【壓縮機網(wǎng)】一、前言
1.1 壓縮機主要技術(shù)規范
a.排氣量(吸入狀態(tài)) 5.25 m3/min
b.吸氣壓力 2.35/5.1 MPaG
c.排氣壓力 5.1/10.8 MPaG
d.吸氣溫度 40/40 ℃
e.排氣溫度 119/117 ℃
f.潤滑油壓力 0.35～0.4 MPaG
g.壓縮機轉速 372 r/min
h.活塞行程 280 mm
i.氣缸直徑 φ220/160 mm
j.軸功率 445 kW
k.介質(zhì) 氫氣、甲烷等
1.2 壓縮機相關(guān)部件主要結構特征
活塞與活塞桿
一級活塞桿材料為17-4PH，二級活塞與活塞桿為一體式結構，材料為17-4PH?；钊麠U與填料摩擦部位表面進(jìn)行碳化鎢處理，其表面硬度大于HRC65?；钊c活塞桿采用超級螺母連接，超級螺母中單個(gè)螺釘額定緊固轉矩為49N.M。
十字頭
十字頭為雙側圓筒型分體組合式結構，十字頭體和上下兩個(gè)可拆卸的滑履采用楔槽定位，并借助螺釘連接成一體?；呐c十字頭之間裝有調整墊片，由于機身兩側十字頭的側向力方向相反，為保證十字頭與活塞桿運行的同心，制造廠(chǎng)組裝時(shí)，已將受力相反的十字頭與滑履間墊片數量進(jìn)行調整，用戶(hù)在安裝檢修時(shí)，不應隨意調換十字頭和增減墊片。十字頭是由ZG230-450制成，上下滑履材料為20號鋼，承壓表面掛有軸承合金，并開(kāi)有油槽以利于潤滑油的分布。十字頭銷(xiāo)為直銷(xiāo)型式，固定于十字頭銷(xiāo)孔中，銷(xiāo)體內分布軸向和徑向油孔，用于潤滑油的輸送。
液壓連接緊固裝置是用于活塞桿與十字頭體的連接，主要由連接裝置和緊固裝置兩部分組成。其工作原理為：通過(guò)連接緊固裝置，將活塞桿與十字頭進(jìn)行連接后，用本產(chǎn)品隨機所帶的手動(dòng)超高壓油泵，將150MPa壓力的油注入緊固裝置中的壓力體中，利用液體不可壓縮的性質(zhì)推動(dòng)環(huán)形活塞，迫使活塞桿尾部產(chǎn)生彈性拉伸變形，再將鎖緊螺母鎖定后，將油泄壓，即可達到連接所需的預緊力。連接打壓過(guò)程中應注意：油泵壓力不得超過(guò)150MPa，緊固的全過(guò)程需經(jīng)三次才能完成，每次間隔1小時(shí)，每次緊固的方法均相同。液壓連接緊固裝置具體操作方法見(jiàn)活塞安裝部分中有關(guān)內容。
二、故障過(guò)程
2020年4月2日上午約9:00時(shí)，柴油加氫裝置K-101A往復式壓縮機機組按照正常程序由檢修單位進(jìn)行更換填料總成，4月2日晚上約20：30組裝完畢。4月3日上午約10:00試車(chē)，運行至當天23:30氣缸振動(dòng)突然增大，4月4日凌晨約02:30振動(dòng)報警，切機。4月4日早上8:30檢查振動(dòng)原因。檢查發(fā)現：
?。?）壓縮機二級活塞外側止點(diǎn)間隙：0.60mm，通過(guò)數據確認活塞桿與十字頭連接已松動(dòng)，初步判斷活塞在停機惰轉運行過(guò)程中未撞缸；
?。?）壓縮級二級填料函處活塞桿徑向跳動(dòng)：水平0.01mm，垂直0.02mm，初步判斷活塞桿未受到過(guò)大的軸向壓縮變形；
