摘要：近年来，由于往复式压缩机的热效率较高、使用性能和能量指标较好，因此得到了各行业的广泛应用。往复式压缩机是石油化工业的常用设备，但随着使用频率的上升，也使往复式压缩机出现故障的可能性提高。气阀是往复式压缩机的“心脏”，压缩机运行的可靠性和经济性在很大程度上取决于气阀的运行是否可靠，气阀一旦发生故障，即刻就会影响到压缩机的排气量，从而造成压缩机工作效率的降低及大量能源的浪费。再者，频繁的停机检修，更换气阀，将大幅增加企业的检维修成本，也为设备的安全运行增加了隐患。因此，必须要及时诊断出往复式压缩机气阀故障，并采取有效的措施进行改善。
关键词：往复式压缩机；气阀故障；振动诊断；方法探析
1 往复式压缩机中气阀的结构和要求
1.1 气阀的结构
在往复式压缩机中气阀是重要的部件，只有确保其安全运行才能够确保压缩机能够顺利运行，否则无法使其正常完成做功，压缩，排气等各个过程。气阀的质量将直接影响压缩机能源消耗以及最终的产气量，需要注意其使用周期。它是压缩机能够实现连续运转且运转期限延长的重要保障。气阀的类型有很多种，无论哪种类型的压缩机，大多都是由阀盖，阀座，阀片，弹簧这4个部分构成的，其中阀座中的气阀中存在专用气体通道是气阀安装主体，气阀中弹性元件主要是弹簧。闭合型元件及阀片发片能够起到密封作用，阀片和阀盖的生成限制器，在整个气阀运行中能够起到闭合元件限制和升程作用。气阀固定件主要包括螺栓以及螺母。
1.2 往复式压缩机气阀的性能及满足要求
（1）往复压缩机气阀知道的优势是能够降低阻力损耗，在气阀设计上应当选择合适的结构，能够，使气阀流量，气舍和面积达到最大。载气阀弹性元件选择中应当选择合适的元件满足气阀。稳定开启和闭合。应当确保气阀在工作工程中形成较小的余隙容积，其最大的特点是阻力损失小。在设计气阀方面应合理选择结构形式，尽可能将气阀的流量系数和通流面积达到最大化。这样做的目主要是确保压缩机在运行过程中存在较高尺寸系数，当气阀关闭过程中具有良好密封性，此时如果气阀关闭时会导致出现气体泄漏问题，影响压缩机的运行效率。（2）气阀使用周期较长，缺乏弹性，因此弹簧阀片应当具有一定的耐磨性能。
2 往复式压缩机的气阀故障诊断
对于往复式压缩机来说，气阀可以说是其最重要的一个工作部件了，同时，在实际的运行过程中，气阀其实也是最容易出现故障的一个部位，因此，现阶段的往复式压缩机气阀故障的振动诊断方法就变得非常重要了；通过适用振动分析方式，可以对振动过程中的往复式压缩机进行相关的研究和分析，并且还会得到一系列的相关数据，并且在振动状态当中，压缩机能够体现出来的信息其实是非常多的，例如通过振动信息可以对压缩机的转速、流量以及气缸的压力等等数据做出判断，因此，在往复式压缩机的气阀部门出现故障的情况下，振动诊断方式其实是最为常见的，其具体的表现状态、形式如下所示；
2.1 阀座的故障表现状态、形式
单单对于气阀来说，阀座其实就是其最重要的主体部分，在实际的运行过程中，往复式压缩机进出的气体都要经过此处。阀座的主要组成部分就是阀片以及一个相对密闭的空间，由于这一组成部分的缘故，阀座一旦出现故障，其主要的原因就是遭到了锈蚀或者是工作的磨损，之所以产生这种情况，其主要的原因是因为气缸之内的气体主要是水蒸气以及其他腐蚀性比较强的气体，在这种环境之下，阀座其实是非常容易遭到损坏的，当这一部分出现故障的情况下，一般就会出现比较常见的温度升高以及压力表示数异常等等，因此，在后续的往复式压缩机的应用过程中，相关的工作人员需要注重温度升高以及压力表示数变化情况。
2.2 弹簧的故障表现状态、形式
