往復式壓縮機工作時(shí)，曲軸帶動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)活塞，活塞做上下運動(dòng)?；钊\動(dòng)使氣缸內的容積發(fā)生變化，當活塞向下運動(dòng)的時(shí)候，汽缸容積增大，進(jìn)氣閥打開(kāi)，排氣閥關(guān)閉，空氣被吸進(jìn)來(lái)，完成進(jìn)氣過(guò)程。
當活塞向上運動(dòng)的時(shí)候，氣缸容積減小，出氣閥打開(kāi)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，完成壓縮過(guò)程。通?；钊嫌谢钊h(huán)來(lái)密封氣缸和活塞之間的間隙，氣缸內有潤滑油潤滑活塞環(huán)。
由于往復壓縮機結構的復雜性，所以出現故障的零部件較多，引起故障的原因不一。往復壓縮機特征參數信號主要包括熱力信號、振動(dòng)信號以及噪聲信號等，其中熱力信號又包括各部件溫度、排氣量、排氣壓力、氣缸內壓力等。
通過(guò)對特征信號的監測分析，識別判斷壓縮機的故障類(lèi)型，是故障診斷技術(shù)的核心思想。
往復式壓縮機6大部件結構
往復式壓縮機是容積式壓縮機的一種，其主要部件包括氣缸、曲柄連桿機構、活塞組件、填料（也就是壓縮機的密封件）、氣閥、機身與基礎、管線(xiàn)及附屬的設備等。
1、氣缸
氣缸是壓縮機主要零部件之一，應有良好的表面以利于潤滑和耐磨，還應具有良好的導熱性，以便于使摩擦產(chǎn)生的熱能以最快的速度散發(fā)出去；
還要有足夠大的氣流通道面積及氣閥安裝面積，使閥腔容積達到恰好能降低氣流的壓力脈動(dòng)幅度，以保證氣閥正常工作并降低功耗。余隙容積應小些，以提高壓縮機的效率。
2、曲柄連桿機構
該機構包括十字頭、連桿、曲軸、滑導等——它是主要的運轉和傳動(dòng)部件件，將電機的圓周運動(dòng)經(jīng)連桿轉化為活塞的往復運動(dòng)，同時(shí)它也是主要的受力部件。
3、活塞組件
主要有活塞頭、活塞環(huán)、托瓦和活塞桿?；钊男螤詈统叽缗c氣缸有密切關(guān)系，分為雙作用和單作用活塞?；钊h(huán)用以密封氣缸內的高壓氣體，防止其從活塞和氣缸之間的間隙泄漏。
托瓦的作用顧名思義是起支撐活塞的作用，所以托瓦也是易損件，托瓦材質(zhì)的好壞也直接影響壓縮機的使用壽命。
4、填料
活塞桿填料主要用于密封氣缸內座與活塞桿之間的間隙，阻止氣體沿活塞桿徑向泄漏。填料環(huán)的制造及安裝涉及“三個(gè)間隙”。
分別為軸向間隙（保證填料環(huán)在環(huán)槽內能自由浮動(dòng)），徑向間隙（防止由于活塞桿的下沉使填料環(huán)受壓造成變形或者損壞）和切向間隙（用于補償填料環(huán)的磨損）。目前平面填料多為“三六瓣型”和“切向切口三瓣型”。
5、氣閥
氣閥是壓縮機最主要的組件，同時(shí)也是最容易損壞的零件。其設計的好壞會(huì )直接影響到壓縮機的排氣量、功耗及運轉可靠性。
好的氣閥應具有以下特點(diǎn)：高效節能（占軸功率的3%～7%），氣密性與動(dòng)作及時(shí)性完美結合，壽命長(cháng)（一般實(shí)際壽命8000h），形成的余隙容積小，噪音低，溫升小，可翻新使用。目前氣閥的材質(zhì)分為金屬和非金屬，就目前的情況看，非金屬材料閥片的應用越來(lái)越廣泛。
6、管線(xiàn)和附屬設備
壓縮機的管路和出入緩沖器的設計是否合理，將直接影響機組的振動(dòng)情況。
往復式壓縮機5大故障診斷監測辦法
目前，往復式壓縮機的故障診斷監測方法主要有以下幾種：
1、熱力性能監測法
溫度是往復壓縮機較為敏感的特征參數，監測溫度的變化可以了解壓縮機內部零部件的工作狀態(tài)，如排氣閥漏氣，在吸氣過(guò)程會(huì )出現倒吸現象，導致氣閥溫度升高；活塞桿拉傷，填料函的溫度也會(huì )升高等。
使用溫度監測方法時(shí)，傳感器可置于機體外側，不需改變殼體結構，操作方便。