?。?）壓縮機二級活塞桿與十字頭連接液壓螺母，鎖緊螺母松動(dòng)，松動(dòng)后因運行時(shí)的往復慣性振動(dòng)使螺母與打壓體螺紋產(chǎn)生沖擊，致使螺紋斷裂滑扣，已經(jīng)不能按照正常方法拆卸出來(lái)；
?。?）壓縮機一級二級氣缸與中體連接法蘭螺栓，檢查中體與曲軸箱連接法蘭螺栓，無(wú)明顯松動(dòng)，進(jìn)一步確認活塞未達到撞缸程度；
?。?）一級活塞桿與十字頭連接液壓上緊螺母，未見(jiàn)異常；
4月4日下午現場(chǎng)經(jīng)各部門(mén)相互溝通，結合現場(chǎng)，經(jīng)HSE部現場(chǎng)檢查確認，開(kāi)具動(dòng)火票、動(dòng)設備對動(dòng)火部位做好防火措施。用角磨機及電鉆將液壓上緊外螺母切斷拆卸。4月4日晚20:00動(dòng)設備將液壓鎖緊螺母切開(kāi)，隨后拆卸液壓上緊裝置，檢查活塞桿與十字頭連接螺母，沒(méi)有螺紋磨損與斷裂；拆卸活塞桿，檢查活塞及活塞桿，十字頭內螺紋，無(wú)損傷，最終確認活塞未與缸頭相沖擊。4月5日清理十字頭滑道雜物，修復十字頭平面被液壓螺母磕碰的部位，研磨各部配合面，達到回裝條件。按照規定要求，現場(chǎng)在運行部工程師及設備中心工程師逐級監督確認下，約23:30回裝完畢。4月6日上午9：00空負荷試車(chē)1小時(shí)，無(wú)異常。
三、原因分析
分析活塞桿與十字頭連接液壓螺母安裝規范與技術(shù)要求。
A.液壓螺母安裝調整細節步驟如下：
?。?）將壓力體、密封圈、環(huán)形活塞、鎖緊螺母組裝后裝入活塞桿尾部與活塞桿臺肩靠緊，并將鎖緊螺母退至與環(huán)形活塞平齊位置。
?。?）將調節圈旋入內螺母上，使其徑向孔對準內螺母上任一螺孔，并擰入螺釘裝于活塞桿尾部。
?。?）將止推圈(兩半)裝在活塞桿尾部外端，用拉緊彈簧箍住。
?。?）盤(pán)車(chē)使十字頭移動(dòng)將活塞桿尾部引入十字頭頸部?jì)?，用棒扳手擰動(dòng)調節圈使內螺母旋入十字頭螺紋孔內，直至調節圈與十字頭頸部端面接觸，然后將鎖緊螺母旋緊至十字頭頸部端面。連接過(guò)程中應防止活塞轉動(dòng)。
?。?）盤(pán)動(dòng)壓縮機，分別用壓鉛法測量前后止點(diǎn)間隙，其數值應符合“壓縮機主要配合部位裝配間隙表”中的規定。
?。?）當前后止點(diǎn)間隙偏差較大時(shí)，應重新進(jìn)行調整，旋松鎖緊螺母，旋出定位螺圈，拆卸定位螺圈上的螺釘，按需要的調整方向調整調節圈，使其開(kāi)口對準另一螺孔重新擰入螺釘，再次將定位螺圈及鎖緊螺母旋緊，并測量活塞止點(diǎn)間隙，可重復調整直至止點(diǎn)間隙符合規定。
?。?）活塞前后止點(diǎn)間隙合格后，應退出鎖緊螺母，將定位螺圈上螺釘拆卸涂上厭氧膠后擰入，最后旋緊鎖緊螺母。
B.液壓緊固步驟：
?。?） 將手動(dòng)超高壓油泵的軟管與壓力體上G1/4＂接口相連。
?。?）掀動(dòng)油泵手柄，使油泵壓力升至150MPa（不得超過(guò)此壓力值），在油壓作用下環(huán)形活塞和壓力體分別壓向定位螺圈和活塞桿肩部，迫使活塞桿尾部發(fā)生彈性伸長(cháng)變形，此時(shí)鎖緊螺母與十字頭頸部分開(kāi)，再次用棒扳手旋緊鎖緊螺母，緊固時(shí)可用小錘輕輕敲擊棒扳手，以保證鎖緊螺母與十字頭頸部端面接觸貼實(shí)，然后卸壓，即完成第一次液壓緊固。
