压缩机活塞环支承环过快磨损对策

压缩机活塞环支承环过快磨损对策

发表时间：2010-10-13T14:32:46.403Z 来源：《科学教育前沿》2010年第8期供稿作者：侯国星

[导读] 在各压缩机进气管前增加过滤器，解决进入汽缸内介质含尘、含杂质问题。

侯国星（黑龙江黑化集团公司黑龙江齐齐哈尔 161041）

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2010）08-026-01

公司化工车间使用的天然气、转化气、循环气压缩机，均为无润滑往复式活塞压缩机，活塞环、支承环材料采用填充聚四氟乙烯。自投运以来，活塞环、支承环磨损过快，最短更换周期<1000h。

一、原因

1.汽缸内有液相水分使汽缸锈蚀

（1）主机和某些附属部位漏水。当汽缸内发现液相水分时，应仔细检查压缩机的汽缸和冷却器。主要检查汽缸的气、水腔间有无渗漏，若有，可能是密封失效或者汽缸有裂纹。冷却器的渗漏原因主要是密封垫片失效，管板与冷却管的胀接松动及冷却

水管破损。

（2）被压缩介质含水。湿度较高地区的气体，在进入汽缸冷

却效果较好的压缩机时会降温，温度下降到进气压力条件下的露点温度以下，湿气体中的水分析出，造成缸内带水。因此，在压缩湿度较高的气体时，要求气体进入汽缸后温度不能过低，特别是对低压级汽缸更应注意。解决办法是，调节汽缸的冷却水量，保证气体进入汽缸后温度高于其进入汽缸后该压力下的露点温度。按经验，一般应使汽缸冷却水排水温度高于气体进气温度4～5℃。

2.活塞环和支承环的材料选择不当

试验表明，对同一种对磨的金属材料，不同的介质对于同一种配方的填充聚四氟乙烯环，其磨损因子不同；对于同一种介质，不同的对磨金属材料对同一种配方的填充聚四氟乙烯环，磨损因子也不同。因此，压缩机制造厂家在进行产品设计时，是根据被压缩的介质及汽缸或汽缸套的材料来选择对应配方的。所以在购买填充聚四氟乙烯备件时，应直接向压缩机生产厂家购买。这样才能保证所购的活塞环、支承环配件与压缩介质及汽缸材料相匹配，最大限度降低磨损。

3.工作温度过高

（1）冷却器冷却效果差，造成某级或各级汽缸进气温度高于设计值。

（2）高压级汽缸气体泄漏至相邻低压级汽缸内，使低压级气体的压缩过程出现加热而使缸内温度升高。

（3）某级汽缸的进、排气阀门泄漏。排气阀门如泄漏量较小，必须进行渗漏检查。如泄漏量较大，会引起次一级汽缸排气压力升高，如Ⅲ级排气阀门泄漏，则Ⅱ级的排气压力就会升高，通过仪表可以发现。

（4）活塞环或支承环与汽缸壁胀死。活塞环和支承环胀死一般在工作中受热膨胀发生，常温状态下安装和拆卸时无法发现。活塞环的切口安装间隙，是按设计工作温度下圆周方向的伸长量来确定的。支承环与汽缸壁的径向间隙则是根据支承环在设计工作温度下的径向膨胀量来确定的，因此支承环与汽缸壁的间隙不能随意改小。一般生产厂家提供给用户的技术文件和图纸中都有间隙要求。如果购买的活塞环和支承环在配方和质量上与原配方有差异，其热胀系数也会不同。因此，应尽量购买原压缩机制造厂家配套提供的活塞环和支承环，不得已要购买其他厂的产品时，应要求该生产厂家提供该环材料的热胀系数。在安装时应重新复验和计算活塞环的切口安装间隙和支承环的径向间隙。如果生产厂家不能提供数据，则无法通过复算确定安装间隙。这也明该生产厂家可能只是简单复制配件，而不具备提供以上热膨胀系数的能力，不应采购该厂家的配件。

活塞环和支承环在汽缸内胀死会使其迅速失效，这时与汽缸壁接触部分的比压大大高于正常运转时的比压。由于比压增大，活塞环、支承环与缸壁间的摩擦力也增加。一般情况下，压缩机活塞运转时的线速度都在3m/s 左右，活塞环、支承环与汽缸壁间的接触温度会急剧上升，使其快速磨损。

（5）被压缩介质过脏。被压缩气体如果含有过多的粉尘、金属粉末、非金属纤维和水分等杂质，一旦进入汽缸，就会有一部分杂质黏附甚至嵌入活塞环、支承环表面，造成相关间隙变小，加速环的不均匀磨损，严重降低活塞环、支承环的使用寿命。

二、处理

1.部分压缩机改为有油润滑

原厂家设计的压缩机活塞环、支承环为无油润滑，是基于比较理想的工况，如果操作得当是完全可行的。如被压缩介质较为复杂，尤其是自生产的水煤气，煤焦油、硫化物、水分、粉尘等杂质较高，同时由于各压缩机长期满负荷运行（部分已超过设计使用寿命），其汽缸体等重要部件已出现不同程度缺陷。对此，有选择地将压缩机进行有油润滑的改造，以改善汽缸表面、汽缸活塞环和支承环的工作环境，减少磨损，降低停机更换次数。改进后效果非常明显。此项虽然多消耗了润滑油，但比起由于活塞环、支承环过快磨损而停机更换所造成的损失，还是比较合算的。

2.严格检查汽缸体和冷却器

大修压缩机时严格检查汽缸体和冷却器，及时发现汽缸裂纹、结构密封失效等重大缺陷，进行彻底修复或更换。也要对冷却器失效的密封垫片、管板与冷却管的胀接松动以及破损的冷却水管进行彻底修复。

3.改造冷却水管路

循环使用的冷却水，水质较差、水温较高，水中杂质的存在使压缩机汽缸及冷却器换热效果不佳。把机身冷却水管路，由原设计的中间冷却器串联作为各级汽缸进水的冷却方式，改为中间冷却器、各级汽缸单独并联进水，使汽缸的排气温度降低了15℃。同时也可通过冷却器排出水分，降低或避免汽缸的锈蚀。

4.增加过滤器

在各压缩机进气管前增加过滤器，解决进入汽缸内介质含尘、含杂质问题。

5.购买原压缩机生产厂家的配件

活塞环、支承环、填料环等，必须购买原压缩机生产厂家的配件。在活塞环、支承环安装前，对其径向尺寸，按照压缩机汽缸的实际使用状况，进行必要的修整处理，尽量延长其使用寿命。

6.做好巡检和日常维修工作

对漏水、温度异常升高等现象，及时发现及时解决。活塞环、支承环在装配过程中，严格控制装配间隙，确保达到检修规范的要求。通过采取以上改造措施，压缩机活塞环、支承环磨损速度大幅降低，使用寿命相应延长，平均可以稳定运行4000h 以上。