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《往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障研究和判斷》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障研究和判斷 摘要：往復(fù)壓縮機(jī)作為機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的一部分，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，激勵(lì)源多，對(duì)其實(shí)施故障診斷比較困難，盡管人們已對(duì)其開(kāi)展了不少研究并取得了一些研究成果，但總的診斷水平還不是很高，這與其在生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀是極不相符。本文主要對(duì)氣閥故障診斷及實(shí)效形式和氣閥故障信號(hào)的診斷等方面進(jìn)行了分析探討。關(guān)鍵詞：往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障振動(dòng)分析往復(fù)式壓縮機(jī)在石化企業(yè)中應(yīng)用廣泛，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致其出現(xiàn)故障的原因很多。在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)，往復(fù)式壓縮機(jī)最常見(jiàn)的故障零部件有氣閥、活塞環(huán)、填料函以及一些聯(lián)接件的摩擦副等，但往復(fù)式壓縮
2、機(jī)有60%以上的故障發(fā)生在氣閥上，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣閥故障對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)故障的診斷相當(dāng)重要。一、往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障診斷的過(guò)程6氣閥是往復(fù)式壓縮機(jī)重要的組成部件之一。氣閥的作用是控制氣缸中的氣體吸入和排出，壓縮機(jī)上的氣閥都是啟閉不用專(zhuān)門(mén)控制機(jī)構(gòu)而靠氣閥兩側(cè)的壓力差來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)啟閉的自動(dòng)氣閥。氣閥出現(xiàn)故障可導(dǎo)致壓比失調(diào)、排溫升高、排氣量降低等，嚴(yán)重時(shí)甚至可造成機(jī)組報(bào)廢。因此，能夠及時(shí)有效的檢測(cè)氣閥故障，對(duì)保證往復(fù)壓縮機(jī)有非常重要的意義。往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障的檢測(cè)通常是根據(jù)閥蓋的振動(dòng)加速信號(hào)和閥腔內(nèi)壓力信號(hào)分析進(jìn)行的。在氣閥故障診斷中，振動(dòng)測(cè)點(diǎn)通常
3、選在閥蓋上，主要是由于此處的振動(dòng)響應(yīng)對(duì)氣閥故障的反映較其它位置更為敏感，另外從信息傳輸角度也可以看出由氣閥到閥蓋表面的振動(dòng)傳遞路徑最短，因而所測(cè)得的信噪比最高，信號(hào)收路徑影響最小。二、氣閥故障診斷及實(shí)效形式振動(dòng)分析法是在對(duì)設(shè)備所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行信號(hào)采集、數(shù)據(jù)處理后，根據(jù)振幅、頻率、相位及相關(guān)圖譜所進(jìn)行的故障分析。由于環(huán)形閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件數(shù)量多，長(zhǎng)期在高溫下承受著交變沖擊載荷，極易發(fā)生故障。對(duì)結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、制造工藝和操作條件完全相同的氣閥，使用壽命在理論上應(yīng)該是相近的，即失效時(shí)間呈正態(tài)分布。氣閥的閥座和升程限制器一般表現(xiàn)為使用后中長(zhǎng)期故障