?。?）第一次液壓緊固完成后，活塞桿尾部應在初始伸長(cháng)狀態(tài)下保持1小時(shí)，再進(jìn)行第二次液壓緊固。仍以150MPa壓力與第一次相同方法進(jìn)行。
?。?）第二次液壓緊固完成后，活塞桿在繼續伸長(cháng)狀態(tài)下保持1小時(shí)后，再進(jìn)行第三次液壓緊固。仍以150MPa壓力與第一次相同方法進(jìn)行。卸壓后即完成液壓緊固工作，全部完畢可投入使用。
通過(guò)對液壓螺母安裝技術(shù)資料的學(xué)習，可能導致活塞桿與十字頭連接松動(dòng)可能導致的主要原因有以下幾點(diǎn)：
?。?）液壓上緊裝置的鎖緊螺母是細牙螺紋且旋合精度較高的零件，頻繁拆裝可能會(huì )造成微小磕碰，在檢修裝配中，若檢查不仔細，會(huì )存在打壓到規定值，但承壓面積小，運行中振動(dòng)松脫的隱患，并且壓力體中有橡膠密封圈，會(huì )存在老化現象；
?。?）進(jìn)行上緊的手動(dòng)打壓泵所配壓力表，表盤(pán)有MPa和PSI兩圈刻度，可能會(huì )存在識別誤讀，打壓未到規定值；
?。?）打壓次數未按照規定打壓三次，每次間隔1小時(shí)，時(shí)效處理，導致活塞桿伸長(cháng)量未到設定值。
結合現場(chǎng)對各個(gè)可能會(huì )造成液壓螺母松動(dòng)的原因進(jìn)行梳理：
?。?）液壓螺母組件安裝前清洗徹底，多人檢查仔細，沒(méi)有毛刺，不是松動(dòng)原因；
?。?）打壓泵表頭表盤(pán)有MPa和PSI兩圈刻度，在當時(shí)打壓時(shí)兩人已反復確認，不是松動(dòng)原因；
?。?）依照液壓螺母打壓規范，應當打壓三次，每次間隔1小時(shí)，時(shí)效處理，才能使活塞桿伸長(cháng)量達到設定值；但實(shí)際情況是，檢修人員溝通不到位，只打壓了兩次，且每次間隔時(shí)間30分鐘，未按照技術(shù)規范要求進(jìn)行，是這次液壓螺母松動(dòng)的主要原因。
為驗證液壓螺母打壓三次對活塞桿伸長(cháng)量的影響，在更換液壓螺母新組件時(shí)，利用磁力表座百分表監測每次測量活塞桿尾部打壓伸長(cháng)量數據及時(shí)效處理時(shí)間統計如下：
從現場(chǎng)打壓統計表可以看出，打壓次數缺失及時(shí)效處理時(shí)間不足對于連接松動(dòng)有重大影響。進(jìn)而最終判定本次檢修操作未按技術(shù)要求施工，打壓次數不夠，且時(shí)效處理時(shí)間不足，是導致這次設備故障的原因。通過(guò)此次設備故障，使檢修人員認識到質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)嚴格遵守技術(shù)要求的重要性。
參考文獻
【1】壓縮機安裝使用說(shuō)明書(shū)-沈陽(yáng)遠大壓縮機有限公司
【2】活塞式壓縮機檢修規程（SHS 01020-2009）
【4】GB 50275-2010 風(fēng)機、壓縮機、泵安裝工程施工及驗收規范
【5】JBT 9105-2013 大型往復活塞壓縮機技術(shù)條件
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1.1 壓縮機主要技術(shù)規范
