压缩机气阀故障诊断
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因 见 表 １ 。
表 １ 气阀故障现象及原 因
故障现象 故障原 因
变化 以及压力 脉动变化等 ）更 主要 的是希望从气 阀工作过程 ， 中产生的动力性能变化 ， 来诊断故障 。目前对气 阀故障进行监
测和诊断 的主要方法有 ：
２１ 温 度 信 号 ．
温度信号包括吸气腔温度 、 排气腔温度 、 内气体温度、 缸 阀 体温度和缸体 温度 等信 号。这些信号 中， 由于 阀体温度和缸体
击速度和撞击 力增大 ， 导致 阀片碎裂 。因此 ， 利用 阀片冲击力 的变化 、 阀有否产 生泄漏等特征参数 ， 气 来判 断阀片和弹簧故
所 以，能及 时发 现气 阀故障 ，诊断 出气 阀发生故障 的原
因， 采取合理 的防治措施 ， 提高压 缩机 的运行可靠 性 ， 对 减少 停机损失 ， 将带来可观 的经济效益 。
摘 要 ： 简述压 缩机 气阀故 障原因的基础上 ， 在 总结 了压缩机 气阀故 障的原 因、 号特征 、 断方 法及 防治措施 。 信 诊 关键 词 ： 压缩杌 ； 气阀； 故障 ； 断 诊
中图分类号 ：Ｈ４ １ ５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：６ ２ ５ ．Ｘ ２ １ １ － ０ ５－１ １ ７ — ４ （ ０ ０）０－ ９ － ５ － ０ ０
力 随时间的变化 曲线反应 出来 。 ２３ 振动和声音信 号 ．
（） ４材质不符 合要求 。 弹簧的加工 、 热处理有缺陷 。
（ 阀崖密封面不平 。 面粗 糙度达不到要求 ； １ ） 表 【 密封面被磋伤 ； ２ ） 圆 闷片变形、 破裂 ；
气霸 【 阏酸通道有异物卡住 ； ４ ） 曩气 【 气 体沮座高 。 ５ ） 润滑油易 变成 炭溘卡住密封面 。石 油气压缩机 ． 温度和压 力 越裔 ． 聚合钧积 嵌越 严重 ． 炭渣牯着在 闷片和阀座上 ， 使气 月蔼 气 ； （ 弹簧力过小； ６ 】
气 阀故障引起的停机次数 ，占总停机次数 ８ ％以上 。气 阀一 ５ 旦发生故障 ， 马上影响压缩机 的产气 量 ， 降低效率 ， 费能源。 浪 阀件破损后碎块 落人 汽缸 ，引起汽缸拉 毛 ，活塞和活塞环损
坏， 带来更为严重 的问题 。
坏， 可导致气 阀漏气 ； 弹簧折 断 ， 使得 阀片对 阀挡 和 阀座 的 冲
气 阀工作状 态的好坏 ，是压缩机技术 发展 的核心 问题之
一
２ 气 阀故 障信 号 及诊 断
如表 １ 所示 ， 阀故障主要表 现为阀片损坏 、 气 弹簧折断和 气 阀漏气方 面 ，其实这 ３种故障常常是互为 因果 的。阀片损
。
往复压缩机有 ６ ％以上 的故障 ， ０ 发生在气阀上。据统计 ，
《 备制 造技术 ）ｏ ｏ年第 ｌ 装 ２ｌ ０期
压缩机气 阀故 障诊 断
赵质 良 ’陈学 峰 ’程 明 ， ，
（． 源自文库解放军 ９ ４ ３部 队 ８ ２９ ９分队 ， 辽宁 葫芦 岛 １ ５ ０ ；． ２ ０ ０ ２ 海军驻南 昌地 区航 空军事代表室 ， 江西 南 昌 ３ ０ ２ ） ３０ ４
破坏 ；
压力信号包括 吸气腔压力 、 排气腔 压力 、 流脉动压力和 气
缸内气体 压力等信号 。 各气腔压力状况与故障 紧密联系 ， 以 可 通过吸、 气腔压力 和压力脉动诊断故 障 ， 排 但这种方法 需针对 各个 气阀设置测 点 ，不便 实现 。缸 内气压信号与 故障联系紧 密 ， 缸压力 的变化 ， 气 可直接反 应热力 故障 的原 因， 是较 理想 的诊 断信 号 ， 压缩机 的运 行状态及故 障 ， 大都可 以通过 气缸压
２２ 压 力 信 号 ．
