张阔
金陵石化
摘要：本文对净化装置配备往复式压缩机运行、检修过程中所发现的填料函冷却水流量低、氮封不畅；填料函失效，润滑油变质、运动构件磨损等故障现象追根溯源剖析原因，并据此提出预防检修策略，以供同类设备借鉴。
关键词：往复式压缩机；检修；故障；对策
往复式压缩机是利用活塞在气缸内往复运动进而对气体进行压缩的设备[1~3]。在石化行业中，往复式压缩机的使用比较常见，但是由于往复式压缩机存在运动构件多，运动形态交变，故障率高且故障缺陷发展迅速等特点，严重时影响生产秩序和大大增加发生安全事故几率。随着公司设备完整性体系建设工作的推进、“持续攻坚创效”活动的开展，对往复式压缩机长周期安全运行提出了更高的要求。因而对往复式压缩机运行中发生的故障原因进行和预防检修，从而提高其安全性和可靠性有迫切的需要[4~5]。
本文中往复式压缩机C6401A用以输送工艺气体，型号：D-30/11.5-36.5。压缩机运行末期逐渐出现润滑油频繁变质、气封填料函泄漏、压缩机流量不足等问题，现进行解体分析研究。
一、往复式压缩机C6401A基本概况
往复式压缩机C6401A脱碳闪压机为两列单缸对称平衡压缩机，主要性能参数见表1，输送介质：脱碳闪蒸气（成分见表2）。累计运行17600小时后，出现流量严重不足、润滑油频繁变质、放空气中工艺气含量上升等问题，按照计划进行解体大修。
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二、C6401A故障现象及解体情况
往复式压缩机C6401A停机解体前后主要发现以下故障现象：填料函冷却水排水不畅、氮封压力不足、气封填料函磨损泄漏、润滑油不合格、活塞环支撑环磨损、活塞杆磨损腐蚀、大小头瓦磨损。现对故障情况进行详细分析。
（一）、填料函冷却水、氮封不畅
检查发现往复式压缩机C6401A东缸气封填料函冷却水排水不畅，冷却水水流量偏低；发现压缩机进机体处氮气压力为0.5MPa，流通至气封填料氮封入口处时压力降至0.15MPa。检修中观察发现填料函冷却水、氮封管路存在结垢堵塞、外力扭曲变形导致管线内流通截面变小问题。
（二）、填料函磨损
现场测量压缩机东缸填料函处、放空气中H2S含量达450PPm；放空气体温度64℃，远高于环境温度，可以推断该压缩机填料函磨损失效。解体后发现填料隔板出现明显磨损如图1，填料函磨损的推断得到验证。
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（三）、润滑油失效
对往复式压缩机C6401A机体润滑油定期取样分析表3进行分析。发现检修前润滑油不合格项均为粘度不达标，同时酸值、破乳化时间、闪点各指标也出现劣化。
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（四）、活塞环、支撑环磨损
解体发现往复式压缩机C6401A东缸活塞环、支撑环磨损严重，部分磨损缺失，对东缸活塞体活塞环槽、支撑环槽轴向间隙进行测量，数据见表4。发现东缸活塞环与环槽侧隙、支承环与环槽侧隙超出标准要求。
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（五）、活塞杆腐蚀磨损
对往复式压缩机C6401A东西缸活塞杆解体后，对东缸活塞杆圆柱度进行测量数据见表5。发现东缸活塞杆填料处出现环向明显腐蚀积垢痕迹，见图2。
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（六）、瓦面磨损
解体发现东缸大头瓦表面有明显磨痕，如图3所示。东缸大头瓦、小头铜套均出现磨损偏心，测量数据见表6。其余零部件解体测量尺寸均在标准要求之内。
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表6 大小头瓦圆柱度
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（七）、主轴瓦螺栓缺陷
PT检测中发现压缩机主轴瓦螺栓出现裂纹缺陷，如图4。
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三、故障原因分析
根据往复式压缩机C6401A运行状态及解体情况综合考虑对故障原因作以下分析：
（一）、填料函冷却水、氮封不畅
原因分析：压缩机东缸填料函冷却水、氮气固态杂质较多，且管线使用时间较长，导致管线内部积垢，加之长期振动与外力扭曲变形导致管线变形，介质流通截面变小，造成填料函冷却水、氮封流通不畅。
（二）、填料函失效
