畢啟玲

(克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引言

在我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的同時(shí)，我國工業(yè)化實(shí)現(xiàn)了飛速崛起。對(duì)于一些石化工業(yè)來說，往復(fù)式壓縮機(jī)是工業(yè)領(lǐng)域中最常應(yīng)用到的機(jī)械設(shè)備。隨著工業(yè)不斷發(fā)展，往復(fù)式壓縮機(jī)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(jī)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(jī)出現(xiàn)了故障，哪怕是只有一部分出現(xiàn)了故障都會(huì)影響到整個(gè)壓縮機(jī)的工作運(yùn)行，還會(huì)導(dǎo)致在運(yùn)行中出現(xiàn)一系列安全問題[2]。因此，針對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)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(jī)是目前石化行業(yè)中的核心設(shè)備，因此，往復(fù)式壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中的安全性和可靠性對(duì)于整個(gè)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(jī)使用過程中，需要設(shè)置合理的檢修時(shí)間以及最優(yōu)檢修措施，才能夠最大程度上保證往縮機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行，并且保證在運(yùn)行中能最大限度發(fā)揮出機(jī)械性能[3]。

目前，往復(fù)式壓縮機(jī)的診斷方式主要是通過利用目前先進(jìn)技術(shù)來避免對(duì)其拆解來進(jìn)行故障判斷。由于這種診斷方式能夠避免拆解，并可準(zhǔn)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(jī)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(shí)監(jiān)測(cè)復(fù)式壓縮機(jī)在工作運(yùn)行中不同狀態(tài)，需要通過對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)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(jī)，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(píng)定參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上建立檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)實(shí)時(shí)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(jī)在激勵(lì)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(xué)技術(shù)的進(jìn)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(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行常見故障診斷中，就可以通過人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來進(jìn)行。不過，也必須要注意到，由于對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的特征參數(shù)獲取存在一些拼湊和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)參數(shù)與往復(fù)式壓縮機(jī)在實(shí)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(jī)理和可靠性分析

在往復(fù)式壓縮機(jī)日常工作運(yùn)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(duì)其影響和失效機(jī)理進(jìn)行分析。只有先對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)系統(tǒng)零部件可能在日常運(yùn)行中存在一些潛在、深處的失效機(jī)理和危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，才能夠更進(jìn)一步找到壓縮機(jī)工作運(yùn)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(jī)出現(xiàn)的一些故障會(huì)對(duì)其系統(tǒng)工作與功能原理之間的影響。往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析的關(guān)鍵在于對(duì)其零部件失效機(jī)理和失效風(fēng)險(xiǎn)的可靠性分析。

在往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)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(jī)維修方法，可以從以上故障類型進(jìn)行著手，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域中，可以通過對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)以上幾種故障類型的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集和分析研究，來提出往復(fù)式壓縮機(jī)維修方法。

3 常見的故障機(jī)理維修方法

3.1 故障特征

往復(fù)式壓縮機(jī)在日常工作運(yùn)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(jī)械性質(zhì)的機(jī)器動(dòng)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(jī)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(jī)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(jìn)行診斷。

機(jī)械性質(zhì)的機(jī)器動(dòng)力性能故障主要是由于在日常工作運(yùn)行中，往復(fù)式壓縮機(jī)的機(jī)械部分在工作運(yùn)動(dòng)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(dǎo)致了這一部分機(jī)械出現(xiàn)發(fā)熱、振動(dòng)、響聲等問題。因此，對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)新出現(xiàn)機(jī)械性質(zhì)的機(jī)器動(dòng)力性能故障，在檢修中可以通過振動(dòng)法來判斷故障位置并進(jìn)行維修。

3.2 故障監(jiān)測(cè)和診斷方式

盡管目前已經(jīng)有了很多監(jiān)測(cè)往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷以及運(yùn)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(jìn)行二次診斷機(jī)械設(shè)備采集到的信息對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)中關(guān)鍵零件的狀態(tài)變化情況來進(jìn)行間接診斷。整體來說包括直觀檢測(cè)、熱力性能參數(shù)檢測(cè)以及振動(dòng)噪聲監(jiān)測(cè)。

直觀檢測(cè)需要往復(fù)式壓縮機(jī)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(jī)設(shè)備故障。這種檢測(cè)方式對(duì)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(cè)是使用儀表來對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)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(cè)來對(duì)故障位置進(jìn)行逐個(gè)排查。在熱力性能參數(shù)檢測(cè)實(shí)際排查往復(fù)式壓縮機(jī)故障過程中，無法保障故障排查的準(zhǔn)確性，而且即便最后成功確定了往復(fù)式壓縮機(jī)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(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用中常常被用來對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)工作運(yùn)行狀態(tài)以及工藝參數(shù)的檢測(cè)對(duì)比。

振動(dòng)噪聲監(jiān)測(cè)法是通過一個(gè)安裝在往復(fù)式壓縮機(jī)氣缸頭部的振動(dòng)傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。振動(dòng)式傳感器能夠收集往復(fù)式壓縮機(jī)的振動(dòng)信號(hào)，并將收集到的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。往復(fù)式壓縮機(jī)在日常工作運(yùn)行中會(huì)保持一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常振動(dòng)，噪聲也會(huì)隨之而來，對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)氣缸頭部安裝的振動(dòng)傳感器會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，影響到振動(dòng)信號(hào)的解析，對(duì)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(jī)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(jī)維修方法真正運(yùn)用到我國工業(yè)領(lǐng)域中的往復(fù)式壓縮機(jī)上。對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)在日常工作運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障問題，還需要不斷地進(jìn)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(jī)可靠運(yùn)行。