嚴(yán)澤明 常如太

摘 ? 要：積碳具有燃燒性，是可燃物質(zhì)。當(dāng)積攢到一定程度或一定量時(shí)，活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，如果溫度高于積碳自燃溫度時(shí)，就可能引起自燃和爆炸。本文分析了VF-0.72/350型空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生積碳的原因分析，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)擬制積碳的形成、燃燒和爆炸進(jìn)行了探討，分析了產(chǎn)生積碳的原因及積碳形成的過(guò)程，在此基礎(chǔ)上提出了有效的降低積碳產(chǎn)生的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：壓縮機(jī) ?積炭 ?燃燒 ?爆炸

中圖分類號(hào)：TD443 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（b）-0004-02

VF-0.72/350型空氣壓縮機(jī)是某型飛機(jī)氣源啟動(dòng)設(shè)備上的主要核心設(shè)備，主要用于現(xiàn)役和在研各型殲擊機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等軍用機(jī)種的地面冷氣保障，可滿足基地化和野戰(zhàn)應(yīng)急支援保障等任務(wù)的需求。核心設(shè)備空氣壓縮機(jī)設(shè)備狀況的好壞，直接影響科研試飛保障工作安全、順利進(jìn)行。設(shè)備一旦發(fā)生問(wèn)題，輕則延誤飛行計(jì)劃，重則發(fā)生火災(zāi)爆炸、環(huán)境污染和人身傷害等重大事故的發(fā)生?？諝鈮嚎s機(jī)產(chǎn)生積碳的現(xiàn)象屬于正?，F(xiàn)象，積碳會(huì)由粉末狀累積成片狀、塊狀，且能卡在活門(mén)處，導(dǎo)致進(jìn)排氣閥門(mén)不能正常工作，一方面會(huì)減小氣流通道面積，另一方面，會(huì)阻礙進(jìn)排氣，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)發(fā)生積碳燃燒爆炸事故。所以有效地預(yù)防措施可以改善空氣壓縮機(jī)積碳的產(chǎn)生，從而有力地保障設(shè)備技術(shù)狀態(tài)時(shí)刻處于良好的狀態(tài)。

1 ?積碳產(chǎn)生的原因分析

VF-0.72/350型空氣壓縮機(jī)是往復(fù)式活塞空氣壓縮機(jī)。空氣壓縮機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，積碳形成的因素比較多，就空氣濾清器來(lái)說(shuō)，空氣中的塵埃或較大顆粒的灰塵是可以通過(guò)空氣濾清器進(jìn)入;在潤(rùn)滑油方面也是一個(gè)重要的因素，潤(rùn)滑系統(tǒng)的滑油一般會(huì)以霧狀形式，在缸體內(nèi)游走，缸內(nèi)的環(huán)境一般是高溫、高壓、高氧，如果與金屬催化劑相接觸，潤(rùn)滑油就會(huì)氧化且變質(zhì)。從另外一個(gè)角度分析，潤(rùn)滑油在蒸發(fā)過(guò)程中會(huì)將較重組分的油遺留在排氣閥腔和排氣管中不斷受熱分解，脫氧聚合，此時(shí)產(chǎn)生的物質(zhì)與吸入氣體中的雜質(zhì)或壓縮機(jī)缸體內(nèi)的金屬物質(zhì)粘在一起，就會(huì)附著在缸體內(nèi)部表面或活門(mén)上被進(jìn)一步加熱，進(jìn)而形成積碳。

1.1 油壓不足，易出現(xiàn)積碳

氣缸鏡面拉毛、活塞環(huán)超常磨損等現(xiàn)象都時(shí)由于壓縮機(jī)氣缸供油量不足產(chǎn)生的。潤(rùn)滑油加過(guò)量同樣會(huì)危害壓縮機(jī)主機(jī)，一方面會(huì)使得氣體質(zhì)量下降，油含量會(huì)增加，油量越多，產(chǎn)生積碳的幾率也越大。過(guò)量加注潤(rùn)滑油油，會(huì)使得氣缸內(nèi)潤(rùn)滑油的霧化效果降低，導(dǎo)致進(jìn)排氣過(guò)程中，不能隨氣體有效通過(guò)，而遺留在缸體內(nèi)壁，加大了積碳產(chǎn)生的概率，只有適量加注潤(rùn)滑油才能有效控制積碳沉淀物。

