李文雪
大庆油田天然气分公司油气加工三大队 黑龙江大庆 163000
摘要：往复式压缩机是目前我国石油化工等能源加工企业中使用最广泛的一种机械设备，具有高效率、高性能、高度可靠等优点，能有效解决能源的泄漏问题。往复式压缩机监测系统可以在一定程度上监控机身运行的故障，并预防或减少流通介质的泄漏情况。在故障原因分析过程中发现，往复式压缩机故障的大部分原因出现在气阀。因此，化工装置生产操作及运行维护人员必须熟悉和了解往复式压缩机出现气阀故障的具体原因，进而及时找到故障的原因并修复，保障装置的正常运转。
关键词：往复式压缩机；气阀；故障分析；预防措施
引言
往复式压缩机在机械行业、石油行业以及化工行业中都有着广泛应用，并且承载着保证生产安全稳定的重要任务，因此，降低其故障发生概率，在短时间内快速处理故障是至关重要的内容。根据过往应用经验来看，往复式压缩机在实际应用过程中，经常会出现故障，继而对正常的生产流程造成负面影响，这就需要工作人员在日常工作时，针对故障做好相应的处理。
1气阀的结构与原理
压缩机气阀一般由阀座、阀盖、阀片、缓冲片、弹簧、定位销、导向环、升程限位器、固定螺栓等部位组成。按照阀片形式一般分为网状阀、环状阀及蘑菇阀，按照气阀功能主要分为进气阀和排气阀。压缩机活塞每完成一个冲程，进排气气阀各自打开关闭一次，从而完成气体吸气、膨胀、压缩、排气4个工作过程，进而开始下一个工作循环。目前，绝大多数往复式压缩机的气阀，都是利用气阀前后形成的气体压差克服气阀弹簧力而自行开启的自动阀。当气阀前后压差大于弹簧力时，气阀开启；当气阀前后压差小于气阀弹簧力时，气阀关闭。
2往复式压缩机的应用现状
往复式压缩机也可以称为变容式压缩机，由空气压缩机发展而来，运作原理较为相似，都是借助气缸内的活塞进行运作以完成压缩过程。往复式压缩机中含有多个弹簧式阀门，并且均匀的分布在气缸上，借助阀门两侧的气压差完成压缩和排放，缸内压力大于外界时，排气阀门打开，反之，进气阀门打开。往复式压缩机因其自身的性能在石油工业建设中得到广泛应用，在实际发展过程中，做出了突出贡献，但在实际使用过程中也发生了一些故障，对工程作业的进程造成了严重的负面影响，最常见的有三种，分别为气阀故障、冷却水问题、活塞环故障。造成这些故障的原因有很多，以气阀故障为例，作为往复式压缩机中最常见的故障问题，根据某企业不完全统计，其内部往复式压缩机故障数据中，气阀故障次数占比2/3。气阀故障可以进一步细分为阀片故障、弹簧故障，阀片在长时间运作过程中会出现磨损，从而无法充分发挥出自身作用，进而就会导致问题的出现，而弹簧也是在长时间运作后出现疲劳，弯曲应力和扭矩周期就会发生变化，最终导致故障问题出现。另外，气缸之间缝隙过大、润滑油质量不达标等因素也会导致一些故障问题的出现。
3往复式压缩机发生气阀故障的原因分析
往复式压缩机的气阀故障原因非常复杂，任何一个小小的故障都有可能造成整个压缩机停止运转、中断能源输送。气阀是往复式压缩机的主要易损件之一，也是其运行过程中最为关键的一个机械部件，相关技术人员必须对气阀进行密切监控。统计发现，气阀故障是往复式压缩机故障的最主要现象。因此，相关技术人员必须对往复式压缩机气阀进行深入研究，熟知其具体结构和原理。气阀主要由阀座、升程限制器、弹簧、阀片以及将它们组合为一体的螺栓和螺母等。在压缩机运转过程中，活塞每上、下往复运运一次，吸气阀和排气阀的就各自启闭一次，往复式压缩机就完成吸气、压缩和排气等工作过程。气阀质量及工作性能的优劣，直接影响着往复式压缩机的输气量、功率损耗、运转可靠性。气阀损坏的主要形式有气阀零件的机械性损坏、腐蚀、磨损等，其中最容易损坏的结构部件是弹簧与阀片。一旦气阀发生故障，往复式压缩机就要倒车、做停车处理，进行故障检查和修复，严重影响化工生产装置的运行。
4气阀故障预防措施
4.1提高设计能力