往復壓縮機一個(gè)運動(dòng)周期包括吸氣、壓縮、排氣、膨脹4個(gè)過(guò)程，壓力在4個(gè)過(guò)程中呈周期性變化，缸內壓力變化曲線(xiàn)可直接反應壓縮機是否正常運行。如吸氣閥泄漏，吸氣過(guò)程壓力延長(cháng)，排氣過(guò)程縮短，膨脹過(guò)程曲線(xiàn)也會(huì )下移。
由于壓力測點(diǎn)位于缸內，在缸蓋或殼體其它位置要預留安裝孔，這是壓力監測的需要特別注意的地方。
2、振動(dòng)監測法
振動(dòng)信號也是往復壓縮機故障診斷的一個(gè)敏感特征參數，如氣閥損壞、活塞桿下沉、十字頭螺栓松動(dòng)、連桿磨損等大多數故障均伴隨著(zhù)振動(dòng)信號的異常。
基于越來(lái)越成熟的信號分析技術(shù)，對往復壓縮機非穩態(tài)振動(dòng)信號的研究工作也越來(lái)越多，如通過(guò)加速度傳感器測十字頭滑道箱、汽缸側壁、汽缸蓋、軸承等處的振動(dòng)信號來(lái)診斷動(dòng)力性故障，是一種比較有效的方法。
3、位移監測法
往復壓縮機活塞桿斷裂通常會(huì )引起其他零部件的破壞，嚴重時(shí)甚至會(huì )引起機組爆炸?；钊麠U斷裂是瞬間發(fā)生的，斷裂之前的裂紋監測非常困難，只能對斷裂部位做事后分析，目前還沒(méi)有可靠有效的診斷預警方法。通過(guò)安裝位移傳感器，監測活塞桿的沉降量，間接了解活塞環(huán)、十字頭等的磨損狀況，可以作為一種輔助手段。
4、油液監測法
油液監測是通過(guò)對壓縮機潤滑油進(jìn)行油液分析，檢測樣品內磨損顆粒的大小、形狀、成分等，是一種比較理想的輔助手段。如用鐵譜分析、光譜分析、顆粒計數等監測空壓機運動(dòng)副的磨損情況等。有學(xué)者通過(guò)檢測油品中的銅元素含量，發(fā)現大頭瓦碎裂，成功避免了事故的發(fā)生。
5、噪聲監測法
噪聲信號中有機械設備運行的信號，也包含周?chē)h(huán)境及其它噪聲源的信號，因此，噪聲監測在往復壓縮機故障診斷中也可以作為一種可靠的輔助手段。結合先進(jìn)的噪聲傳感器，分離提取典型故障噪聲信號，是往復壓縮機故障診斷領(lǐng)域未來(lái)研究的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
往復壓縮機故障種類(lèi)繁多，一個(gè)故障會(huì )引起多個(gè)特征參數的變化，因此在故障診斷過(guò)程中應該綜合考慮多參數之間的關(guān)聯(lián)性，以便更精確地識別故障類(lèi)型。此外，人工智能系統和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)也越來(lái)越多的應用在往復壓縮機故障診斷系統中，使故障診斷技術(shù)達到了智能化的高度。
按往復壓縮機引起事故的零部件不同分類(lèi)，各類(lèi)故障所占的比例如下圖所示。其中，吸、排氣閥故障概率最高，達到36%；其次，填料函、連桿、活塞桿等引起的事故所占比例也挺高。
表1給出了常見(jiàn)故障類(lèi)型及所采用監測診斷方法，為往復壓縮機故障診斷提供一個(gè)參考。
往復式壓縮機10大常見(jiàn)故障及處理辦法
1、吸氣閥泄露或者密封墊片損壞
吸氣閥泄漏或者密封墊片損壞主要表現為：(1)溫升高，閥蓋發(fā)熱；(2)對應的排氣閥溫度升高；(3)閥所在級與前一級間壓力升高；(4)壓縮機排氣量下降；(5)進(jìn)氣溫度升高。
氣體經(jīng)過(guò)壓縮后溫度上升，吸氣閥泄漏或者密封墊片損壞后，高溫氣體返回進(jìn)氣腔，造成閥溫升高，進(jìn)氣溫度上升，從而再次被壓縮后排氣溫度升高。另外，壓縮后的氣體回流造成前面壓力升高，壓力越升高排氣量下降就越多。
2、排氣閥泄漏或密封墊墊片損壞
排氣閥泄漏或者密封墊片損壞主要表現為：
(1)排氣閥溫度升高，閥片發(fā)熱；(2)排氣壓力下降；(3)壓縮機排氣量下降。
由于排氣閥泄漏或者密封墊片損壞。在氣缸吸氣過(guò)程中，部分壓縮后的高溫高壓氣體回流至氣缸使混合氣體溫度升高，再次被壓縮后溫度更高，回流還造成流量下降，排氣壓力下降。