4、，閥片和彈簧在使用中表現(xiàn)為中短期故障。其失效形式如下：1.閥座的作用及失效形式6閥座是氣閥的主體，它與升程限制器一起構(gòu)架了氣閥組件的空間。閥座與升程限制器開(kāi)通氣體通道，是氣體必經(jīng)之處；閥座上的同心凸臺(tái)表面經(jīng)磨削加工，與閥片共同構(gòu)成對(duì)氣體的密封結(jié)構(gòu)。閥座失效主要是由于密封面的銹蝕、積碳和磨損造成的。對(duì)于天然氣壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，由于壓縮介質(zhì)天然氣是多種成分的混合氣體，其中的水蒸汽及硫化物是產(chǎn)生腐蝕的主要原因；吸入壓縮機(jī)的氣體中的灰塵顆粒以及高溫下烴類(lèi)分解形成的積碳，則會(huì)進(jìn)一步加劇氣閥開(kāi)啟和閉合時(shí)的機(jī)械磨損。密封不良會(huì)造成氣體回流、吸排氣效率下降、工
5、作溫度升高、氣體壓力異常等現(xiàn)象，因此可以通過(guò)檢測(cè)熱力參數(shù)來(lái)判定故障。2.彈簧的作用及失效形式彈簧在升程中具有緩沖閥片與升程限制器的撞擊作用，在回程中具有輔助閥片自動(dòng)復(fù)位并保證密封的作用。彈簧失效的主要形式是折斷和彈性改變。彈簧失效后可以造成閥片不能準(zhǔn)確、平穩(wěn)地開(kāi)啟和閉合。彈力不一致，易使閥片歪斜、卡滯。彈簧失效的主要原因在于柱形彈簧鋼絲直徑小，對(duì)微小的外傷或腐蝕性缺口敏感。同時(shí)，高溫蠕變和滲碳作用可能使彈簧彈性發(fā)生變化和使金相組織改變導(dǎo)致彈簧變脆。彈簧力變化會(huì)影響氣閥開(kāi)啟、閉合的準(zhǔn)確性。彈力變小，閥片延遲關(guān)閉造成氣體回流，引起循環(huán)氣體溫度
6、、壓力的變化。閥片對(duì)升程限制器的撞擊強(qiáng)度增大，使沖擊振動(dòng)及噪聲增大，影響閥片壽命。彈力變大，氣閥開(kāi)啟時(shí)，氣流壓力不能使閥片貼在升程限制器表面，會(huì)引起閥片的振顫，同時(shí)也會(huì)造成能量損失，影響到壓縮機(jī)的效率。彈簧脆斷，可引起復(fù)雜的振動(dòng)，閥片運(yùn)動(dòng)卡滯，以及引起閥片受力不均等。因此，彈簧故障都可從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)方面反應(yīng)出來(lái)。3.閥片的作用及失效形式6閥片是氣閥的關(guān)鍵部件，其作用是在吸氣或排氣結(jié)束時(shí)，關(guān)閉氣流通道，它與閥座一起形成密封結(jié)構(gòu)。閥片失效的主要形式是變形與折斷。經(jīng)調(diào)查，閥片的失效幾乎全部都與彈簧不同形式的失效（折斷或嚴(yán)重銹蝕）有關(guān)。彈簧
7、的失效，引起了閥片工況的變化，閥片受力不均，開(kāi)啟、閉合沖擊變大，最容易使閥片在短時(shí)間內(nèi)造成變形和斷裂。另外，閥片材料的硬度也是閥片斷裂的主要原因之一，硬度過(guò)高閥片表面的微裂紋增加，抗脆性破壞的性能下降。閥片工作時(shí)要承受交變與沖擊載荷，不僅需要較高的硬度，還需要足夠的韌性和抗疲勞的能力。故障的閥片不能保證氣體通道的正常開(kāi)啟與閉合，因此會(huì)造成氣體泄漏與回流。碎裂的閥片將引起復(fù)雜的振動(dòng)，碎片進(jìn)入氣缸將對(duì)活塞、氣缸系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。故障信號(hào)在振動(dòng)方面會(huì)表現(xiàn)明顯。三、氣閥故障信號(hào)診斷1.溫度信號(hào)6溫度信號(hào)包括吸氣腔溫度、排氣腔溫度、缸內(nèi)氣體溫度、
8、閥體溫度和缸體溫度等信號(hào)。以上信號(hào)中，由于閥體溫度和缸體溫度對(duì)故障的反應(yīng)慣性大，變化緩慢，同時(shí)容易受到外界環(huán)境以及運(yùn)行時(shí)間的影響，其信號(hào)對(duì)于故障診斷不是理想的信號(hào)。在壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行達(dá)到相對(duì)熱平
