴(yán)格按技術(shù)要求予以糾正 ,并對(duì)彈簧提出表面強(qiáng)化和松馳 處理 ,提高彈簧、閥片的疲勞壽命。 3)改善排氣閥閥座通流面積。為使氣流分布均勻 ,使閥片受均布載荷 ,對(duì)原氣閥閥座的環(huán)形通道改為密排孔形通道。經(jīng)改造后 ,機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定 ,氣閥的使用壽命提高了2~3 倍 ,使用壽命超過了 4000 h,節(jié)約了檢修和備件的費(fèi)用 ,并且節(jié)約了因故障停車而造成的損失 ,收到了較好的效果。 吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 三、 排氣量不足原因排除 1．概述 活塞式壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于動(dòng)力工程、化學(xué)工程、石油煉制等生產(chǎn)中，是關(guān)鍵性設(shè)備，適用于中、小流量較高壓力的場(chǎng)合。它與其它類型的壓縮機(jī)相比，具有能量損失小，效率較高，排氣壓力幾乎不受 氣量調(diào)節(jié)的影響等優(yōu)點(diǎn) 。但也同時(shí)存在往復(fù)慣性力大，振動(dòng)較大，易損件多以及排氣不連續(xù)，氣體帶油污染等缺點(diǎn)，帶來了運(yùn)行中故障較多，維修工作量大的問題。本文僅對(duì)排氣量不足這一常見故障進(jìn)行分析，找出原因，提出解決辦法。 2． 影響活塞式壓縮機(jī)排氣量的因素 在生產(chǎn)中，無論是新安裝的壓縮機(jī)，還是運(yùn)行中的壓縮機(jī)，出現(xiàn)排氣量不足的情況時(shí)，都要從排氣量公式出發(fā)進(jìn)行分析，逐項(xiàng)排除，最后找出原因，加以解決。對(duì)單級(jí)壓縮而言，其排氣量公式為 :Vd==兩標(biāo)兩入 LVn式中 :vd— 單位時(shí)間內(nèi)的實(shí)際排氣量，時(shí) /而 n。一機(jī)器的轉(zhuǎn)速， r/mim。v。 — 每轉(zhuǎn)的氣缸行程容積 。沁 — 容積系數(shù)，反映了由于余隙容積的存在，使氣缸工作容積利用率降低程度 。入 P— 壓力系數(shù)，反映了吸氣閥的阻力損失引起吸氣量的減少程度 。兩 — 溫度系數(shù)，反映了氣缸對(duì)新鮮氣體加熱而引起吸氣量減少的程度 。瓦 — 泄漏系數(shù)，反映了泄漏量對(duì)排氣量的影響。若是多級(jí)壓縮，還須考慮中間抽氣 (凡 )和冷凝 (凡 )對(duì)排氣量的影響。 3． 排氣 量 不足的原因和排除方法 當(dāng)出現(xiàn)排氣量不足的間題時(shí)，根據(jù)上述公式，建議按下列順序進(jìn)行檢修 : （ 1） 檢查壓縮機(jī) 的轉(zhuǎn)速是否符合規(guī)定值，如果不符，應(yīng)立即改正。 （ 2） 檢查氣缸溫度和排氣溫度，若排氣溫度過高或氣缸溫度過高，可改善氣缸的冷卻條件。 （ 3） 檢查氣缸的余隙和排氣量調(diào)節(jié)裝置，若發(fā)現(xiàn)余隙不當(dāng)或調(diào)節(jié)裝置失靈，應(yīng)吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 11 重新調(diào)節(jié)余隙，修復(fù)調(diào)節(jié)裝置。 （ 4） 對(duì)多級(jí)壓縮機(jī)，檢查所有的級(jí)間管道聯(lián)接處，發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)現(xiàn)象，予以緊固。 （ 5） 檢查吸、排氣閥是否漏氣 l)閥座與閥片間有金屬顆?；蚱渌愇铮P(guān)閉不嚴(yán)引起漏氣。排除方法 :拆檢清洗，若吸氣閥的閥蓋發(fā)熱，則故障在吸氣閥上，否則在排氣閥上。 2)新安裝的吸氣閥，彈簧剛性太大引起開啟遲緩， 或因舊閥彈簧疲勞失效引起開啟不及時(shí)，造成排氣量減少。排除方法 :更換合適的氣閥彈簧。 3)閥片與閥座磨損不均勻，造成密封不嚴(yán)而漏氣。排除方法 :用研磨的方法修復(fù)，或更換新的氣閥。 4)吸氣閥升起高度不夠，流速加快，阻力增大，影響氣量。排除方法 :調(diào)整升程高度，更換適當(dāng)?shù)纳滔拗破鳌? （ 6） 檢查填料是否漏氣 1)填料或活塞桿磨損引起泄漏。排除方法 :修理或更換磨損件。 2)潤(rùn)滑油量不足，降低氣密性，引起泄漏。排除方法 :拆檢氣閥，發(fā)現(xiàn)氣閥缺油，應(yīng)增加潤(rùn)滑油量。