3、負荷調節機構卡澀
負荷調節機構卡澀主要表現為：(1)負荷調節指示器不動(dòng)作；(2)對應的進(jìn)氣閥溫度升高，閥蓋發(fā)熱；(3)對應的排氣閥溫升高；(4)閥所在級與前一級間壓力升高；(5)壓縮機排氣量下降；(6)進(jìn)氣溫度升高。
負荷調節機構如果卡在泄荷的位置會(huì )造成吸氣閥泄漏；如果卡在加載位置上則會(huì )造成壓縮機負載啟動(dòng)，影響傳動(dòng)部件的使用壽命。
4、活塞環(huán)常見(jiàn)的故障有
(1)活塞環(huán)斷裂；(2)活塞環(huán)漲死，失去彈性，不能膨脹；(3)活塞環(huán)過(guò)度磨損，間隙增大。
活塞環(huán)不能起到密封作用的主要表現形式為：
(1)該級排氣溫度升高；(2)該級排氣壓力降低；(3)壓縮機排氣量下降。
對于雙作用往復壓縮機，即氣缸內一側在壓縮時(shí)，另一側在吸氣，當活塞環(huán)損壞或者漲死時(shí)，不能起到密封作用，使得蓋側或軸側被壓縮的高壓高溫氣體通過(guò)活塞環(huán)竄入軸側（或蓋側）低溫低壓氣體中。
與吸入的低壓溫氣體混合，混合之后氣體溫度升高，又由于壓縮氣體通過(guò)活塞環(huán)互竄，使該級的排氣壓力下降，壓縮機的排氣也隨之下降。
5、工藝介質(zhì)夾帶顆粒物
現場(chǎng)檢查有時(shí)會(huì )發(fā)現在壓縮機氣缸及填料密封腔體中有大量沉積物。這些沉積物是由工藝介質(zhì)夾帶過(guò)來(lái)的微細固體粉塵或結焦的碳粒組成，其硬度往往很高。
其在密封腔處的沉積必然會(huì )造成密封填料嚴重的磨損，從而大大縮短填料密封環(huán)及活塞桿的使用壽命。通過(guò)調整工藝使壓縮機參數達到設計要求，必要時(shí)可加氣固分離器分離掉這些顆粒雜物，就可避免氣缸與活塞環(huán)、活塞桿與填料摩擦副之間的顆粒磨損。
6、活塞桿組合密封環(huán)緊箍力過(guò)大或彈簧失彈
往復式壓縮機活塞桿與填料密封處于相對運動(dòng)狀態(tài)，填料環(huán)通過(guò)抱緊活塞桿來(lái)實(shí)現對介質(zhì)的密封，填料環(huán)的抱緊力由彈簧及環(huán)徑向壓差來(lái)實(shí)現。
顯然，彈簧的緊箍力越大，填料對活塞桿的抱緊力就越大，活塞桿與填料環(huán)的相對摩擦就會(huì )越嚴重，摩擦產(chǎn)生的熱量就越多，從而造成填料環(huán)使用初期溫升非常高，磨損特別厲害。
由于填料環(huán)常用填充聚四氟乙烯制成，其熱膨脹系數較大，初始階段產(chǎn)生的摩擦熱量若不能被及時(shí)帶走，填料環(huán)熱膨脹變形大，加上填料環(huán)彈簧緊箍力大，摩擦磨損加劇，形成惡性循環(huán)。經(jīng)過(guò)短短幾天的劇烈磨損，當填料對活塞桿的抱緊力趨于減小即摩擦力減小時(shí)填料環(huán)與活塞桿之間的縫隙增大，介質(zhì)泄漏量增加，最終密封失效。
解決辦法是在總體結構不變的前提下，更換活塞密封環(huán)調整活塞密封環(huán)與缸體之間的間隙或采用具有自潤滑性能，耐磨性能更好的材料制作活塞環(huán)和填料環(huán)，再者可適當降低彈簧緊箍力，設計引入間隙密封。
彈簧的失彈大多是由于彈簧疲勞所導致，彈簧質(zhì)量問(wèn)題只占少數情況，只能更換質(zhì)量好些的彈簧。
7、填料密封盒冷卻水流量偏小
填料密封盒部位的溫升主要是由于填料環(huán)與活塞桿劇烈摩擦引起的，這些摩擦熱應被及時(shí)帶走。實(shí)際上，由于填料密封盒用水與缸套用水基本都采用并聯(lián)形式，填料密封處的壓降大，因而導致填料盒冷卻水流量不夠，摩擦熱不能被及時(shí)帶走，影響了填料的正常使用壽命。
因此，應適當增大循環(huán)水壓力及流量以使循環(huán)水及時(shí)帶走活塞桿與填料環(huán)摩擦產(chǎn)生的熱量?？刂铺盍厦芊夂刑幍臏囟炔淮笥?0℃。