1.2 冷卻效果不佳，易產(chǎn)生積碳

由于VF-0.72/350型空氣壓縮機(jī)的冷卻系統(tǒng)為風(fēng)冷式，主要依靠冷卻風(fēng)扇持續(xù)向缸體和氣管路處吹風(fēng)降溫。如果冷卻風(fēng)扇故障或失效，就會(huì)引起會(huì)空壓機(jī)排氣溫度超過(guò)，溫度越高，潤(rùn)滑油粘度越大，越易于氧化分解，會(huì)促進(jìn)積碳的形成，一旦溫度達(dá)到自燃溫度就有可能產(chǎn)生爆炸。

1.3 潤(rùn)滑油牌號(hào)選擇不當(dāng)，易產(chǎn)生積碳

潤(rùn)滑油也是根據(jù)使用要求有相應(yīng)的指標(biāo)，也會(huì)根據(jù)粘度、使用溫度等參數(shù)進(jìn)行分類。如果選擇潤(rùn)滑油牌號(hào)不當(dāng)，造成粘度和溫度不匹配，粘度過(guò)高會(huì)增加負(fù)載，因?yàn)檎扯雀撸街蛷?qiáng)，不宜揮發(fā)，而長(zhǎng)期停留在金屬表面，久而久之就形成積碳。

1.4 長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)，易產(chǎn)生積碳

空負(fù)荷或半負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)比滿載運(yùn)行更容易產(chǎn)生積碳。因?yàn)樵诳肇?fù)荷或半負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)入氣缸的空氣量與進(jìn)油量不能形成正比，會(huì)出現(xiàn)進(jìn)入的油比氣多，從而增加了積碳形成的概率。

1.5 外界空氣臟，易產(chǎn)生積碳

空氣濾清器一般設(shè)計(jì)在空壓機(jī)的頂部或側(cè)部，是外露在外界環(huán)境下，如果外部環(huán)境惡劣，空氣質(zhì)量較差，灰塵多，會(huì)使得過(guò)濾器效果差，灰塵就會(huì)伴隨氣流進(jìn)入氣缸形成積碳核心，在高溫下與潤(rùn)滑油混合后形成較大顆粒的微粒，而后被滯留在缸體內(nèi)，無(wú)法被帶走，在高溫、高壓等環(huán)境下就會(huì)附著在缸體內(nèi)壁，有足夠長(zhǎng)的時(shí)間與空氣接觸，進(jìn)而發(fā)生氧化反應(yīng)并分解，會(huì)使得積碳逐步增多。

2 ?積碳會(huì)產(chǎn)生的危害及影響

積碳在形成初期，附著在缸體表面，呈黑色粉末或斑點(diǎn)狀。但是在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中，積碳會(huì)不斷累積，而后形成片狀的硬質(zhì)沉淀物。積碳具有燃燒性，當(dāng)積攢到一定程度和厚度時(shí)（0.7MPa工作壓力時(shí)25mm），活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，如果溫度高于積碳自燃溫度時(shí)，就可能引起自燃和爆炸。

空氣壓縮機(jī)形成一定積碳后，若潤(rùn)滑油量不足，使得潤(rùn)滑油粘度過(guò)高，進(jìn)而過(guò)度氧化，就會(huì)讓潤(rùn)滑油溫度過(guò)高，若在氣缸、氣管路等關(guān)鍵部件受到?jīng)_擊，會(huì)使得內(nèi)部的金屬雜質(zhì)脫離，在氣流中高速流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生沖擊、碰撞和摩擦，會(huì)大大增加積碳燃燒爆炸的機(jī)率。

