以可靠性為中心的往復(fù)式壓縮機維修方法探討

畢啟玲

(克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學院，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引言

在我國經(jīng)濟不斷發(fā)展的同時，我國工業(yè)化實現(xiàn)了飛速崛起。對于一些石化工業(yè)來說，往復(fù)式壓縮機是工業(yè)領(lǐng)域中最常應(yīng)用到的機械設(shè)備。隨著工業(yè)不斷發(fā)展，往復(fù)式壓縮機在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用也更加廣泛，數(shù)量在逐年增加[1]。往復(fù)式壓縮機擁有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所涉及到的零部件不僅數(shù)量較多，在種類上也比較繁雜。因此，一旦往復(fù)式壓縮機出現(xiàn)了故障，哪怕是只有一部分出現(xiàn)了故障都會影響到整個壓縮機的工作運行，還會導致在運行中出現(xiàn)一系列安全問題[2]。因此，針對往復(fù)式壓縮機的常見故障問題，以可靠性為中心探討維修方法。

1 診斷現(xiàn)狀研究

往復(fù)式壓縮機是目前石化行業(yè)中的核心設(shè)備，因此，往復(fù)式壓縮機在運行過程中的安全性和可靠性對于整個裝置的安全和效益都有著重要影響。在石化行業(yè)中，往復(fù)式壓縮機使用過程中，需要設(shè)置合理的檢修時間以及最優(yōu)檢修措施，才能夠最大程度上保證往縮機長期穩(wěn)定運行，并且保證在運行中能最大限度發(fā)揮出機械性能[3]。

目前，往復(fù)式壓縮機的診斷方式主要是通過利用目前先進技術(shù)來避免對其拆解來進行故障判斷。由于這種診斷方式能夠避免拆解，并可準確判斷故障位置，近幾年獲得了廣泛應(yīng)用。并且一定程度降低了往復(fù)式壓縮機出現(xiàn)故障的概率，在工業(yè)領(lǐng)域提高生產(chǎn)效率方面也發(fā)揮了一定作用。

要想及時監(jiān)測復(fù)式壓縮機在工作運行中不同狀態(tài)，需要通過對往復(fù)式壓縮機的常規(guī)性參數(shù)建立有效數(shù)據(jù)庫。并且其他類型壓縮機，也要做到建立常規(guī)性參數(shù)數(shù)據(jù)庫。這些常規(guī)性參數(shù)能夠用來幫助確定故障評定參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上建立檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)對往復(fù)式壓縮機實時監(jiān)控，有效提高故障診斷技術(shù)水平[4]。

盡管目前所使用到的往復(fù)式壓縮機在激勵源方面有較多種類，并且結(jié)構(gòu)也十分復(fù)雜。但是，隨著科學技術(shù)的進步和發(fā)展，一些高科技逐漸能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通。例如，在對往復(fù)式壓縮機進行常見故障診斷中，就可以通過人工智能技術(shù)、計算機技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來進行。不過，也必須要注意到，由于對往復(fù)式壓縮機的特征參數(shù)獲取存在一些拼湊和錯誤數(shù)據(jù)，會導致獲取的數(shù)據(jù)參數(shù)與往復(fù)式壓縮機在實際應(yīng)用中參數(shù)存在不一致的問題，從而影響到故障診斷技術(shù)的完善性。

2 失效機理和可靠性分析

在往復(fù)式壓縮機日常工作運行中，為了更好地梳理分析其系統(tǒng)和零部件故障，首先就是要對其影響和失效機理進行分析。只有先對往復(fù)式壓縮機系統(tǒng)零部件可能在日常運行中存在一些潛在、深處的失效機理和危險因素進行分析，才能夠更進一步找到壓縮機工作運行中出現(xiàn)的故障以及失效的原因。最終才能夠確定往復(fù)式壓縮機出現(xiàn)的一些故障會對其系統(tǒng)工作與功能原理之間的影響。往復(fù)式壓縮機故障分析的關(guān)鍵在于對其零部件失效機理和失效風險的可靠性分析。