a.排氣量(吸入狀態(tài)) 5.25 m3/min
b.吸氣壓力 2.35/5.1 MPaG
c.排氣壓力 5.1/10.8 MPaG
d.吸氣溫度 40/40 ℃
e.排氣溫度 119/117 ℃
f.潤滑油壓力 0.35～0.4 MPaG
g.壓縮機轉速 372 r/min
h.活塞行程 280 mm
i.氣缸直徑 φ220/160 mm
j.軸功率 445 kW
k.介質(zhì) 氫氣、甲烷等
1.2 壓縮機相關(guān)部件主要結構特征
活塞與活塞桿
一級活塞桿材料為17-4PH，二級活塞與活塞桿為一體式結構，材料為17-4PH?；钊麠U與填料摩擦部位表面進(jìn)行碳化鎢處理，其表面硬度大于HRC65?；钊c活塞桿采用超級螺母連接，超級螺母中單個(gè)螺釘額定緊固轉矩為49N.M。
十字頭
十字頭為雙側圓筒型分體組合式結構，十字頭體和上下兩個(gè)可拆卸的滑履采用楔槽定位，并借助螺釘連接成一體?；呐c十字頭之間裝有調整墊片，由于機身兩側十字頭的側向力方向相反，為保證十字頭與活塞桿運行的同心，制造廠(chǎng)組裝時(shí)，已將受力相反的十字頭與滑履間墊片數量進(jìn)行調整，用戶(hù)在安裝檢修時(shí)，不應隨意調換十字頭和增減墊片。十字頭是由ZG230-450制成，上下滑履材料為20號鋼，承壓表面掛有軸承合金，并開(kāi)有油槽以利于潤滑油的分布。十字頭銷(xiāo)為直銷(xiāo)型式，固定于十字頭銷(xiāo)孔中，銷(xiāo)體內分布軸向和徑向油孔，用于潤滑油的輸送。
液壓連接緊固裝置是用于活塞桿與十字頭體的連接，主要由連接裝置和緊固裝置兩部分組成。其工作原理為：通過(guò)連接緊固裝置，將活塞桿與十字頭進(jìn)行連接后，用本產(chǎn)品隨機所帶的手動(dòng)超高壓油泵，將150MPa壓力的油注入緊固裝置中的壓力體中，利用液體不可壓縮的性質(zhì)推動(dòng)環(huán)形活塞，迫使活塞桿尾部產(chǎn)生彈性拉伸變形，再將鎖緊螺母鎖定后，將油泄壓，即可達到連接所需的預緊力。連接打壓過(guò)程中應注意：油泵壓力不得超過(guò)150MPa，緊固的全過(guò)程需經(jīng)三次才能完成，每次間隔1小時(shí)，每次緊固的方法均相同。液壓連接緊固裝置具體操作方法見(jiàn)活塞安裝部分中有關(guān)內容。
二、故障過(guò)程
2020年4月2日上午約9:00時(shí)，柴油加氫裝置K-101A往復式壓縮機機組按照正常程序由檢修單位進(jìn)行更換填料總成，4月2日晚上約20：30組裝完畢。4月3日上午約10:00試車(chē)，運行至當天23:30氣缸振動(dòng)突然增大，4月4日凌晨約02:30振動(dòng)報警，切機。4月4日早上8:30檢查振動(dòng)原因。檢查發(fā)現：
?。?）壓縮機二級活塞外側止點(diǎn)間隙：0.60mm，通過(guò)數據確認活塞桿與十字頭連接已松動(dòng)，初步判斷活塞在停機惰轉運行過(guò)程中未撞缸；
?。?）壓縮級二級填料函處活塞桿徑向跳動(dòng)：水平0.01mm，垂直0.02mm，初步判斷活塞桿未受到過(guò)大的軸向壓縮變形；
