王 佳，葉慶凡

（陜西省天然氣股份有限公司，陜西西安 710061）

0 引言

RDS 系列氣體壓縮機(jī)是一種對稱平衡型往復(fù)式壓縮機(jī)。它的傳動系統(tǒng)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動機(jī)帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，通過連桿將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為十字頭在滑道內(nèi)的往復(fù)式直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)氣體的吸入、壓縮、排出等過程。曲軸是往復(fù)式壓縮機(jī)的重要部件，壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，曲軸承受著活塞及自身周期性運(yùn)轉(zhuǎn)的載荷，沖擊力大，受力不均。曲軸的平衡及潤滑非常重要，當(dāng)設(shè)計不合理或潤滑不足時，輕則造成軸瓦磨損，曲軸損傷，重則造成重大機(jī)械事故。對靖西管道RDS 系列壓縮機(jī)曲軸磨損原因進(jìn)行分析，并提出了運(yùn)行管理改進(jìn)建議。

1 故障現(xiàn)象及維修處理

2018 年1 月，壓縮機(jī)運(yùn)行時振動高報警停機(jī)，初步檢查未發(fā)現(xiàn)異常情況，再次啟動后，發(fā)現(xiàn)油壓低且機(jī)體伴有異響，緊急停機(jī)后進(jìn)行拆解檢查，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)3#、4#缸連桿瓦磨損（圖1），導(dǎo)致曲軸軸頸拉傷（圖2），測量曲軸軸頸磨損約0.57 mm（標(biāo)準(zhǔn)磨損量0.025 mm），壓縮機(jī)無法運(yùn)行，需維修處理。

分別對壓縮機(jī)曲軸、連桿、十字頭、活塞、油冷器、主油泵、進(jìn)排氣閥、潤滑油系統(tǒng)等進(jìn)行拆卸、檢查及安裝，更換曲軸、連桿瓦、主軸瓦、活塞桿填料、活塞環(huán)等配件，并對潤滑油、油濾芯及相關(guān)的密封件進(jìn)行了更換，試車后恢復(fù)正常。

2 原因分析

2.1 操作原因分析

壓縮機(jī)振動高報警停機(jī)后，運(yùn)行人員對壓縮機(jī)外部進(jìn)行檢查后，在未未查清振動原因的情況下啟機(jī)運(yùn)行，導(dǎo)致連桿瓦及曲軸軸頸磨損，設(shè)備故障停機(jī)操作人員檢查不到位盲目啟機(jī)是導(dǎo)致曲軸軸頸磨損主要原因之一。

2.2 潤滑情況分析

2.2.1 潤滑油壓力及溫度

檢查壓縮機(jī)油壓歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，1 月21 日之前壓縮機(jī)油壓為0.4 MPa，1 月22 日機(jī)組運(yùn)行期間油壓下降為0.38 MPa 左右（標(biāo)準(zhǔn)值為0.35～0.42 MPa），1 月29 日，油壓從0.37 MPa 降至0.23 MPa，油壓低是造成連桿瓦磨損、導(dǎo)致曲軸軸頸損傷的另一個主要原因。

該壓縮機(jī)技術(shù)服務(wù)手冊規(guī)定選用潤滑油型號為CD-10W/40或CC-10W/30，油溫標(biāo)準(zhǔn)范圍為54～74 ℃，壓縮機(jī)運(yùn)行潤滑油溫度為65～66 ℃，與歷史數(shù)據(jù)對比有所升高（升高約7～8 ℃），油溫較高會降低潤滑效率，是間接原因。

2.2.2 潤滑油乳化及雜質(zhì)

對潤滑系統(tǒng)檢查發(fā)現(xiàn)油濾器底部有防凍液，排查發(fā)現(xiàn)油冷器密封圈老化使防凍液滲入潤滑油系統(tǒng)，導(dǎo)致潤滑油乳化、潤滑作用降低。同時在清洗油濾器時發(fā)現(xiàn)油濾器出口管線內(nèi)壁彎頭有金屬焊渣顆粒物，若顆粒物脫落隨潤滑油路進(jìn)入主軸承座油道、曲軸油道、連桿瓦及曲軸連桿軸頸等處，會導(dǎo)致連桿瓦及曲軸軸頸拉傷磨損。潤滑油乳化及雜質(zhì)是導(dǎo)致曲軸軸頸損傷的第三個主要原因。

2.3 連桿瓦間隙分析

經(jīng)查閱維護(hù)保養(yǎng)資料，2017 年5 月對壓縮機(jī)進(jìn)行了8000 h維護(hù)保養(yǎng)，3#、4#缸連桿與曲軸頸間隙測量為0.24 mm（服務(wù)手冊標(biāo)準(zhǔn)值0.13～0.20 mm）。壓縮機(jī)廠家服務(wù)手冊更新，新手冊連桿與曲軸頸的間隙標(biāo)準(zhǔn)為0.18～0.28 mm，廠家技術(shù)人員建議，連桿瓦可以繼續(xù)使用，但是新標(biāo)準(zhǔn)是否符合此機(jī)型有待論證，不排除間隙過大是導(dǎo)致連桿瓦磨損、曲軸軸頸損傷的直接原因。