8、填料密封處注油量過(guò)小或過(guò)大
注油量過(guò)大容易造成過(guò)多的油乳化，形成沉積物；過(guò)小則填料環(huán)潤滑效果不好，磨損速度加快，影響使用壽命。
注油量的確定除了按廠(chǎng)家的標準注入外，還應該在試車(chē)初期，通過(guò)檢查密封環(huán)處的運行情況，確定一個(gè)合適的量。試車(chē)結束后，打開(kāi)檢查填料處活塞桿上有無(wú)碳狀物，以判斷注油量的大小。
9、管路振動(dòng)導致故障
引起往復壓縮機及其管線(xiàn)振動(dòng)的原因主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是由機組振動(dòng)的不平衡基礎設計不當而引起。壓縮機在組裝過(guò)程中由于技術(shù)或質(zhì)量問(wèn)題造成機組裝配誤差大，引起機組的平衡惡化產(chǎn)生振動(dòng)。
壓縮機基礎質(zhì)量太小也可引起壓縮機本體振動(dòng)。另一類(lèi)是由管線(xiàn)內氣流脈動(dòng)引起活塞式壓縮機吸氣和排氣的間隙變化，可使氣體產(chǎn)生脈動(dòng)——壓縮機管線(xiàn)內充滿(mǎn)氣體時(shí)形成氣柱。該氣柱是一個(gè)有連續質(zhì)量的彈性振動(dòng)系統，受到一定工況條件的誘導就會(huì )發(fā)生振動(dòng)——在機組管系的彎頭處氣體運動(dòng)方向會(huì )發(fā)生改變，從而使管線(xiàn)受到氣體沖擊力的作用。
系統管線(xiàn)彎頭太多、管線(xiàn)受到的沖擊力就會(huì )很大。如果彎頭處缺少固定支點(diǎn)，將會(huì )產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。當流體穩定流動(dòng)時(shí)，管線(xiàn)不產(chǎn)生振動(dòng)；但當流體運動(dòng)方向在管線(xiàn)斷面突變處變化時(shí)，流體速度發(fā)生變化，導致管線(xiàn)受力改變——使管線(xiàn)內局部壓力變化，產(chǎn)生一定的脈動(dòng)，誘發(fā)振動(dòng)。
如果管內有脈動(dòng)存在，則管線(xiàn)內各部分的壓力不同，也會(huì )形成振源。由于管系內彎頭較多，流體在管線(xiàn)內不斷地改變流動(dòng)方向，對管線(xiàn)形成沖擊；并且流體自身的狀態(tài)也發(fā)生變化——這些變化誘發(fā)的振動(dòng)，其頻率與管系固有頻率重合時(shí)，則產(chǎn)生共振。
消除共振最基本的方法是將氣流脈動(dòng)壓力減小，并將其固定在允許的最小值之內，使激發(fā)頻率不等于管路固有頻率。具體方法有：
(1)在緊靠壓縮機每一級出入口處各設置一個(gè)緩沖罐，改變管系的氣柱固有頻率，破壞振源與管系振動(dòng)頻率的重合，并可降低氣流脈動(dòng)的幅值。但是緩沖罐容積設計不好也會(huì )引起振動(dòng)，經(jīng)驗表明其應該比氣缸行程容積大10倍，且盡量靠近氣缸；
(2)在管系的適當位置，特別是管線(xiàn)的彎頭處增設固定支撐，并在管線(xiàn)與支點(diǎn)間加墊硬橡膠板以改變支撐彈性并改變管系的振動(dòng)頻率；
(3)在管線(xiàn)的適當位置增設孔板，以改變管系的振動(dòng)頻率，用孔板減振會(huì )伴有較大阻力損失，因此只用于已發(fā)生共振且無(wú)法改變截面的情況，其作用遠不及緩沖罐的作用。
10、撞缸
撞缸是往復機組的重大惡性事故，主要表現為缸體內發(fā)生巨大的撞擊聲，嚴重時(shí)導致機組多處損壞，如缸蓋撞飛，大小頭瓦斷裂甚至發(fā)生爆炸。
撞缸分為液擊和金屬撞擊兩種，液擊聲音比金屬撞擊聲要沉悶一些，但是后果一樣嚴重。防范措施主要是規范日常操作防止大量帶液；加強巡檢，發(fā)現異常聲音及時(shí)排查。