气阀内的弹簧部分一旦发生的故障，其主要的形式具有以下两种，首先是弹簧部分发生了折断现象，其次就是弹簧部分由于长期的使用出现了弹性能力变弱的情况，使得阀片不能准确的复位，在严重的情况下，阀片的正常启闭也会出现比较大的问题。在应对这种情况的时候，相关的工作人员可以从弹簧的作用周期部分来下手，通过热力学或者是动力学分析之后获取到的数据值与正常的弹簧的数值进行比对，由此就能够发现弹簧部分的故障表现得状态情况下，从而能够做到第一时间得采取相关得有效措施。
3 复式压缩机气阀故障的振动诊断方法
3.1 重新校核阀片的运动状态
往复式压缩机气阀不是“万能阀”，其适用有一定的工况范围，要达到最佳的使用效果，必须跟该压缩机目前的工况参数相匹配，工况参数包括：各级压力、进排气温度、介质组份等。一旦气阀运行出现故障，需要第一时间采集该压缩机的工况参数，以此校核原气阀设计是否符合目前的工况，具体包括：（1）阀片升程是否合理：升程过大，将造成阀片的撞击速度超标，阀片容易疲劳损坏；升程过小，气阀阀损较大，气阀使用效率降低。（2）弹簧力选择是否合理：气阀弹簧力的选择直接关系到气阀阀片的开启和关闭时间。弹簧力过小，则压缩行程开始一段时间后阀片才完全关闭，产生延迟关闭的现象，造成部分已经吸入缸内的气体沿吸气阀泄漏回吸气管线；弹簧力过大，则阀片两端的压力差无法使阀片保持一段时间的完全开启，阀片在阀座与阀盖之间来回运动，产生阀片颤振现象；而理想的阀片运动规律应该是阀片开启顺畅，保持一段时间的完全开启；在吸气过程结束（活塞运动到内止点）时阀片刚好关闭。（3）改变弹簧结构：将原来的圆柱形弹簧改为圆锥形弹簧，这类弹簧可以增加阀片在开启过程中的缓冲力，尤其是对于转速较高的压缩机，采用这类弹簧可以减小其工作应力，从而延长使用寿命。再者，由于这类弹簧会降低阀片的撞击速度，所以也能够在一定程度上延长气阀的使用周期。
3.2 改善阀片的制造工艺
根据有关数据表明，阀片的消磨时间应力最高为200MPa，其使用寿命会随应力的存在而缩短，因此需要对阀片进行打磨处理，然后采取回火补充处理，从而极大的减少了残余应力的存在，在一定程度上延长了阀片的使用寿命。阀片边缘倒圆角，由于很多阀片是由于存在较大荷载冲击，从边缘出现断裂，因此在边缘可以采用圆角的方式，消除边缘应力集中的问题。对于环状阀片来说很多倒圆角存在与外圈边缘，因此外缘为大圆弧方式设置，其余位置为小圆角方式。
3.3 对阀片运动规律进行校核
无论哪一类型的往复式压缩机，活塞在正常运行时气阀阀片有明显的开启闭合规律，因此，工作人员必须对其工作时间准确的计算，并按照其时间规律来开启和关闭阀片，假设气阀在运行过程中没有符合相应的规律，应当通过关闭阀片利用弹簧产生的弹性刚度，阀片厚度等多种信号进行阀片的调整。改变往复式压缩机的气阀结构。要想使气阀的使用寿命及周期延长，需要选择应力选择较小的阀片开启高度，减少其在运行中撞击速度，确保能够及时闭合气阀，改善阀片运动频率。其次当降低阀片开启高度后，相应减少缝隙面积，增加气流阻力，基于这种情况下可以增加阀座通道系数，这种方法是一种较好的补偿方法，尽量釆用环形窄通运来道式气阀。这样既使气流在阀隙中的流通面积增大，又极大的改善了阀片的受力情况。
4 结语
综上所述，气阀作为往复式压缩机的“心脏”，全面总结往复式压缩机气阀故障的判定方法，能够对气阀可能出现的问题进行预防，同时根据气阀出现的具体故障，有针对性的判别和处理，有效延长压缩机的非计划停车周期，提高压缩机的利用率。
参考文献:
[1]高鑫.对往复式压缩机气阀故障的振动诊断方法探讨[J].中国化工贸易,2019,11(1)