2.4 連桿瓦質(zhì)量及安裝分析

圖1 軸瓦磨損

圖2 曲軸頸磨損

該壓縮機(jī)組于2006 年投入使用，間斷運(yùn)行，現(xiàn)累計運(yùn)行約17 000 h，期間未進(jìn)行連桿瓦更換。對比同期同類壓縮機(jī)累計運(yùn)行時間約20 000 h，運(yùn)行均正常，連桿瓦并未出現(xiàn)磨損等現(xiàn)象，且該機(jī)組與其他機(jī)組非同一批次安裝使用，不排除連桿瓦質(zhì)量及安裝問題是導(dǎo)致曲軸軸頸損傷的主要原因。

2.5 設(shè)備功能不完善

（1）壓縮機(jī)低油壓報警參數(shù)設(shè)置不合理：正常運(yùn)行油壓為0.35～0.42 MPa，報警值為0.22 MPa，停機(jī)值為0.21 MPa；機(jī)組振動停機(jī)前，檢查運(yùn)行參數(shù)的歷史趨勢，潤滑油壓力從0.35 MPa 下降至0.23 MPa 約20 min，報警功能未動作。依據(jù)壓縮機(jī)停機(jī)規(guī)范及API 618—2007 的規(guī)定，低報警停機(jī)值的設(shè)定為運(yùn)行值的90%，低報警值可以更接近運(yùn)行值。因此，壓縮機(jī)組報警參數(shù)設(shè)置不合理是導(dǎo)致壓縮機(jī)曲軸磨損加劇的間接原因。

（2）壓縮機(jī)振動報警為振動開關(guān)，無振動量檢測及振動高報警提示，值班人員無法對壓縮機(jī)振動進(jìn)行在線監(jiān)控分析，不能及時發(fā)現(xiàn)振動異常變化。因此，壓縮機(jī)組振動檢測裝置落后也是導(dǎo)致壓縮機(jī)曲軸磨損加劇的間接原因。

3 建議及預(yù)防措施

（1）重視壓縮機(jī)運(yùn)行過程管理，要加強(qiáng)對相關(guān)運(yùn)行過程參數(shù)的分析對比，特別是對振動參數(shù)，進(jìn)排氣壓力、潤滑油溫度及壓力、冷卻水溫度及壓力、壓縮機(jī)缸溫、振動等參數(shù)變化要形成動態(tài)對比分析圖，便于發(fā)現(xiàn)問題。

（2）鑒于壓縮機(jī)投產(chǎn)時間長，但實(shí)際運(yùn)行時間短的情況，調(diào)整壓縮機(jī)主軸瓦、連桿瓦解體檢查周期，由每運(yùn)行8000 h 調(diào)整到每年例行檢查，并及時對間隙達(dá)到臨界或時間較長的的軸瓦進(jìn)行更換。

（3）針對同類型壓縮機(jī)配置的油冷器進(jìn)行更換和升級，并增加啟機(jī)前對壓縮機(jī)油冷器低點(diǎn)排污口放油檢測項(xiàng)目，定期對油品進(jìn)行檢測，預(yù)防潤滑油污染乳化造成潤滑不到位的問題。

（4）嚴(yán)格進(jìn)行壓縮機(jī)潤滑油取樣分析檢測，通過分析檢測結(jié)果判斷連桿瓦及曲軸軸頸磨損情況，適時開展壓縮機(jī)大修工作。

（5）針對同類項(xiàng)壓縮機(jī)自動檢測功能進(jìn)行升級改造。一是對壓縮機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，將原振動開關(guān)改為振動傳感器；二是增加壓縮機(jī)軸瓦溫度檢測，并把檢測數(shù)據(jù)上傳控制中心，在控制系統(tǒng)中完善數(shù)據(jù)分析提示功能。

（6）壓縮機(jī)投產(chǎn)時要嚴(yán)格按規(guī)范對油管路進(jìn)行徹底清洗，防止管道焊接殘留雜質(zhì)等進(jìn)入潤滑有系統(tǒng)。在潤滑油、濾芯更換時也要防止帶入雜質(zhì)，對設(shè)備造成損傷。

（7）針對此類型壓縮機(jī)軸瓦間隙普遍偏高，新安裝的連桿瓦間隙已接近標(biāo)準(zhǔn)的臨界值（標(biāo)準(zhǔn)值0.18～0.25 mm），實(shí)測數(shù)據(jù)1#間隙0.23 mm、2#間隙0.22 mm、3#間隙0.25 mm、4#間隙0.20 mm。建議廠家進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)：一是增加軸瓦厚度，彌補(bǔ)間隙偏差；二是調(diào)整曲軸軸徑尺寸，修正間隙偏差。

4 結(jié)束語

綜上所述，本次天然氣壓縮機(jī)曲軸磨損是多方面因素綜合在一起所導(dǎo)致的。通過分析，發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)了壓縮機(jī)運(yùn)行和管理的不足，希望能對同類壓縮機(jī)運(yùn)行管理提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。