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往復式壓縮機工作時(shí)，曲軸帶動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)活塞，活塞做上下運動(dòng)?；钊\動(dòng)使氣缸內的容積發(fā)生變化，當活塞向下運動(dòng)的時(shí)候，汽缸容積增大，進(jìn)氣閥打開(kāi)，排氣閥關(guān)閉，空氣被吸進(jìn)來(lái)，完成進(jìn)氣過(guò)程。
當活塞向上運動(dòng)的時(shí)候，氣缸容積減小，出氣閥打開(kāi)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，完成壓縮過(guò)程。通?；钊嫌谢钊h(huán)來(lái)密封氣缸和活塞之間的間隙，氣缸內有潤滑油潤滑活塞環(huán)。
由于往復壓縮機結構的復雜性，所以出現故障的零部件較多，引起故障的原因不一。往復壓縮機特征參數信號主要包括熱力信號、振動(dòng)信號以及噪聲信號等，其中熱力信號又包括各部件溫度、排氣量、排氣壓力、氣缸內壓力等。
通過(guò)對特征信號的監測分析，識別判斷壓縮機的故障類(lèi)型，是故障診斷技術(shù)的核心思想。
往復式壓縮機6大部件結構
往復式壓縮機是容積式壓縮機的一種，其主要部件包括氣缸、曲柄連桿機構、活塞組件、填料（也就是壓縮機的密封件）、氣閥、機身與基礎、管線(xiàn)及附屬的設備等。
1、氣缸
氣缸是壓縮機主要零部件之一，應有良好的表面以利于潤滑和耐磨，還應具有良好的導熱性，以便于使摩擦產(chǎn)生的熱能以最快的速度散發(fā)出去；
還要有足夠大的氣流通道面積及氣閥安裝面積，使閥腔容積達到恰好能降低氣流的壓力脈動(dòng)幅度，以保證氣閥正常工作并降低功耗。余隙容積應小些，以提高壓縮機的效率。
2、曲柄連桿機構
該機構包括十字頭、連桿、曲軸、滑導等——它是主要的運轉和傳動(dòng)部件件，將電機的圓周運動(dòng)經(jīng)連桿轉化為活塞的往復運動(dòng)，同時(shí)它也是主要的受力部件。
3、活塞組件
主要有活塞頭、活塞環(huán)、托瓦和活塞桿?；钊男螤詈统叽缗c氣缸有密切關(guān)系，分為雙作用和單作用活塞?；钊h(huán)用以密封氣缸內的高壓氣體，防止其從活塞和氣缸之間的間隙泄漏。
托瓦的作用顧名思義是起支撐活塞的作用，所以托瓦也是易損件，托瓦材質(zhì)的好壞也直接影響壓縮機的使用壽命。
4、填料
活塞桿填料主要用于密封氣缸內座與活塞桿之間的間隙，阻止氣體沿活塞桿徑向泄漏。填料環(huán)的制造及安裝涉及“三個(gè)間隙”。
分別為軸向間隙（保證填料環(huán)在環(huán)槽內能自由浮動(dòng)），徑向間隙（防止由于活塞桿的下沉使填料環(huán)受壓造成變形或者損壞）和切向間隙（用于補償填料環(huán)的磨損）。目前平面填料多為“三六瓣型”和“切向切口三瓣型”。
5、氣閥
氣閥是壓縮機最主要的組件，同時(shí)也是最容易損壞的零件。其設計的好壞會(huì )直接影響到壓縮機的排氣量、功耗及運轉可靠性。
好的氣閥應具有以下特點(diǎn)：高效節能（占軸功率的3%～7%），氣密性與動(dòng)作及時(shí)性完美結合，壽命長(cháng)（一般實(shí)際壽命8000h），形成的余隙容積小，噪音低，溫升小，可翻新使用。目前氣閥的材質(zhì)分為金屬和非金屬，就目前的情況看，非金屬材料閥片的應用越來(lái)越廣泛。
6、管線(xiàn)和附屬設備
壓縮機的管路和出入緩沖器的設計是否合理，將直接影響機組的振動(dòng)情況。
往復式壓縮機5大故障診斷監測辦法
目前，往復式壓縮機的故障診斷監測方法主要有以下幾種：
1、熱力性能監測法
溫度是往復壓縮機較為敏感的特征參數，監測溫度的變化可以了解壓縮機內部零部件的工作狀態(tài)，如排氣閥漏氣，在吸氣過(guò)程會(huì )出現倒吸現象，導致氣閥溫度升高；活塞桿拉傷，填料函的溫度也會(huì )升高等。
使用溫度監測方法時(shí)，傳感器可置于機體外側，不需改變殼體結構，操作方便。
