氧壓機(jī)的故障及預(yù)防

一、 問題的提出 　　　　氧氣壓縮機(jī)是用來輸送氧氣的機(jī)械，把空分塔生產(chǎn)出來的低壓氧氣壓縮到用戶所需的壓力，送到用戶場地或充裝供給用戶。 　　　　氧壓機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分透平式氧壓機(jī)和活塞式氧壓機(jī)。透平式氧壓機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和靜子兩大部所構(gòu)成，轉(zhuǎn)子包括葉轉(zhuǎn)、主軸、平衡盤，推力盤，聯(lián)軸器等轉(zhuǎn)動部分；靜子包括機(jī)殼，擴(kuò)壓器、彎道、回流器、蝸室、密封器、軸承、中間冷卻器供油系統(tǒng)、儀電控制系統(tǒng)所組成，似乎沒有易損件，定期檢修，一般故障很少，即使有故障都是專門的維修人員和制造廠家來修復(fù)，所以不作為該文討論題。 　　　　活塞式氧壓機(jī)用來管道輸送和充瓶，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，我國空分制造業(yè)至今累計生產(chǎn)各種空分設(shè)備約8600余套，現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備按70%估算，每套設(shè)備平均配2臺活塞式氧壓機(jī)計算，目前在國內(nèi)運(yùn)行的活塞式氧壓機(jī)約1.2萬臺，對這樣量大面廣的設(shè)備進(jìn)行故障研究和維修的研究，對提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會經(jīng)濟(jì)效益有重大的現(xiàn)實意義。 　　從氣體生產(chǎn)廠家實際運(yùn)行來看，氧壓機(jī)的故障相對較多，燃燒、爆炸事故時有發(fā)生，有的企業(yè)的氧壓機(jī)操作工不敢到機(jī)房去操作?？傊?，氧壓機(jī)崗位是事故易發(fā)崗位，加強(qiáng)對氧壓機(jī)故障的研究，正確的維修是確保氧壓機(jī)的安全運(yùn)行、是企業(yè)安全管理的重大課題?！　　　《?、氧壓機(jī)與其它機(jī)械相比的特點　　　　活塞式氧壓機(jī)的結(jié)構(gòu)與其它活塞式機(jī)械相比似乎相同，都是由電動機(jī)傳動帶動曲軸，由曲軸的圓周運(yùn)動，通過連桿、十字頭、活塞桿、活塞，氣缸為上、下直線運(yùn)動，改變氣缸中的容積變化，使氣體產(chǎn)生壓縮。所以氧壓機(jī)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)與其它機(jī)械是一樣的，同時必須有足夠的油進(jìn)行潤滑。而氧壓機(jī)的特點是氧氣是強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)烈的助燃劑，因此，對與氧接觸的零部件在設(shè)計、制造、選材、安裝修復(fù)和使用上都提出特殊的要求，這就是氧壓機(jī)的特點?！　　　⊙鯄簷C(jī)的下部運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，必須要有足夠的潤滑油，而氧壓機(jī)上部（密封器以上）的氣缸、活塞、活門等凡是與氧接觸的所有零部件不得用碳鋼制造，且使用前都必須要徹底進(jìn)行脫脂處理，不得有油脂?！? 氧壓機(jī)運(yùn)動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與其它機(jī)械機(jī)構(gòu)相同，所產(chǎn)生的故障與其它機(jī)械故障也相同，機(jī)械師們對此比較熟悉，限于篇幅就不作詳細(xì)分析，而今天討論的重點是與氧有關(guān)的故障排除與預(yù)防。 三、氧壓機(jī)故障原因分析 　　 　　氧壓機(jī)與氧有關(guān)的故障集中反映在燃燒和爆炸?！　　　∪紵ǖ奶囟ú课缓吞囟〞r機(jī)： 　　　　氧壓機(jī)燃燒爆炸的部門與機(jī)器型號有關(guān)，2-1.67/150型、2-2.833/150型、3Z3.5-1.67/150型高壓氧壓機(jī)燃燒爆炸部位大都發(fā)生在壓縮機(jī)中間座的平衡腔或三級密封器，三級氣缸頭，個別發(fā)生在二級氣缸，一級氣缸似乎未發(fā)生過。