綜述某型壓縮機(jī)裂紋的因素

　　1壓縮(compression)機(jī)工作原理

　　運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，陽轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動(dòng)陰轉(zhuǎn)子。從進(jìn)氣過程開始，氣體在密封的齒槽容積(Capacity)中被壓縮，最后移至排氣過程。潤滑油泵將大量的潤滑油噴入機(jī)體內(nèi)起著潤滑，密封，冷卻和降低噪聲(noise)的作用。噴油螺桿式壓縮機(jī)(compressor)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命長，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制；同時(shí)螺桿式壓縮機(jī)還具有強(qiáng)制輸氣的特性，即排氣量幾乎不受排氣壓力的影響。噴油螺桿式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)一是會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的中，高頻噪聲，其次螺桿齒面是一空間齒面，加工精度要求很高。另外，壓縮機(jī)是依靠間隙密封氣體，故運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓縮機(jī)內(nèi)不能帶液體。噴油螺桿式40壓縮機(jī)技術(shù)2000年第6期（總第164期）
　　壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，因?yàn)殛?，陽轉(zhuǎn)子（rotor）間有一定間隙，當(dāng)有少量的丙烷液體進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，壓縮機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下能很快將液體排出，所以允許壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)入少量的液體。但壓縮機(jī)在起機(jī)前或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)入了大量的液體，由于液體的不可壓縮性，將造成壓縮機(jī)陰，陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊，輕者損壞(damage)軸密封靜環(huán)密封面，嚴(yán)重者造成陰，陽轉(zhuǎn)子齒面損壞，軸承損壞，軸折疊，甚至殼體產(chǎn)生裂紋。
　　2螺桿壓縮機(jī)(compressor)設(shè)計(jì)及設(shè)定參數(shù)
　　該壓縮機(jī)(compressor)設(shè)計(jì)參數(shù)為：設(shè)計(jì)壓力（最高）2500 kPa，轉(zhuǎn)速3600r/min.該壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在其微電腦上設(shè)定的工作(gōng zuò)參數(shù)為：進(jìn)氣壓力110kPa，最高停機(jī)排氣(Exhaust)壓力2100kPa，報(bào)警(Call the police)排氣壓力2050kPa，最高停機(jī)排氣溫度100，報(bào)警排氣溫度90，最高停機(jī)潤滑油溫度75，報(bào)警潤滑油溫度70，過濾(filter)器（作用：過濾雜質(zhì)等）壓差為172kPa.根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，該設(shè)備在天然氣處理裝置工藝上運(yùn)轉(zhuǎn)正常后其工作參數(shù)應(yīng)達(dá)到：流量8480kg/h；入口(rù kǒu)壓力105bar*；出口壓力19 bar；入口溫度-392；潤滑油溫度控制（control)在55~ 6
　　5. 
　　3螺桿壓縮(compression)機(jī)軸轉(zhuǎn)不動(dòng)及殼體產(chǎn)生裂紋原因分析
　　31壓縮機(jī)(compressor)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動(dòng)的原因
　　一般情況下，引起壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動(dòng)的原因有以下幾種：311壓縮機(jī)長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　壓縮機(jī)長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)造成轉(zhuǎn)子齒面和軸承疲勞損壞(damage)卡死軸。這種情況可能（maybe)性不大，這是因?yàn)樵搲嚎s機(jī)在1998年10月至12月試運(yùn)轉(zhuǎn)期間，其排氣壓力最高只達(dá)到了19MPa，低于壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的最高排氣壓力25MPa，也低于為保護(hù)壓縮機(jī)而在該機(jī)微電腦上設(shè)定的最高停機(jī)排氣壓力21MPa.而且在外方技術(shù)(technology)人員走后，該機(jī)運(yùn)行時(shí)其排氣壓力一直未能達(dá)到在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)工藝上要求應(yīng)達(dá)到的排氣壓力19 MPa，一般都在16MPa以下，所以不存在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　312壓縮機(jī)潤滑(lubricating)油變質(zhì)