（） １疲劳破 坏 一 由于阀片承受 着频繁的撞 击载荷和 弯曲交变载 荷 。 阀片 容 易产 生疲 劳破坏。 实际使用 证明 ． 栩片主要 破坏形式 ． 是撞击载荷 引起的 径 向断裂 ； 圆 阀片磨 损 一 环状 阀片与导 向块工作 面之问产生 的摩擦磨损 ． 可减弱 闷 片强度 ． 降低使用寿命 。磨损量过 大时 。 阀片 可能卡死在导 向块上或 者 目片掴坏 失去密封作用 。环状冈片在工作时转 动。 引起阀片边缘磨损 ； 将 ａ） 闷片材 料缺陷 一 材料夹渣 、 夹层 、 纹等缺陷 引起阀片应力集 中 ， 循 裂 在 环载荷 作用 下 ， 成为疲劳破 坏的根源。因此 新阀片早期磨损率较高 ． 使用 期超 过 １０ 的 阔片． 使用寿命较高 ； ００ｂ 其 【】 ４介质腐蚀 一 压缩 介质本身有 腐蚀性或介 质中含有 水分 ， 工作 时冲刷 阀 片． 破坏 阀片表 面保护膜 ． 阀片局部 地方 出现腐蚀麻 点和空 洞 。 在 引起 应力集中 ． 产生腐蚀疲 劳破坏。 （） 簧从月片全闭到全启 ， １弹 其载 荷由援压缩力变化 到最 大压缩力 ， 承受脉 动循环载荷 ． 引起 疲劳破坏； 气阀弹 ∞ 弹簧 变形时与弹簧孔壁发生摩攘 磨损 ． 强度下降而 断裂； 簧损坏 Ｏ） 介质对 弹簧表面腐蚀 。 产生麻点 、 凹坑 。 引起应力集 中。 加速弹簧疲劳
障 ， 当前 研究 利用振动信号诊断气阀故障 的主要方法之一 。 是
监测气 阀的故障信号 ，除了观察压缩 机的热力参 数变化 之外（ 如压 缩机各级 吸、 排气压力 变化 、 气量变化 、 阀腔 内温度
１ 气 阀故 障原 因
气 阀故障 ， 主要是 阀片 、 弹簧破损 ， 气阀密封性差 ， 阀片 的 开启时 间和高度不对 以及 安装中产生 的问题 。气阀故障 的原
温度对故 障的反 应惯性大 ， 变化缓慢 ， 同时容 易受 到外 界环境
以 运行 时间的影 响 ， 及 其信号对于故障诊断不是理想 的信号 。
在压缩机稳定运 行达到相对热平 衡后 ， 、 吸 排气腔 的气体温度 变化不大 ， 容易测量 ， 而且对故 障的反应较为敏感 ， 应作为故障
监测 的特 征信 号。 于此 ， 鉴 在压缩 机运行现场 ， 配置 了红外线测 温仪， 严密观测气 阀的温度变化 ， 气缸 内气体温度 变化。
表 １ 气阀故障现象及原 因
故障现象 故障原 因
变化 以及压力 脉动变化等 ）更 主要 的是希望从气 阀工作过程 ， 中产生的动力性能变化 ， 来诊断故障 。目前对气 阀故障进行监
测和诊断 的主要方法有 ：
２１ 温 度 信 号 ．
温度信号包括吸气腔温度 、 排气腔温度 、 内气体温度、 缸 阀 体温度和缸体 温度 等信 号。这些信号 中， 由于 阀体温度和缸体
击速度和撞击 力增大 ， 导致 阀片碎裂 。因此 ， 利用 阀片冲击力 的变化 、 阀有否产 生泄漏等特征参数 ， 气 来判 断阀片和弹簧故
所 以，能及 时发 现气 阀故障 ，诊断 出气 阀发生故障 的原
因， 采取合理 的防治措施 ， 提高压 缩机 的运行可靠 性 ， 对 减少 停机损失 ， 将带来可观 的经济效益 。
摘 要 ： 简述压 缩机 气阀故 障原因的基础上 ， 在 总结 了压缩机 气阀故 障的原 因、 号特征 、 断方 法及 防治措施 。 信 诊 关键 词 ： 压缩杌 ； 气阀； 故障 ； 断 诊
中图分类号 ：Ｈ４ １ ５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：６ ２ ５ ．Ｘ ２ １ １ － ０ ５－１ １ ７ — ４ （ ０ ０）０－ ９ － ５ － ０ ０
力 随时间的变化 曲线反应 出来 。 ２３ 振动和声音信 号 ．
（） ４材质不符 合要求 。 弹簧的加工 、 热处理有缺陷 。
（ 阀崖密封面不平 。 面粗 糙度达不到要求 ； １ ） 表 【 密封面被磋伤 ； ２ ） 圆 闷片变形、 破裂 ；
气霸 【 阏酸通道有异物卡住 ； ４ ） 曩气 【 气 体沮座高 。 ５ ） 润滑油易 变成 炭溘卡住密封面 。石 油气压缩机 ． 温度和压 力 越裔 ． 聚合钧积 嵌越 严重 ． 炭渣牯着在 闷片和阀座上 ， 使气 月蔼 气 ； （ 弹簧力过小； ６ 】