2Z2-3/165-Ⅰ型氧壓機(jī)大都發(fā)生在四、五級氣缸、活門、活塞桿，一般火焰都從四級排氣活門噴出。4M12-59/44型氧壓機(jī)、4M-8-62.5/32型氧壓機(jī)等3～4MPa等級的氧壓機(jī)一般都發(fā)生在高壓級活塞桿密封器。 　　　　發(fā)生的時機(jī)大都在高壓級壓力在設(shè)計壓力為多，充瓶氧壓機(jī)大都發(fā)生在10MPa以上。另一時機(jī)是修理后用氧氣試車期間，各級壓力接近于正常工作壓力時。　 燃爆的原因分析： 　　　　綜合氧壓機(jī)燃爆的原因主要可分與氧接觸機(jī)件帶油和氣缸溫度升高兩大類。 　　　　1、與氧氣接觸的零部件帶油或脫脂不干凈，高壓氧（≥2.94MPa）有一個顯著特性，遇到油脂會發(fā)生自燃、爆炸，很多燃爆事故從此引起，分析油脂的來源有以下幾種可能性： 　　　　第一種，活塞桿密封器磨損或裝配不當(dāng)，使活塞桿帶油，一般氧壓機(jī)的活塞桿有下密封器和上密封器，下密封器用來刮油防止油脂帶入活塞桿，上密封器用密封氧氣往下漏。若裝配不當(dāng)或使用后磨損很容易造成帶油?！　　　〉诙N，在修理時，將活塞桿從曲軸箱內(nèi)拉出氣缸過程中，活塞桿上有油脂，沒有用清洗劑清洗，油脂帶入上密封器。 　　　　第三種，凡是與氧氣接觸的零部件、工具、操作工的勞保用品、手接觸零件脫脂不干凈，從空分塔內(nèi)的管道、容器直至貯氣囊，氧壓機(jī)的閥門，墊片等帶油。 　　　　第四種，冷卻水帶油：有的企業(yè)氧壓機(jī)冷卻水與空壓機(jī)等其它機(jī)械共用一個冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)用水且通過地溝回入系統(tǒng)，空壓機(jī)漏油，油浸入冷卻水中，氧壓機(jī)氣缸，冷卻器敞開式水箱，若機(jī)件滲漏或修理時水進(jìn)入機(jī)件，就會留下帶油的隱患。 　　　　第五種，活塞桿與活塞連接螺紋拆不開，用煤油滲泡，拆開后只作表面去油，螺紋內(nèi)仍有油脂?！? 2、氣缸內(nèi)溫度激劇升高，高溫引起氣缸活塞燃燒?！? 　　　造成溫度升高原因有： 　　　　第一，管道內(nèi)有鐵銹、焊渣等雜物，氧氣管道有嚴(yán)格的要求，其中清潔度要求很高若將鐵銹等帶入氣缸就有磨擦著火。 　　　　第二，用鍍鋅鋼管來輸送氧氣，有的用戶認(rèn)為涂鋅管干凈無鐵銹，而且忽略鋅粉在氧氣中是易燃物。 　　　　第三，活門座升高限制器通道上有“飛邊”，“飛邊”進(jìn)入氣缸磨擦起火。 　　　　第四，活塞體與氣缸壁干磨擦，在裝配活塞與汽缸不同心，或者活塞環(huán)磨損不及時更換，引起金屬之間干磨擦引起著火。 　　　　第五，氣缸、冷卻器斷水，氣缸內(nèi)溫度越來越高，引起著火?！? 　　　第六，未定期檢修，清除過濾器、管道中的雜質(zhì)。 　　　　第七，活門、彈簧、螺釘、螺母等落入氣缸。 　　　　第八，氣缸內(nèi)壁涂層脫落。 　　　　第九，與氧接觸零部件選材不當(dāng)，用碳鋼來制造。 　　　　第十，用水潤滑的氧壓機(jī)潤滑水中斷，這種氧壓機(jī)氣缸的溫度主要依靠水蒸發(fā)來帶走熱量，若潤滑水中斷，熱量無法帶出，將會產(chǎn)生燃爆，特別在10MPa以上，只需斷水2分鐘就有可能燃爆。而造成潤滑水中斷的原因有以下幾種可能；一是沒有往潤滑水箱及時加潤滑水；二是使用連接管道是軟管（橡膠或四氟）彎頭處折斷；三是氧壓機(jī)震動將滴水器自動關(guān)閉；四開車時沒有把滴水器上閥門打開；五氧氣進(jìn)口壓力突然增大，大于進(jìn)水壓頭，一般水壓頭2-3M潤滑水箱離地4～5m，由于停一臺氧壓機(jī)或氧氣產(chǎn)量增大，出口壓力大于進(jìn)水壓頭，潤滑水就無法進(jìn)入氣缸；六是氧壓機(jī)長期運(yùn)行，氣缸橢圓或活塞環(huán)磨損過大，或是活塞環(huán)在活塞環(huán)槽內(nèi)卡死，一、二級潤滑水漏入平衡腔或從上密封器漏出，當(dāng)氣體進(jìn)入三級時已無潤滑水。 四、故障的排除及預(yù)防 　　　　要使氧壓機(jī)長期安全運(yùn)行，必須定期檢修和更換零部件，特別是與接觸部分的氣缸、活塞、活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)、活門等易損件要機(jī)器運(yùn)行的工藝參數(shù)而定，發(fā)現(xiàn)壓縮比、溫度不符合要求時要及時修理，下面對常見故障排除及預(yù)防提些建議： 　　　　1、防止油脂引起燃爆事故的措施建議： 　　　　1.1要求與氧氣接觸的零部件徹底脫脂；從狹義上講凡是與氧氣接觸的機(jī)件要徹底脫脂，指氧壓機(jī)活門、活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)、氣缸、活塞、密封器等零部件這是直接的。