壓縮機廣泛應(yīng)用于制冷、化工、礦山、儀表等行業(yè)。氣閥是壓縮機的“心臟”，往復(fù)式壓縮機的氣閥故障占往復(fù)式壓縮機故障總數(shù)的60%以上，若氣閥發(fā)生故障，不僅對壓縮機氣缸有害，而且對其它生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品質(zhì)量都帶來不利的影響，所以，分析氣閥損壞的原因和可靠性維修并提出預(yù)防措施，能延長氣閥的使用壽命，保證壓縮機的正常運行。

　　往復(fù)式壓縮機氣閥常見故障以及維修方法

　　(一)可靠性技術(shù)

　　廣義的可靠性就是有效性，它是指可以維修的產(chǎn)品在某時刻具有或維持規(guī)定功能的能力?？煽啃耘c維修性工程致力于研究、描述、度量以及分析系統(tǒng)的故障，目的是通過增加設(shè)計壽命，消除或減少出現(xiàn)故障的可能性好安全風(fēng)險，減少停機時間，進而增加可用時間。

　　(二)氣閥的基本組成與工作原理

　　(1)氣閥的基本組成：壓縮機氣閥由閥座、閥片、彈簧和升程限制器組成，如圖1所示。

　　(2)氣閥工作原理

　　壓縮機氣閥均為自動閥。它借助于氣缸工作腔和閥腔之間的氣體壓力差而開啟，并由于受到進、排氣過程中流經(jīng)氣閥的氣流推力作用而上升;當推力大于彈簧的反作用力時，閥片停留在升程限制器上;反之，當氣流推力小于彈簧力時，閥片便向下關(guān)閉。氣閥正常的工作過程曲線如圖2所示。

　　(三)往復(fù)式壓縮機氣閥工作特性及常見故障

　　要解決氣閥的故障和可靠性維修，就要知道壓縮機氣閥的工作原理及特性。壓縮機氣閥由閥座、閥片、彈簧和升程限制器組成。壓縮機氣閥均為自動閥，戲、排氣閥的工作原理相同，我們僅以進氣閥工作為例，當余隙容積膨脹終了時，若氣缸與閥腔之間的氣體壓力差Δp在閥片上的作用力大于彈簧力和一部分彈簧質(zhì)量力時，閥片開啟。閥片一旦離開閥座，便有氣體通過此縫隙進入氣缸，在流入氣體的推力作用下，閥片繼續(xù)上升直至撞到升程限制器。閥片撞擊升程限制器時，會產(chǎn)生反彈力，如果反彈力與彈簧力之和大于氣流推力，則閥片會出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。正常情況下，反彈力比較輕微，閥片在氣流推力作用下會再次貼到升程限制器上，閥片關(guān)閉。

　　氣閥的失效形式主要是氣閥閥片損壞、彈簧破損、氣閥密封性差及介質(zhì)造成的破壞。

　　(1)閥片的損壞

　　疲勞損壞：由于閥片承受著頻繁的啟閉，產(chǎn)生的撞擊載荷和交變載荷容易產(chǎn)生疲勞破壞，實際證明，閥片主要的破壞形式是撞擊載荷引起的徑向斷裂;閥片磨損：環(huán)狀閥片與導(dǎo)向塊工作面之間產(chǎn)生的摩擦磨損，減弱了閥片的強度和使用壽命;閥片材料缺陷：材料夾雜、裂紋等缺陷引起應(yīng)力集中，在交變載荷的作用，成為疲勞破壞的更本原因;介質(zhì)腐蝕性：由于工作介質(zhì)有很大腐蝕性，同時氣流流速較高，很容易使閥片表面產(chǎn)生破壞，當介質(zhì)中含有水分時，工作時沖刷閥片也會產(chǎn)生破壞。

　　(2)氣閥彈簧破壞

　　壓縮機曲軸每轉(zhuǎn)一周，彈簧承受的載荷便由氣閥全閉時的預(yù)壓緊力變化到全開時的最大壓縮力，彈簧在這種脈動循環(huán)載荷的作用下很容易損壞;在一個就是介質(zhì)對彈簧表面的腐蝕，引起應(yīng)力集中，加速破壞。

　　(3)氣閥密封性

　　壓縮機氣閥組件的密封性能也是影響整臺壓縮機排氣量、比功率、排氣溫度的主要原因，氣閥不平度、閥片倒角、閥座凡爾的線缺陷和裝配的清潔度都會造成氣閥密封性問題，影響閥的壽命。