　　壓縮機(jī)(compressor)潤滑(lubricating)油變質(zhì)造成壓縮機(jī)潤滑效果不好，引起陰，陽轉(zhuǎn)子及軸承過度磨損至損壞并卡死軸。該壓縮機(jī)使用的潤滑油型號(hào)是ISO-VG150，是約克指定用潤滑油。該潤滑油由約克經(jīng)過質(zhì)量(quality)認(rèn)證并長期使用，在使用周期內(nèi)是不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題的。
　　313壓縮(compression)機(jī)潤滑油管路堵塞
　　壓縮機(jī)潤滑(lubricating)油管路堵塞造成壓縮機(jī)缺油，引起陰，陽轉(zhuǎn)子及軸承溫度過高而損壞抱死。該壓縮機(jī)在微電腦上已設(shè)定了潤滑油液位，油壓及過濾(filter)器壓差等參數(shù)，如果出現(xiàn)上述情況會(huì)自動(dòng)停機(jī)以保護(hù)壓縮機(jī)。
　　314壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)入大量丙烷液體
　　壓縮機(jī)啟機(jī)時(shí)進(jìn)入了大量的丙烷液體，陰，陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈撞擊，造成陰，陽轉(zhuǎn)子軸彎曲或轉(zhuǎn)子齒面及軸承損壞使其無法轉(zhuǎn)動(dòng)。如果操作人員不嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作壓縮機(jī)，會(huì)造成這種情況發(fā)生。
　　315壓縮機(jī)多次帶液啟機(jī)
　　壓縮機(jī)多次帶液啟機(jī)造成壓縮機(jī)陰，陽轉(zhuǎn)子齒面疲勞損傷掉落卡死軸。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 壓縮機(jī)在帶液不多情況下啟機(jī)，不會(huì)出現(xiàn)第4條情況，但如果多次帶液啟機(jī)就可能造成這種情況發(fā)生。
　　316操作原因
　　操作工不嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作壓縮機(jī)，在啟動(dòng)壓(Dynamic)縮機(jī)前未認(rèn)真檢查壓縮機(jī)，如閥門是否開啟，準(zhǔn)備工作是否做好等，啟機(jī)后在潤滑油溫度未達(dá)到30以上就對(duì)壓縮機(jī)快速加載，加速陰，陽轉(zhuǎn)子齒面和軸承(bearing)磨損當(dāng)磨損達(dá)到一定程度就會(huì)損壞齒面和軸承，造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動(dòng)。
　　317維修質(zhì)量差
　?。?）如果維修壓縮機(jī)時(shí)拆卸了軸承和陰，陽轉(zhuǎn)子后裝配質(zhì)量差，裝配精度未達(dá)到要求，造成陰，陽轉(zhuǎn)子軸線不平行而使陰，陽轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動(dòng)。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 
　?。?）維修壓縮(compression)機(jī)時(shí)方法不當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)子施加外力時(shí)采取了不正確的方法，改變了陰，陽轉(zhuǎn)子間軸向和徑向間隙而使其無法轉(zhuǎn)動(dòng)。
　　32壓縮機(jī)殼體產(chǎn)生裂紋的原因。
　　321殼體質(zhì)量原因
　　這基本上是不可能（maybe)的因?yàn)閴嚎s機(jī)(compressor)在出廠前已進(jìn)行了水壓及氣密性試驗(yàn)和試機(jī)。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對(duì)一級(jí)壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對(duì)排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對(duì)油冷卻器進(jìn)行冷卻。
　　322壓縮機(jī)起機(jī)時(shí)進(jìn)入了丙烷液體
　　壓縮機(jī)起機(jī)時(shí)進(jìn)入了大量的丙烷液體，陰，陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈撞擊，其撞擊能量通過軸和軸承(bearing)傳遞到壓縮機(jī)殼體使其產(chǎn)生裂紋。
　　323操作不當(dāng)
　　如果操作工在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)(Operation)前未嚴(yán)格按照操作規(guī)程檢查壓縮機(jī)，起機(jī)時(shí)排氣閥未開啟造成壓縮機(jī)憋壓，或則是壓縮機(jī)起機(jī)前進(jìn)入了大量的丙烷液體又沒有進(jìn)行排液，以至陰，陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈撞擊，其負(fù)荷超過了殼體承受能力。
　　324維修質(zhì)量差
　?。?）維修壓縮機(jī)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)殼體施加外力時(shí)采取了不正確的方法。
　?。?）維修壓縮(compression)機(jī)時(shí)拆卸了軸承和陰，陽轉(zhuǎn)子后裝配(assemble)質(zhì)量差，造成陰，陽轉(zhuǎn)子相憋而使其產(chǎn)生的負(fù)荷超過了殼體承受能力。