往復壓縮機一個(gè)運動(dòng)周期包括吸氣、壓縮、排氣、膨脹4個(gè)過(guò)程，壓力在4個(gè)過(guò)程中呈周期性變化，缸內壓力變化曲線(xiàn)可直接反應壓縮機是否正常運行。如吸氣閥泄漏，吸氣過(guò)程壓力延長(cháng)，排氣過(guò)程縮短，膨脹過(guò)程曲線(xiàn)也會(huì )下移。
由于壓力測點(diǎn)位于缸內，在缸蓋或殼體其它位置要預留安裝孔，這是壓力監測的需要特別注意的地方。
2、振動(dòng)監測法
振動(dòng)信號也是往復壓縮機故障診斷的一個(gè)敏感特征參數，如氣閥損壞、活塞桿下沉、十字頭螺栓松動(dòng)、連桿磨損等大多數故障均伴隨著(zhù)振動(dòng)信號的異常。
基于越來(lái)越成熟的信號分析技術(shù)，對往復壓縮機非穩態(tài)振動(dòng)信號的研究工作也越來(lái)越多，如通過(guò)加速度傳感器測十字頭滑道箱、汽缸側壁、汽缸蓋、軸承等處的振動(dòng)信號來(lái)診斷動(dòng)力性故障，是一種比較有效的方法。
3、位移監測法
往復壓縮機活塞桿斷裂通常會(huì )引起其他零部件的破壞，嚴重時(shí)甚至會(huì )引起機組爆炸?；钊麠U斷裂是瞬間發(fā)生的，斷裂之前的裂紋監測非常困難，只能對斷裂部位做事后分析，目前還沒(méi)有可靠有效的診斷預警方法。通過(guò)安裝位移傳感器，監測活塞桿的沉降量，間接了解活塞環(huán)、十字頭等的磨損狀況，可以作為一種輔助手段。
4、油液監測法
油液監測是通過(guò)對壓縮機潤滑油進(jìn)行油液分析，檢測樣品內磨損顆粒的大小、形狀、成分等，是一種比較理想的輔助手段。如用鐵譜分析、光譜分析、顆粒計數等監測空壓機運動(dòng)副的磨損情況等。有學(xué)者通過(guò)檢測油品中的銅元素含量，發(fā)現大頭瓦碎裂，成功避免了事故的發(fā)生。
5、噪聲監測法
噪聲信號中有機械設備運行的信號，也包含周?chē)h(huán)境及其它噪聲源的信號，因此，噪聲監測在往復壓縮機故障診斷中也可以作為一種可靠的輔助手段。結合先進(jìn)的噪聲傳感器，分離提取典型故障噪聲信號，是往復壓縮機故障診斷領(lǐng)域未來(lái)研究的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
往復壓縮機故障種類(lèi)繁多，一個(gè)故障會(huì )引起多個(gè)特征參數的變化，因此在故障診斷過(guò)程中應該綜合考慮多參數之間的關(guān)聯(lián)性，以便更精確地識別故障類(lèi)型。此外，人工智能系統和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)也越來(lái)越多的應用在往復壓縮機故障診斷系統中，使故障診斷技術(shù)達到了智能化的高度。
按往復壓縮機引起事故的零部件不同分類(lèi)，各類(lèi)故障所占的比例如下圖所示。其中，吸、排氣閥故障概率最高，達到36%；其次，填料函、連桿、活塞桿等引起的事故所占比例也挺高。
表1給出了常見(jiàn)故障類(lèi)型及所采用監測診斷方法，為往復壓縮機故障診斷提供一個(gè)參考。
往復式壓縮機10大常見(jiàn)故障及處理辦法
1、吸氣閥泄露或者密封墊片損壞
吸氣閥泄漏或者密封墊片損壞主要表現為：(1)溫升高，閥蓋發(fā)熱；(2)對應的排氣閥溫度升高；(3)閥所在級與前一級間壓力升高；(4)壓縮機排氣量下降；(5)進(jìn)氣溫度升高。
氣體經(jīng)過(guò)壓縮后溫度上升，吸氣閥泄漏或者密封墊片損壞后，高溫氣體返回進(jìn)氣腔，造成閥溫升高，進(jìn)氣溫度上升，從而再次被壓縮后排氣溫度升高。另外，壓縮后的氣體回流造成前面壓力升高，壓力越升高排氣量下降就越多。
2、排氣閥泄漏或密封墊墊片損壞
排氣閥泄漏或者密封墊片損壞主要表現為：
(1)排氣閥溫度升高，閥片發(fā)熱；(2)排氣壓力下降；(3)壓縮機排氣量下降。
由于排氣閥泄漏或者密封墊片損壞。在氣缸吸氣過(guò)程中，部分壓縮后的高溫高壓氣體回流至氣缸使混合氣體溫度升高，再次被壓縮后溫度更高，回流還造成流量下降，排氣壓力下降。