　　(4)介質(zhì)造成的破壞

　　介質(zhì)臟或有外部雜質(zhì)進入，固體雜質(zhì)顆粒在壓縮機高壓氣流的帶動下猛烈沖擊氣閥零部件導(dǎo)致零部件損壞，或臟物夾在密封面之間，使氣閥很快失效，主要表現(xiàn)為閥體夾帶贓物。介質(zhì)帶液，介質(zhì)帶液或壓縮機氣液分離器出現(xiàn)故障會對氣閥造成沖擊，氣閥由于承受額外的沖擊負荷而快速失效，主要表現(xiàn)為壓縮機運行時聲音異常。

　　(四)可靠性維修分析

　　氣閥是往復(fù)式壓縮機中關(guān)鍵的部件之一，往復(fù)式壓縮機運行的經(jīng)濟性和可靠性在很大程度上取決于氣閥的可靠眭，但是在長期生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)氣閥故障是壓縮機最常見的故障，約占總故障的60%以上。眾多壓縮機的連續(xù)運轉(zhuǎn)時間沒有達到相關(guān)標準要求的關(guān)鍵原因之一是氣閥的可靠性有待提高。

　　一、氣閥可靠性降低的原因分析

　　(1)氣閥閥片的異常運動

　　(2)氣閥彈簧的損壞

　　(3)氣流中雜質(zhì)的的影響

　　(4)壓縮機汽缸注油量的影響

　　(5)氣閥未按要求進行正確安裝

　　二、提高氣閥可靠性的途徑

　　根據(jù)氣閥的結(jié)構(gòu)形式和以上對氣閥損壞原因的分析可知，氣閥的可靠性和許多因素有關(guān)，結(jié)合大型壓縮機的實際運行工況和特點，提高氣閥使用壽命應(yīng)主要考慮如下幾個方面：

　　(1)提高閥片和彈簧的產(chǎn)品質(zhì)量。對彈簧提出表面強化和松弛處理，提高閥片和彈簧的疲勞壽命。

　　(2)合理調(diào)整氣閥的彈簧力。根據(jù)機器的實際運行工況和氣閥的運動規(guī)律，合理調(diào)整氣閥的彈簧力，使氣閥具有良好的運動規(guī)律，減輕閥片對升程限制器、閥座的撞擊力和撞擊頻率。

　　(3)適當增加閥座的流通截面。要盡可能的提高閥座的流通截面，增加流量系數(shù)，是氣流分布均勻，以改善閥片的受力狀況，降低對閥片的沖擊載荷及附加彎矩。

　　(4)合理控制壓縮機汽缸潤滑油的注油量。對于低、中壓空氣壓縮機，潤滑油按下述建議值確定：臥式氣缸每平方米的潤滑表面積的供油量為G=0.0025g;立式氣缸為G=O,O02g。每小時的供油量為吼=120GnDSn，、，式中，G為單位面積供油量(g/m);D為氣缸直徑(m)，S為活塞行程(m)，n為壓縮機轉(zhuǎn)速(r/rain)。

　　對于級次較高的氣缸，分別按氣缸中活塞上下最大壓力差。

　　(5)加強工藝管理。嚴格控制溫度、壓力指標。穩(wěn)定工況，防止帶油帶水。特別是確保脫硫效果并嚴格控制原料的灰分，防止工藝氣體中夾帶過多的硫膏及粉塵。

　　(五)結(jié)語

　　以上是對往復(fù)式壓縮機氣閥的故障分析以及對氣閥的可靠性分析。氣閥的可靠性與往復(fù)式壓縮機的可靠性、經(jīng)濟性等有著密切關(guān)系，在氣閥設(shè)計、制造過程中，需統(tǒng)籌考慮氣閥的可靠性與經(jīng)濟性，根據(jù)壓縮機的轉(zhuǎn)速、氣缸尺寸、壓力、級的壓力比、溫度、氣體性質(zhì)等參數(shù)選擇合適的氣閥結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)用相關(guān)軟件模擬氣閥的工作性質(zhì)，并采取有效措施確保氣閥制造質(zhì)量達到設(shè)計要求，為提高壓縮機的可靠性、經(jīng)濟性創(chuàng)造有利條件。