廣義上講除氧壓機(jī)本身以外的管道，空分塔中的容器管道，操作工的手套、工作服、工具都是忌油的范圍。 　　　　1.2凡是與氧氣接觸機(jī)件用煤油清洗過的,都必須拆開用脫脂劑清洗干凈,決不能只作表面處理。 　　　　1.3氧壓機(jī)密封器選材要適當(dāng)，不得用易燃的橡膠材料，密封器不得漏油、漏氣，發(fā)現(xiàn)泄漏及時更換，新?lián)Q上的密封器不能一次壓得很緊，以免過熱損壞密封器，準(zhǔn)確的做法是運(yùn)行時只要不漏氣松一點為好，發(fā)現(xiàn)泄漏逐步壓緊。為了避免活塞桿帶油，在中間座裝擋油板，可有效的防止帶油。中間座應(yīng)敞開，防止氧氣漏入曲軸箱；在曲軸箱內(nèi)裝抽油氣機(jī)，防止油霧進(jìn)入中間體。 　　　　1.4修理中需拉出活塞桿時，應(yīng)該邊拉的同時，仔細(xì)的對活塞桿進(jìn)行清洗、脫脂，嚴(yán)禁油脂帶入密封器。 　　　　1.5氧壓機(jī)冷卻水嚴(yán)禁油脂，應(yīng)確保系統(tǒng)無油，不準(zhǔn)在氧壓機(jī)冷卻水箱中洗手，必要時氧壓機(jī)采用自來水冷卻或自成閉路循環(huán)。 　　　　總之凡是與氧氣有關(guān)的一切部位，都要有嚴(yán)格防止油脂進(jìn)入的措施。 　　　　2、防止氣缸溫度升高的措施建議： 　　　　2.1氧氣管道內(nèi)的鐵銹焊渣是引起氧壓機(jī)及管道燃爆的危險因素。鐵銹既是一種激發(fā)能源，又是一種可燃物且具有可爆性。鐵銹進(jìn)入氣缸，由活塞與氣缸壁磨擦，使鐵銹變成粉塵狀，粉塵靜電位可達(dá)數(shù)千伏甚至數(shù)萬伏，靜電累積增大到氧及鐵銹的擊穿場強(qiáng)時，就會產(chǎn)生靜電花放電，就會導(dǎo)致燃爆事故的發(fā)生。所以對鐵銹此類的溫度升高不能忽視。 　　　　氧氣管道制造、安裝、操作中要遵循有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。不得用涂鋅管來當(dāng)氧氣管，氧氣管內(nèi)必須光滑不得有焊渣、鐵銹。新?lián)Q上去的活門座、升高限制器應(yīng)用十景銼，修去“飛邊”。 　　　　2.2更換活塞和氣缸時應(yīng)調(diào)整中心偏差，使活塞桿中心與氣缸中心不同軸度控制在0.20mm以下。修理中要注意不得任意改變零件材質(zhì)，與氧接觸的零件嚴(yán)禁用碳鋼來制造。 　　　　2.3操作中密切注意工藝參數(shù)的變化，發(fā)現(xiàn)壓縮比、溫度不正常應(yīng)立即停車查明原因，特別注意冷卻水是否中斷，用水潤滑的氧壓機(jī)潤滑水供應(yīng)量，發(fā)現(xiàn)活塞桿漏水要及時停車修理。 　　　　2.4要制訂維修計劃，定期維修保養(yǎng)是確保長期安全運(yùn)行的根本措施。一般氧壓機(jī)運(yùn)行時間1000～1500小時小修一次；運(yùn)行4000～5000小時中修一次；運(yùn)行2年半～3年（實際運(yùn)行時間）大修一次。　 　　小修的主要內(nèi)容是：清洗進(jìn)口過濾器、管道過濾器，檢修各級進(jìn)、排閥門；檢查各運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接部位是否松動，緊固是否良好，檢查清洗油路；消除跑冒、滴漏；校驗壓力表、安全閥、溫度計等。清洗氣缸、活塞，更換活塞環(huán)；清洗蒸餾水滴水杯；清洗氣缸夾套或水箱；檢查或更換填料密封器?！　　　≈行迌?nèi)容：除了小修內(nèi)容外再增加檢查氣缸和活塞，必要時搪磨氣缸和更換活塞；研刮調(diào)整各軸承的間隙，必要時換軸瓦；清洗油過濾器、曲軸箱、更換潤滑油。　　 　　大修內(nèi)容除中小內(nèi)容外增加：更換各軸承、十字頭、連桿軸承，并調(diào)整間隙，研磨曲軸頸，并進(jìn)行無損探傷檢查，必要時進(jìn)行更換；檢修管道及附件，必要時更換，檢查更換皮帶輪，檢查水分離器；對中間座、曲軸箱體全面檢查，必要時進(jìn)行更換；重新油漆。