3、負荷調節機構卡澀
負荷調節機構卡澀主要表現為：(1)負荷調節指示器不動(dòng)作；(2)對應的進(jìn)氣閥溫度升高，閥蓋發(fā)熱；(3)對應的排氣閥溫升高；(4)閥所在級與前一級間壓力升高；(5)壓縮機排氣量下降；(6)進(jìn)氣溫度升高。
負荷調節機構如果卡在泄荷的位置會(huì )造成吸氣閥泄漏；如果卡在加載位置上則會(huì )造成壓縮機負載啟動(dòng)，影響傳動(dòng)部件的使用壽命。
4、活塞環(huán)常見(jiàn)的故障有
(1)活塞環(huán)斷裂；(2)活塞環(huán)漲死，失去彈性，不能膨脹；(3)活塞環(huán)過(guò)度磨損，間隙增大。
活塞環(huán)不能起到密封作用的主要表現形式為：
(1)該級排氣溫度升高；(2)該級排氣壓力降低；(3)壓縮機排氣量下降。
對于雙作用往復壓縮機，即氣缸內一側在壓縮時(shí)，另一側在吸氣，當活塞環(huán)損壞或者漲死時(shí)，不能起到密封作用，使得蓋側或軸側被壓縮的高壓高溫氣體通過(guò)活塞環(huán)竄入軸側（或蓋側）低溫低壓氣體中。
與吸入的低壓溫氣體混合，混合之后氣體溫度升高，又由于壓縮氣體通過(guò)活塞環(huán)互竄，使該級的排氣壓力下降，壓縮機的排氣也隨之下降。
5、工藝介質(zhì)夾帶顆粒物
現場(chǎng)檢查有時(shí)會(huì )發(fā)現在壓縮機氣缸及填料密封腔體中有大量沉積物。這些沉積物是由工藝介質(zhì)夾帶過(guò)來(lái)的微細固體粉塵或結焦的碳粒組成，其硬度往往很高。
其在密封腔處的沉積必然會(huì )造成密封填料嚴重的磨損，從而大大縮短填料密封環(huán)及活塞桿的使用壽命。通過(guò)調整工藝使壓縮機參數達到設計要求，必要時(shí)可加氣固分離器分離掉這些顆粒雜物，就可避免氣缸與活塞環(huán)、活塞桿與填料摩擦副之間的顆粒磨損。
6、活塞桿組合密封環(huán)緊箍力過(guò)大或彈簧失彈
往復式壓縮機活塞桿與填料密封處于相對運動(dòng)狀態(tài)，填料環(huán)通過(guò)抱緊活塞桿來(lái)實(shí)現對介質(zhì)的密封，填料環(huán)的抱緊力由彈簧及環(huán)徑向壓差來(lái)實(shí)現。
顯然，彈簧的緊箍力越大，填料對活塞桿的抱緊力就越大，活塞桿與填料環(huán)的相對摩擦就會(huì )越嚴重，摩擦產(chǎn)生的熱量就越多，從而造成填料環(huán)使用初期溫升非常高，磨損特別厲害。
由于填料環(huán)常用填充聚四氟乙烯制成，其熱膨脹系數較大，初始階段產(chǎn)生的摩擦熱量若不能被及時(shí)帶走，填料環(huán)熱膨脹變形大，加上填料環(huán)彈簧緊箍力大，摩擦磨損加劇，形成惡性循環(huán)。經(jīng)過(guò)短短幾天的劇烈磨損，當填料對活塞桿的抱緊力趨于減小即摩擦力減小時(shí)填料環(huán)與活塞桿之間的縫隙增大，介質(zhì)泄漏量增加，最終密封失效。
解決辦法是在總體結構不變的前提下，更換活塞密封環(huán)調整活塞密封環(huán)與缸體之間的間隙或采用具有自潤滑性能，耐磨性能更好的材料制作活塞環(huán)和填料環(huán)，再者可適當降低彈簧緊箍力，設計引入間隙密封。
彈簧的失彈大多是由于彈簧疲勞所導致，彈簧質(zhì)量問(wèn)題只占少數情況，只能更換質(zhì)量好些的彈簧。
7、填料密封盒冷卻水流量偏小
填料密封盒部位的溫升主要是由于填料環(huán)與活塞桿劇烈摩擦引起的，這些摩擦熱應被及時(shí)帶走。實(shí)際上，由于填料密封盒用水與缸套用水基本都采用并聯(lián)形式，填料密封處的壓降大，因而導致填料盒冷卻水流量不夠，摩擦熱不能被及時(shí)帶走，影響了填料的正常使用壽命。
因此，應適當增大循環(huán)水壓力及流量以使循環(huán)水及時(shí)帶走活塞桿與填料環(huán)摩擦產(chǎn)生的熱量?？刂铺盍厦芊夂刑幍臏囟炔淮笥?0℃。