?。?）壓縮機二級活塞桿與十字頭連接液壓螺母，鎖緊螺母松動(dòng)，松動(dòng)后因運行時(shí)的往復慣性振動(dòng)使螺母與打壓體螺紋產(chǎn)生沖擊，致使螺紋斷裂滑扣，已經(jīng)不能按照正常方法拆卸出來(lái)；
?。?）壓縮機一級二級氣缸與中體連接法蘭螺栓，檢查中體與曲軸箱連接法蘭螺栓，無(wú)明顯松動(dòng)，進(jìn)一步確認活塞未達到撞缸程度；
?。?）一級活塞桿與十字頭連接液壓上緊螺母，未見(jiàn)異常；
4月4日下午現場(chǎng)經(jīng)各部門(mén)相互溝通，結合現場(chǎng)，經(jīng)HSE部現場(chǎng)檢查確認，開(kāi)具動(dòng)火票、動(dòng)設備對動(dòng)火部位做好防火措施。用角磨機及電鉆將液壓上緊外螺母切斷拆卸。4月4日晚20:00動(dòng)設備將液壓鎖緊螺母切開(kāi)，隨后拆卸液壓上緊裝置，檢查活塞桿與十字頭連接螺母，沒(méi)有螺紋磨損與斷裂；拆卸活塞桿，檢查活塞及活塞桿，十字頭內螺紋，無(wú)損傷，最終確認活塞未與缸頭相沖擊。4月5日清理十字頭滑道雜物，修復十字頭平面被液壓螺母磕碰的部位，研磨各部配合面，達到回裝條件。按照規定要求，現場(chǎng)在運行部工程師及設備中心工程師逐級監督確認下，約23:30回裝完畢。4月6日上午9：00空負荷試車(chē)1小時(shí)，無(wú)異常。
三、原因分析
分析活塞桿與十字頭連接液壓螺母安裝規范與技術(shù)要求。
A.液壓螺母安裝調整細節步驟如下：
?。?）將壓力體、密封圈、環(huán)形活塞、鎖緊螺母組裝后裝入活塞桿尾部與活塞桿臺肩靠緊，并將鎖緊螺母退至與環(huán)形活塞平齊位置。
?。?）將調節圈旋入內螺母上，使其徑向孔對準內螺母上任一螺孔，并擰入螺釘裝于活塞桿尾部。
?。?）將止推圈(兩半)裝在活塞桿尾部外端，用拉緊彈簧箍住。
?。?）盤(pán)車(chē)使十字頭移動(dòng)將活塞桿尾部引入十字頭頸部?jì)?，用棒扳手擰動(dòng)調節圈使內螺母旋入十字頭螺紋孔內，直至調節圈與十字頭頸部端面接觸，然后將鎖緊螺母旋緊至十字頭頸部端面。連接過(guò)程中應防止活塞轉動(dòng)。
?。?）盤(pán)動(dòng)壓縮機，分別用壓鉛法測量前后止點(diǎn)間隙，其數值應符合“壓縮機主要配合部位裝配間隙表”中的規定。
?。?）當前后止點(diǎn)間隙偏差較大時(shí)，應重新進(jìn)行調整，旋松鎖緊螺母，旋出定位螺圈，拆卸定位螺圈上的螺釘，按需要的調整方向調整調節圈，使其開(kāi)口對準另一螺孔重新擰入螺釘，再次將定位螺圈及鎖緊螺母旋緊，并測量活塞止點(diǎn)間隙，可重復調整直至止點(diǎn)間隙符合規定。
?。?）活塞前后止點(diǎn)間隙合格后，應退出鎖緊螺母，將定位螺圈上螺釘拆卸涂上厭氧膠后擰入，最后旋緊鎖緊螺母。
B.液壓緊固步驟：
?。?） 將手動(dòng)超高壓油泵的軟管與壓力體上G1/4＂接口相連。
?。?）掀動(dòng)油泵手柄，使油泵壓力升至150MPa（不得超過(guò)此壓力值），在油壓作用下環(huán)形活塞和壓力體分別壓向定位螺圈和活塞桿肩部，迫使活塞桿尾部發(fā)生彈性伸長(cháng)變形，此時(shí)鎖緊螺母與十字頭頸部分開(kāi)，再次用棒扳手旋緊鎖緊螺母，緊固時(shí)可用小錘輕輕敲擊棒扳手，以保證鎖緊螺母與十字頭頸部端面接觸貼實(shí)，然后卸壓，即完成第一次液壓緊固。