原因分析：压缩机东缸填料函冷却水、氮封不畅，使得填料函正常工作摩擦产生的热量不能散出，加剧填料的磨损，同时氮封压力的不足共同造成填料函失效，工艺气泄漏量增大。
（三）、润滑油不合格
原因分析：随着压缩机东缸填料函密封性能变差，东缸的工艺气（成分见表2）沿活塞杆方向（因而也造成了东缸活塞杆的腐蚀）窜入主轴箱内润滑油中，一方面对污染润滑油，另一方面稀释润滑油，这样会使润滑油的酸值升高，破乳化时间、闪点温度和粘度都随之降低，失去应有的润滑性能。
（四）、压缩机内构件磨损
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原因分析：根据润滑油分析表2中的分析数据可以判断，润滑油变质后粘度降低，在各构件摩擦面不能够很好的形成油膜，导致传动机构润滑状态变差，各构件磨损程度再次加剧。查阅相关图纸发现该机传动机构油路如图5所示。油站到达压缩机的润滑油分为两路：一路直接到达压缩机滑道，对滑履进行润滑；另一路先到达主轴瓦进行润滑，后通过主轴的油道到达连杆大头瓦进行润滑，再通过连杆中的油道到达连杆小头铜套处进行润滑。最后两路润滑油在主轴箱内汇集，回到油站进行下一个循环。当润滑油劣化，导致主轴瓦磨损间隙变大后，到达大头瓦、小头铜套的润滑油量降低，加剧它们的磨损，引起大头瓦与主轴、小头铜套与十字头销配合间隙过大。当各运动件严重磨损后，做曲柄连杆机构运动的连杆运动轨迹会出现不稳定，导致东缸活塞杆在前后的往复运动中还出现了上下摆动[6]，这样就加快了活塞杆与气封填料的磨损，引起了支撑环、活塞环的轴向磨损加剧，活塞体出现下沉，工艺气在气缸内出现内漏，在气封处表现为外漏，导致往复式压缩机流量不足、工艺气外漏。如此形成恶性循环，使得压缩机整体在运行过程中存在巨大隐患。
（五）、预防对策
根据运行、检修中发现的故障问题及解决，提出以下预防检修策略：
5.1、往复式压缩机运行周期达到4-6月时进行小修。对冷却水、氮封管线进行清理疏通，在冷却水、氮封进口设置过滤器，根据使用情况及时清理积垢，在保证流量足够时，尽量保证介质干净；检查并清理过滤器、油冷器等润滑系统部件，并根据润滑油分析结果决定是否更换润滑油，当润滑油出现劣化趋势时及时分析原因，对症处理；检查校验压力表、温度计、流量视镜等就地仪表；对气阀进行编号记录，通过监测气阀温度、诊断声音判断部件异常或缺陷故障时检修更换。
5.2、往复式压缩机运行周期达到6-12月时进行中修。检查填料、刮油环、活塞环、支撑环、活塞杆、活塞等磨损是否正常，判断部件异常或缺陷故障时检修更换；对中体、轴瓦紧固螺栓按照定力矩力矩要求进行紧固并做好标记，检查螺栓力矩，发现螺栓力矩不足出现松动或发生疲劳、塑性变形等及时更换处理。
5.3、往复式压缩机运行周期达到24月时进行大修。对往复式压缩十字头滑履及滑道、十字头销、连杆大、小头瓦、主轴瓦和曲轴颈的磨损间隙进行测量，发现异常磨损及时进行处理；十字头销、活塞杆、曲轴进行PT检查，发现缺陷立即处理；气缸螺栓、中体螺栓、主轴承紧固螺栓、连杆螺栓运行两年应进行强制更换；对测量发现缸壁磨损的气缸更换气缸套或做镗缸、镶缸处理；根据压缩机运行情况及设备监测情况调整机体水平度和中心位置，调整气缸及管线支撑。
四、总结
本文根据往复式压缩机C6401A运行、检修中出现的故障现象，推断分析压缩机填料函冷却水流量低、氮封压力不足造成填料函磨损失效，工艺气出现泄漏，使得润滑油变质，引起压缩机运动构件磨损，最终导致压缩机不能正常运行。摒弃“头痛医头，脚痛医脚”的传统检修理念，提出往复式压缩机预防检修策略，重点关注压缩机使用过程中的冷却水、密封氮、润滑油等易被忽视项目，秉承严谨的态度在压缩机运行状态细微的变化中发现问题根源，对症下药解决问题。本装置在后期的压缩机运行维护中，依据文中往复式压缩机预防检修策略实施检修计划，装置往复式压缩机运行稳定性取得显著提升。
参考文献
[1]刘帅. 往复式压缩机的维护与故障分析[J]. 装备维修技术, 2019(3): 112-115.
[2]邱梓航. 往复压缩机故障诊断技术[J]. 设备管理与维修, 2019(3): 184-185．
[3]贾亚平. 往复式压缩机气阀故障判断及排除后运行效果探讨[J].
科技创新与应用,2017(2).
[4]郭晓东. 往复式压缩机管道振动原因分析及对策[J]. 化工管
理,2019(22).
[5]孙谨. 6M32往复式压缩机故障原因分析及改进措施[J]. 能源化
工,2019(3).
[6]闫辛. 往复式压缩机常见故障分析及消除措施探究[J]. 信息周刊,2019年第52期.
张阔：男，19992年9月出生，本科学历，现任金陵石化设备员，助理工程师