空氣壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生積碳屬于正常現(xiàn)象，是無(wú)法避免的?？刂坪醚鹾浚?.2%）、溫度、壓力等關(guān)鍵值，也可以杜絕安全事故的發(fā)生。

氣缸是壓縮機(jī)的核心部件，一旦積碳進(jìn)入氣缸，便存在運(yùn)行過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，輕則損壞設(shè)備，出現(xiàn)“拉缸”現(xiàn)象、產(chǎn)量不足或氣體品質(zhì)不達(dá)標(biāo)等現(xiàn)象，重則發(fā)生燃燒爆炸事故?？諝鈮嚎s機(jī)的爆炸事故大多數(shù)都是因?yàn)榉e碳的量達(dá)到一定程度后而引發(fā)的。只有在高溫的環(huán)境下，積碳才能形成，也只有在高溫的情況下，發(fā)生自燃和爆炸事故?？諝鈮嚎s機(jī)的排氣溫度在設(shè)計(jì)時(shí)要求溫度不能超過(guò)160℃，因?yàn)榉e碳的自然溫度在180℃左右。所以設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中是不會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象的，只有出現(xiàn)故障或冷卻系統(tǒng)效果不佳時(shí)，在高溫的情況下，缸內(nèi)溫度升高而引起積碳自然，使得積碳內(nèi)的潤(rùn)滑油快速汽化。當(dāng)汽化的油氣與壓縮空氣中高濃度的氧氣以及高溫同時(shí)存在時(shí)，便會(huì)引起壓縮機(jī)爆炸，造成事故。

3 ?預(yù)防措施及方法

3.1 定期檢查并更換空氣濾清器

空氣濾清器是空氣壓縮機(jī)的第一道過(guò)濾系統(tǒng)和防護(hù)系統(tǒng)。它可以將空氣中的粉塵雜質(zhì)進(jìn)行有效過(guò)濾?？諝獾臐崈舫潭瓤梢员Ｕ峡諝鉃V芯、油水分離濾芯和潤(rùn)滑油的使用壽命，減少塵埃顆粒，就能減少積碳形成的核心物質(zhì)。

3.2 選用合適的潤(rùn)滑油

潤(rùn)滑油是空氣壓縮機(jī)正常運(yùn)行的保證，潤(rùn)滑油對(duì)轉(zhuǎn)子、軸瓦、齒輪、活塞環(huán)、氣缸內(nèi)壁的潤(rùn)滑和壽命起著關(guān)鍵的作用。合適的潤(rùn)滑油可以確?？諝鈮嚎s機(jī)冷卻效果，也可以到達(dá)各部件的潤(rùn)滑，同時(shí)可以提高壓縮機(jī)的運(yùn)行效率、系統(tǒng)抗腐蝕性和缸體內(nèi)的零部件的使用壽命，最關(guān)鍵的是可以有效防止積碳的產(chǎn)生。

3.3 按時(shí)開(kāi)展設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)及清潔工作

定期對(duì)壓縮機(jī)的進(jìn)排氣活門(mén)、缸體、氣路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等進(jìn)行清理清潔工作，重點(diǎn)清理積碳，防止沉淀在機(jī)體上的積碳達(dá)到一定量而引發(fā)不安全事故。按時(shí)進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作不僅能減少燃燒源，而且還可以提高空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)量，修復(fù)進(jìn)排氣閥密封不嚴(yán)、微量漏氣、壓力不在范圍內(nèi)等常見(jiàn)故障，可以徹底杜絕自燃和爆炸事故的發(fā)生。

4 ?結(jié)語(yǔ)

雖然在空氣壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生積碳是無(wú)法避免的，但是經(jīng)過(guò)原因分析，重點(diǎn)監(jiān)控和防范，可以有效降低積碳產(chǎn)生的量和概率，結(jié)合定期的清潔、檢修和保養(yǎng)進(jìn)行檢查、清潔和清理，有效控制積碳產(chǎn)生的根源，通過(guò)維護(hù)保養(yǎng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)排除隱患，確保運(yùn)行安全。

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