?。?）第一次液壓緊固完成后，活塞桿尾部應在初始伸長(cháng)狀態(tài)下保持1小時(shí)，再進(jìn)行第二次液壓緊固。仍以150MPa壓力與第一次相同方法進(jìn)行。
?。?）第二次液壓緊固完成后，活塞桿在繼續伸長(cháng)狀態(tài)下保持1小時(shí)后，再進(jìn)行第三次液壓緊固。仍以150MPa壓力與第一次相同方法進(jìn)行。卸壓后即完成液壓緊固工作，全部完畢可投入使用。
通過(guò)對液壓螺母安裝技術(shù)資料的學(xué)習，可能導致活塞桿與十字頭連接松動(dòng)可能導致的主要原因有以下幾點(diǎn)：
?。?）液壓上緊裝置的鎖緊螺母是細牙螺紋且旋合精度較高的零件，頻繁拆裝可能會(huì )造成微小磕碰，在檢修裝配中，若檢查不仔細，會(huì )存在打壓到規定值，但承壓面積小，運行中振動(dòng)松脫的隱患，并且壓力體中有橡膠密封圈，會(huì )存在老化現象；
?。?）進(jìn)行上緊的手動(dòng)打壓泵所配壓力表，表盤(pán)有MPa和PSI兩圈刻度，可能會(huì )存在識別誤讀，打壓未到規定值；
?。?）打壓次數未按照規定打壓三次，每次間隔1小時(shí)，時(shí)效處理，導致活塞桿伸長(cháng)量未到設定值。
結合現場(chǎng)對各個(gè)可能會(huì )造成液壓螺母松動(dòng)的原因進(jìn)行梳理：
?。?）液壓螺母組件安裝前清洗徹底，多人檢查仔細，沒(méi)有毛刺，不是松動(dòng)原因；
?。?）打壓泵表頭表盤(pán)有MPa和PSI兩圈刻度，在當時(shí)打壓時(shí)兩人已反復確認，不是松動(dòng)原因；
?。?）依照液壓螺母打壓規范，應當打壓三次，每次間隔1小時(shí)，時(shí)效處理，才能使活塞桿伸長(cháng)量達到設定值；但實(shí)際情況是，檢修人員溝通不到位，只打壓了兩次，且每次間隔時(shí)間30分鐘，未按照技術(shù)規范要求進(jìn)行，是這次液壓螺母松動(dòng)的主要原因。
為驗證液壓螺母打壓三次對活塞桿伸長(cháng)量的影響，在更換液壓螺母新組件時(shí)，利用磁力表座百分表監測每次測量活塞桿尾部打壓伸長(cháng)量數據及時(shí)效處理時(shí)間統計如下：
從現場(chǎng)打壓統計表可以看出，打壓次數缺失及時(shí)效處理時(shí)間不足對于連接松動(dòng)有重大影響。進(jìn)而最終判定本次檢修操作未按技術(shù)要求施工，打壓次數不夠，且時(shí)效處理時(shí)間不足，是導致這次設備故障的原因。通過(guò)此次設備故障，使檢修人員認識到質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)嚴格遵守技術(shù)要求的重要性。
參考文獻
【1】壓縮機安裝使用說(shuō)明書(shū)-沈陽(yáng)遠大壓縮機有限公司
【2】活塞式壓縮機檢修規程（SHS 01020-2009）
【4】GB 50275-2010 風(fēng)機、壓縮機、泵安裝工程施工及驗收規范
【5】JBT 9105-2013 大型往復活塞壓縮機技術(shù)條件
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