在往復(fù)式壓縮機運行中，最為常見和主要的失效事件有軸承故障(軸瓦故障)、十字頭故障、密封故障以及氣閥故障。因此，探討以可靠性為中心的往復(fù)式壓縮機維修方法，可以從以上故障類型進行著手，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域中，可以通過對往復(fù)式壓縮機運行過程中出現(xiàn)以上幾種故障類型的數(shù)據(jù)資料進行收集和分析研究，來提出往復(fù)式壓縮機維修方法。

3 常見的故障機理維修方法

3.1 故障特征

往復(fù)式壓縮機在日常工作運行中常出現(xiàn)的一些故障特征可以將其分為流體性質(zhì)的熱力性能以及機械性質(zhì)的機器動力性能兩種故障類型。

流體性質(zhì)的熱力性能主要包括了往復(fù)式壓縮機出現(xiàn)壓力異常情況、溫差異常情況和排氣量不足等。造成這些問題的原因可能是往復(fù)式壓縮機中氣閥、冷卻水路、活塞環(huán)等部分出現(xiàn)了故障。因此，在這一類故障檢修中，可以通過相關(guān)參數(shù)來配合進行診斷。

機械性質(zhì)的機器動力性能故障主要是由于在日常工作運行中，往復(fù)式壓縮機的機械部分在工作運動中配合結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了裂紋，或者結(jié)構(gòu)之間的間隙產(chǎn)生了變化導致了這一部分機械出現(xiàn)發(fā)熱、振動、響聲等問題。因此，對于往復(fù)式壓縮機新出現(xiàn)機械性質(zhì)的機器動力性能故障，在檢修中可以通過振動法來判斷故障位置并進行維修。

3.2 故障監(jiān)測和診斷方式

盡管目前已經(jīng)有了很多監(jiān)測往復(fù)式壓縮機故障診斷以及運行狀態(tài)的方法，其中，應(yīng)用最普遍的一種就是在線間接診斷。這種診斷方式也就是需要進行二次診斷機械設(shè)備采集到的信息對往復(fù)式壓縮機中關(guān)鍵零件的狀態(tài)變化情況來進行間接診斷。整體來說包括直觀檢測、熱力性能參數(shù)檢測以及振動噪聲監(jiān)測。

直觀檢測需要往復(fù)式壓縮機檢修人員通過直接觸碰、觀察等聽、看、聞的方式診斷往復(fù)式壓縮機設(shè)備故障。這種檢測方式對檢修工作人員專業(yè)素質(zhì)有著極高的要求，并且檢修過程中極可能遺漏一些故障。

熱力性能參數(shù)檢測是使用儀表來對往復(fù)式壓縮機運行過程中的排氣壓力、冷卻水量、排水量，以及水溫等一系列的檢測來對故障位置進行逐個排查。在熱力性能參數(shù)檢測實際排查往復(fù)式壓縮機故障過程中，無法保障故障排查的準確性，而且即便最后成功確定了往復(fù)式壓縮機故障的位置，也只能做到故障出現(xiàn)之后的維修工作。因此，熱力性能參數(shù)檢測方法在實際應(yīng)用中常常被用來對往復(fù)式壓縮機工作運行狀態(tài)以及工藝參數(shù)的檢測對比。

振動噪聲監(jiān)測法是通過一個安裝在往復(fù)式壓縮機氣缸頭部的振動傳感器來實現(xiàn)對往復(fù)式壓縮機進行監(jiān)測和分析。振動式傳感器能夠收集往復(fù)式壓縮機的振動信號，并將收集到的信號進行檢測。往復(fù)式壓縮機在日常工作運行中會保持一個穩(wěn)定狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常振動，噪聲也會隨之而來，對往復(fù)式壓縮機氣缸頭部安裝的振動傳感器會產(chǎn)生信號干擾，影響到振動信號的解析，對故障診斷的可靠性造成不良影響。

4 結(jié)語

往復(fù)式壓縮機在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。將以可靠性為中心的往復(fù)式壓縮機維修方法真正運用到我國工業(yè)領(lǐng)域中的往復(fù)式壓縮機上。對于往復(fù)式壓縮機在日常工作運行中可能出現(xiàn)的故障問題，還需要不斷地進行探討，只有以可靠性為中心，尋求最優(yōu)故障診斷以及維修方法，才能真正做到提高往復(fù)式壓縮機可靠運行。