设计压缩机气阀时，要全面掌握气阀使用工况、现场条件、参数要求以及后期预测，合理选择气阀结构及材料，并对设计的气阀进行复核，检查其是否满足现场参数以及工况要求，对设计不合理的情况及时修正，按新数据重新设计。
4.2研究和改善气阀的基本构造
为了提高往复式压缩机的使用年限，专业技术人员必须熟悉每一个往复式压缩机气阀的基本构造。科研团队还要在此基础上对气阀进行研究，提高气阀的各个性能。技术人员发现，采用精、小的气阀门片可以减少其速度，提高气阀门的阻力过程，这在一定程度上可以提高能源气体的运输过程。
4.3对介质进行预处理
保持介质进入前的纯净性和稳定性，如保持供气压力的稳定，减少波动；增设分离效果更好的分离器或过滤器，定期或者根据介质差压更换或者清理过滤器滤芯，及时排污，及时脱除液体及固定杂质，提高介质纯净度等。
4.4提高往复式压缩机的弹性能力
研究发现，改变往复式压缩机的弹簧片可以有效提高其弹性能力，从而增加气阀的使用年限，大大减少往复式压缩机的冲击力。因为往复式压缩机气阀需要一定的弹性支持，所以提高往复式压缩机的弹性能力，也是减少气阀故障的一个有效措施。
4.5做好安装维护工作
装配前进行清洗，将阀座、阀盖等配件清洗干净；配件检查时要仔细检查阀座密封面，以及阀片、缓冲片、弹簧等配件，密封面不好的要研磨或者更换，原则上是阀片、缓冲片、弹簧同时更换；弹簧和阀片装入后，应按压几次阀片检查是否灵活；阀片和弹簧不应有卡阻和歪斜现象；紧固气阀严格按照扭矩标准，同时要保证阀座和阀盖之间的可靠夹紧，不允许有相对转动，否则会引起阀片或者缓冲片移位；组装后的气阀必须进行气密性测试，检查其是否合格。
4.6改良气阀工艺
通过技术研究发现，气阀片出现故障的原因主要是因为其耐磨损性能较差。长时间的能源输送，难免会出现磨损的状况，从而使其使用寿命大大减小。经过长期的摸索，技术人员发现改良气阀工艺可以提高气阀片的耐磨力。对气阀进行精细的改良，减少其磨损和残余应力，可以大大提高其使用寿命。同时，为了有效提升气阀使用寿命，针对其改良上采取调小阀片开启高度来降低其撞击力量，还可以适当增加阀座通道数、达到减小往复式压缩机阀片开启高度，这样就能确保其阀隙获取较为理想流通面积。
4.7气阀故障的处理措施
当有关工作人员发现往复式压缩机振动信号和参数数值存在异常波动，或者气缸发出怪声，要立即对气缸进行全方位检查，先对气缸内部进行清理，判断气阀内是否存在异物或是否存在损坏，从而更换新的气阀。如果气阀没有问题，还要查看气阀的缝隙，调整缝隙大小，让其可以正常运行。弹簧故障同理，可更换弹簧，来解决故障问题。比如，南京某化工企业每三个月都会更换一次气阀片和弹簧，并且对气缸进行清洗，确保往复式压缩机可以正常运行。需要注意的是，如果在分别采取了上述措施后，依然存在数据异常或者振动信号异常的问题，要对进排气阀进行更换，或者检查其内部的传动结构，从根本上解决故障问题。
结束语
气阀是往复式压缩机最重要的零部件之一，气阀出现故障则会影响压缩机整体工作，因此要求在日常运行中做到精心巡检、精细操作、精准维护，预防为主、维修在后，确保压缩机安稳长满优运行，确保装置的安全平稳生产。通过近几年的统计，根据不同的工况，合理制定修保规程，严格执行作业标准，做好预防性维护保养，可使气阀使用寿命延长50%。
参考文献
[1]王勇.往复式压缩机气阀故障诊断方法研究[D].石河子大学,2019.
[2]尹志刚.往复式压缩机气阀失效原因分析及解决措施[J].石化技术,2019,26(09):334-335.
[3]王明阳,汪功学.往复式压缩机气阀故障分析与改善措施[J].化工管理,2019(27):145-146.
[4]姬瑞鸣.往复式压缩机气阀失效形式分析及故障诊断[J].河南化工,2019,36(07):42-43.
[5]赵革.浅析往复式压缩机常见故障的判断与处理措施[J].化工管理,2019(17):150-151.