气 阀故障引起的停机次数 ，占总停机次数 ８ ％以上 。气 阀一 ５ 旦发生故障 ， 马上影响压缩机 的产气 量 ， 降低效率 ， 费能源。 浪 阀件破损后碎块 落人 汽缸 ，引起汽缸拉 毛 ，活塞和活塞环损
坏， 带来更为严重 的问题 。
坏， 可导致气 阀漏气 ； 弹簧折 断 ， 使得 阀片对 阀挡 和 阀座 的 冲
气 阀工作状 态的好坏 ，是压缩机技术 发展 的核心 问题之
一
２ 气 阀故 障信 号 及诊 断
如表 １ 所示 ， 阀故障主要表 现为阀片损坏 、 气 弹簧折断和 气 阀漏气方 面 ，其实这 ３种故障常常是互为 因果 的。阀片损
。
往复压缩机有 ６ ％以上 的故障 ， ０ 发生在气阀上。据统计 ，
《 备制 造技术 ）ｏ ｏ年第 ｌ 装 ２ｌ ０期
压缩机气 阀故 障诊 断
赵质 良 ’陈学 峰 ’程 明 ， ，
（． 源自文库解放军 ９ ４ ３部 队 ８ ２９ ９分队 ， 辽宁 葫芦 岛 １ ５ ０ ；． ２ ０ ０ ２ 海军驻南 昌地 区航 空军事代表室 ， 江西 南 昌 ３ ０ ２ ） ３０ ４
破坏 ；
压力信号包括 吸气腔压力 、 排气腔 压力 、 流脉动压力和 气
缸内气体 压力等信号 。 各气腔压力状况与故障 紧密联系 ， 以 可 通过吸、 气腔压力 和压力脉动诊断故 障 ， 排 但这种方法 需针对 各个 气阀设置测 点 ，不便 实现 。缸 内气压信号与 故障联系紧 密 ， 缸压力 的变化 ， 气 可直接反 应热力 故障 的原 因， 是较 理想 的诊 断信 号 ， 压缩机 的运 行状态及故 障 ， 大都可 以通过 气缸压
２２ 压 力 信 号 ．
（） １疲劳破 坏 一 由于阀片承受 着频繁的撞 击载荷和 弯曲交变载 荷 。 阀片 容 易产 生疲 劳破坏。 实际使用 证明 ． 栩片主要 破坏形式 ． 是撞击载荷 引起的 径 向断裂 ； 圆 阀片磨 损 一 环状 阀片与导 向块工作 面之问产生 的摩擦磨损 ． 可减弱 闷 片强度 ． 降低使用寿命 。磨损量过 大时 。 阀片 可能卡死在导 向块上或 者 目片掴坏 失去密封作用 。环状冈片在工作时转 动。 引起阀片边缘磨损 ； 将 ａ） 闷片材 料缺陷 一 材料夹渣 、 夹层 、 纹等缺陷 引起阀片应力集 中 ， 循 裂 在 环载荷 作用 下 ， 成为疲劳破 坏的根源。因此 新阀片早期磨损率较高 ． 使用 期超 过 １０ 的 阔片． 使用寿命较高 ； ００ｂ 其 【】 ４介质腐蚀 一 压缩 介质本身有 腐蚀性或介 质中含有 水分 ， 工作 时冲刷 阀 片． 破坏 阀片表 面保护膜 ． 阀片局部 地方 出现腐蚀麻 点和空 洞 。 在 引起 应力集中 ． 产生腐蚀疲 劳破坏。 （） 簧从月片全闭到全启 ， １弹 其载 荷由援压缩力变化 到最 大压缩力 ， 承受脉 动循环载荷 ． 引起 疲劳破坏； 气阀弹 ∞ 弹簧 变形时与弹簧孔壁发生摩攘 磨损 ． 强度下降而 断裂； 簧损坏 Ｏ） 介质对 弹簧表面腐蚀 。 产生麻点 、 凹坑 。 引起应力集 中。 加速弹簧疲劳
障 ， 当前 研究 利用振动信号诊断气阀故障 的主要方法之一 。 是
监测气 阀的故障信号 ，除了观察压缩 机的热力参 数变化 之外（ 如压 缩机各级 吸、 排气压力 变化 、 气量变化 、 阀腔 内温度
１ 气 阀故 障原 因
气 阀故障 ， 主要是 阀片 、 弹簧破损 ， 气阀密封性差 ， 阀片 的 开启时 间和高度不对 以及 安装中产生 的问题 。气阀故障 的原
温度对故 障的反 应惯性大 ， 变化缓慢 ， 同时容 易受 到外 界环境
以 运行 时间的影 响 ， 及 其信号对于故障诊断不是理想 的信号 。
在压缩机稳定运 行达到相对热平 衡后 ， 、 吸 排气腔 的气体温度 变化不大 ， 容易测量 ， 而且对故 障的反应较为敏感 ， 应作为故障
监测 的特 征信 号。 于此 ， 鉴 在压缩 机运行现场 ， 配置 了红外线测 温仪， 严密观测气 阀的温度变化 ， 气缸 内气体温度 变化。