8、填料密封處注油量過(guò)小或過(guò)大
注油量過(guò)大容易造成過(guò)多的油乳化，形成沉積物；過(guò)小則填料環(huán)潤滑效果不好，磨損速度加快，影響使用壽命。
注油量的確定除了按廠(chǎng)家的標準注入外，還應該在試車(chē)初期，通過(guò)檢查密封環(huán)處的運行情況，確定一個(gè)合適的量。試車(chē)結束后，打開(kāi)檢查填料處活塞桿上有無(wú)碳狀物，以判斷注油量的大小。
9、管路振動(dòng)導致故障
引起往復壓縮機及其管線(xiàn)振動(dòng)的原因主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是由機組振動(dòng)的不平衡基礎設計不當而引起。壓縮機在組裝過(guò)程中由于技術(shù)或質(zhì)量問(wèn)題造成機組裝配誤差大，引起機組的平衡惡化產(chǎn)生振動(dòng)。
壓縮機基礎質(zhì)量太小也可引起壓縮機本體振動(dòng)。另一類(lèi)是由管線(xiàn)內氣流脈動(dòng)引起活塞式壓縮機吸氣和排氣的間隙變化，可使氣體產(chǎn)生脈動(dòng)——壓縮機管線(xiàn)內充滿(mǎn)氣體時(shí)形成氣柱。該氣柱是一個(gè)有連續質(zhì)量的彈性振動(dòng)系統，受到一定工況條件的誘導就會(huì )發(fā)生振動(dòng)——在機組管系的彎頭處氣體運動(dòng)方向會(huì )發(fā)生改變，從而使管線(xiàn)受到氣體沖擊力的作用。
系統管線(xiàn)彎頭太多、管線(xiàn)受到的沖擊力就會(huì )很大。如果彎頭處缺少固定支點(diǎn)，將會(huì )產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。當流體穩定流動(dòng)時(shí)，管線(xiàn)不產(chǎn)生振動(dòng)；但當流體運動(dòng)方向在管線(xiàn)斷面突變處變化時(shí)，流體速度發(fā)生變化，導致管線(xiàn)受力改變——使管線(xiàn)內局部壓力變化，產(chǎn)生一定的脈動(dòng)，誘發(fā)振動(dòng)。
如果管內有脈動(dòng)存在，則管線(xiàn)內各部分的壓力不同，也會(huì )形成振源。由于管系內彎頭較多，流體在管線(xiàn)內不斷地改變流動(dòng)方向，對管線(xiàn)形成沖擊；并且流體自身的狀態(tài)也發(fā)生變化——這些變化誘發(fā)的振動(dòng)，其頻率與管系固有頻率重合時(shí)，則產(chǎn)生共振。
消除共振最基本的方法是將氣流脈動(dòng)壓力減小，并將其固定在允許的最小值之內，使激發(fā)頻率不等于管路固有頻率。具體方法有：
(1)在緊靠壓縮機每一級出入口處各設置一個(gè)緩沖罐，改變管系的氣柱固有頻率，破壞振源與管系振動(dòng)頻率的重合，并可降低氣流脈動(dòng)的幅值。但是緩沖罐容積設計不好也會(huì )引起振動(dòng)，經(jīng)驗表明其應該比氣缸行程容積大10倍，且盡量靠近氣缸；
(2)在管系的適當位置，特別是管線(xiàn)的彎頭處增設固定支撐，并在管線(xiàn)與支點(diǎn)間加墊硬橡膠板以改變支撐彈性并改變管系的振動(dòng)頻率；
(3)在管線(xiàn)的適當位置增設孔板，以改變管系的振動(dòng)頻率，用孔板減振會(huì )伴有較大阻力損失，因此只用于已發(fā)生共振且無(wú)法改變截面的情況，其作用遠不及緩沖罐的作用。
10、撞缸
撞缸是往復機組的重大惡性事故，主要表現為缸體內發(fā)生巨大的撞擊聲，嚴重時(shí)導致機組多處損壞，如缸蓋撞飛，大小頭瓦斷裂甚至發(fā)生爆炸。
撞缸分為液擊和金屬撞擊兩種，液擊聲音比金屬撞擊聲要沉悶一些，但是后果一樣嚴重。防范措施主要是規范日常操作防止大量帶液；加強巡檢，發(fā)現異常聲音及時(shí)排查。
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