　　4丙烷液體進(jìn)入壓縮機(jī)的原因
　　從上面的分折可以看出，螺桿壓縮機(jī)無論是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動(dòng)還是殼體產(chǎn)生裂紋，其中都與壓縮機(jī)帶液啟機(jī)或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)入了大量的液體有關(guān)，下面就該機(jī)帶液啟機(jī)的原因分析如下：41設(shè)計(jì)失誤。
　　從螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理可以看出，螺桿壓縮機(jī)在啟動(dòng)時(shí)要求吸入的氣體(gas)里不能帶液體。塔中120萬m3天然氣處理裝置的3臺(tái)螺桿壓縮機(jī)的入口管線均安裝有液體收集器，以防止丙烷液體進(jìn)入機(jī)體內(nèi)(in vivo)。但是，由于設(shè)計(jì)失誤，該裝置4-K1螺桿壓縮機(jī)本應(yīng)水平放置的入口管線被設(shè)計(jì)成了高約2m的垂直放置，而液體收集器在這段垂直入口管線之前約4m處，這樣，在壓縮機(jī)每次停機(jī)后丙烷蒸汽就會(huì)在這段垂直入口管線內(nèi)冷凝成液體，并通過(tōng guò)入口管線進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)。由于壓縮機(jī)入口處及機(jī)體內(nèi)己積聚了大量的丙烷液體，當(dāng)啟動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，會(huì)造成壓縮機(jī)陰，陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊，這在1998年10月~12月試運(yùn)轉(zhuǎn)(Operation)時(shí)已證實(shí)了這一點(diǎn)。為了避免這一失誤，在制定螺桿壓縮機(jī)操作規(guī)程時(shí)特別增加了2條，即：
　?。?）在壓縮機(jī)每次停機(jī)后立即關(guān)閉壓縮機(jī)進(jìn)口閥；
　?。?）在壓縮機(jī)每次起機(jī)后緩慢打開進(jìn)口閥。第一條的作用是為了避免壓縮機(jī)停機(jī)后在入口管線冷凝的丙烷液體進(jìn)入壓縮機(jī)機(jī)體；第二條的作用是在啟動(dòng)壓縮機(jī)后再打開入口閥，讓丙烷液體在壓縮機(jī)入口處充分汽化，以避免丙烷液體進(jìn)入壓縮機(jī)。打開入口閥的速度要緩慢，均勻，過快會(huì)造成丙烷液體汽化不足，部分液體進(jìn)入機(jī)體內(nèi)(in vivo)，使機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生雜音，并且易使陰，陽轉(zhuǎn)子齒面損壞；過慢易使入口處產(chǎn)生真空，引起壓縮機(jī)停機(jī)。
　　42操作不當(dāng)
　　根據(jù)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中允許進(jìn)入少量的液體，大部分液體進(jìn)入液體收集器。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。只是圖1RWB-676螺桿(Screw)壓縮機(jī)示意圖當(dāng)收集器的液位超過極限值時(shí)壓縮機(jī)會(huì)自動(dòng)(automatic)停機(jī)保護(hù)。而若操作工違反操作規(guī)程，在壓縮機(jī)停機(jī)后未關(guān)閉入口閥，或啟機(jī)前先打開了入口閥，使得壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)入了大量的丙烷液體，在起機(jī)時(shí)將造成陰，陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊。
　　43因停產(chǎn)，維修或其它原因造成壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)間過長，造成丙烷在壓縮機(jī)機(jī)體內(nèi)冷凝
　　這種情況一般發(fā)生在冬天。冬天氣溫較低，壓縮機(jī)停機(jī)后，機(jī)體內(nèi)的丙烷蒸汽會(huì)冷凝成液體。如果停機(jī)時(shí)間過長，機(jī)體內(nèi)的丙烷液體會(huì)越來越多，直至充滿整個(gè)壓縮機(jī)。理論上，當(dāng)壓縮機(jī)機(jī)體內(nèi)的丙烷液體液位超過陰，陽轉(zhuǎn)子軸線后，就不能啟機(jī)。由于丙烷液體是無色透明的，從壓縮機(jī)潤滑油液位觀察孔不易看出，如果操作控制人員觀察不仔細(xì)，沒有及時(shí)將機(jī)體內(nèi)的丙烷液體排除，就很容易造成帶液啟機(jī)，而在這種情況下啟機(jī)會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。
　　5總結(jié)
　　綜上所述，造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動(dòng)的最大原因可能是壓縮機(jī)停機(jī)后未及時(shí)關(guān)閉入口閥，而啟機(jī)前又未排除機(jī)體和入口管線內(nèi)冷凝的丙烷液體，致使壓縮機(jī)啟機(jī)時(shí)其陰，陽轉(zhuǎn)子間發(fā)生強(qiáng)烈的撞擊，引起陰，陽轉(zhuǎn)子軸齒面損壞或軸彎曲。而壓縮機(jī)殼體產(chǎn)生裂紋的最大原因可能是壓縮機(jī)多次帶液啟機(jī)后引起或在維修壓縮機(jī)時(shí)對(duì)其殼體采用了不正確的方法，施加外力并且過大所致。