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活塞空压机常见故障及排查方法

  【压缩机网】活塞式空气压缩机在长期高负荷运行过程中,由于部件磨损、润滑不良、操作不当、环境因素等原因,容易出现各类故障,影响设备的正常运行。及时排查故障、分析故障成因,并采取针对性的解决措施,是保证设备稳定运行的关键。本文主要梳理了活塞式空气压缩机常见的故障类型、成因及排查方法。

  1、无法启动或启动后立即停机

  1.1故障现象

  按下启动按钮后,电动机无反应,无法启动;或启动瞬间即跳闸停机;或启动后运行一段时间(几秒至几分钟)后自动停机。

  1.2故障成因

  (1)电气系统故障:电源电压过低、缺相;控制线路接触不良、断路或短路;电动机过载保护装置(热继电器)动作;保险丝熔断;电动机本身故障(如绕组烧毁、轴承损坏);急停按钮未复位。

  (2)机械卡阻:曲轴箱内润滑油凝固(低温环境)或油量不足、变质,导致运动部件卡滞;活塞、连杆、曲轴等部件磨损严重或变形,导致运动卡涩;气缸内进入异物(如金属碎屑、杂物),阻碍活塞运动;皮带过紧导致阻力过大,或皮带断裂。

  (3)压力开关故障:储气罐内压力未释放至启动压力以下,压力开关触点未复位;压力开关本身故障(如触点粘连、损坏),无法正常控制设备启动。

  (4)其他原因:冷却系统故障,温度继电器动作;润滑系统故障,油压继电器动作;设备固定不牢固,振动过大,导致保护装置动作。

  1.3排查方法

  (1)排查电气系统:首先检查电源电压、线路连接,确认电源电压符合设备要求,线路无断路、短路,接头接触良好;检查保险丝是否熔断,若熔断,更换同规格保险丝;检查急停按钮是否复位,热继电器是否动作,若动作,排查过载原因,复位热继电器;检查电动机,用万用表测量绕组电阻,判断是否烧毁,转动电动机轴,判断轴承是否损坏,若电动机故障,需维修或更换。

  (2)排查机械卡阻:检查曲轴箱内润滑油的油位、油质和温度。若润滑油凝固,需加热融化并更换合适标号的润滑油;若油量不足,补充润滑油;若油质变坏,彻底更换润滑油;手动盘动飞轮,判断是否存在卡滞,若卡滞,拆解设备,检查活塞、连杆、曲轴等部件,清理气缸内的异物,更换磨损、变形的部件;检查皮带的松紧度和完整性,调整皮带松紧度,更换断裂的皮带。

  (3)排查压力开关:释放储气罐内的多余压力,使压力降至启动压力以下,检查压力开关触点是否复位;用万用表测量压力开关,判断是否故障,若故障,更换压力开关。

  (4)排查其他原因:检查冷却系统的风扇、冷却水循环情况,清理散热片或冷却管道内的水垢,确保冷却系统正常;检查润滑系统的油压,排查润滑油、油过滤器是否故障,确保油压正常;检查设备的固定螺栓,重新紧固松动的螺栓,更换老化的减震垫,减少振动。

  2、排气压力不足

  2.1故障现象

  空压机运行正常,但储气罐内的压力始终达不到额定值,或升压速度明显变慢;排气管道内的压力低于设定值,无法满足用气设备的需求。

  2.2故障成因

  (1)进气系统故障:空气滤清器堵塞,进气量不足,导致排气量下降,压力无法升高;进气卡滞、泄漏,无法正常打开或关闭,导致吸气不足;进气管道堵塞或漏气,影响进气量。

  (2)密封件泄漏:活塞环磨损、断裂或安装反向,导致活塞与气缸壁之间密封不严,压缩空气泄漏;气缸壁磨损过度,配合间隙增大,气体泄漏;气阀片磨损、变形或弹簧损坏,导致气阀密封不严,气体泄漏;活塞杆与填料函之间密封不严,气体泄漏。

  (3)压力开关设定错误:压力上限设定值低于设备额定压力,导致设备提前卸载,无法达到额定压力。

  (4)排气系统故障:排气管道、储气罐、止回阀等部件泄漏,导致高压空气流失;排气阀卡滞、堵塞,排气不畅,导致压力无法升高;油气分离器堵塞,排气阻力增大。

  (5)其他原因:用气量超标,设备选型偏小,或新增用气设备未核算负荷;压缩机的压缩比设置不合理,或多级压缩的中间冷却器故障,导致压缩效率下降。

  2.3排查方法

  (1)排查进气系统:拆卸空气滤清器,清理或更换滤芯,确保进气通畅;检查进气阀,拆解清洗,修复卡滞的部件,更换损坏的阀片和弹簧,确保进气阀启闭灵活、密封良好;检查进气管道,清理堵塞物,紧固接头,修复漏气点。

  (2)排查密封件泄漏:拆解气缸,检查活塞环的状态,更换磨损、断裂的活塞环,纠正安装方向;测量气缸壁的磨损程度,若磨损过度,进行镗缸修复或更换气缸;检查气阀,更换磨损、变形的阀片和损坏的弹簧,确保气阀密封良好;检查填料函,更换磨损的密封件,调整填料函的松紧度,确保密封严密。

  (3)排查压力开关:检查压力开关的设定值,重新校准,将压力上限设定为设备额定压力,确保设备能够正常加载至额定压力。

  (4)排查排气系统:对排气管道、储气罐、止回阀等部件进行压力测试,用肥皂水涂抹接头和密封处,冒泡处即为漏点,紧固接头、更换密封垫或破损管路;检查排气阀,拆解清洗,修复卡滞、堵塞的部件,确保排气通畅;清理油气分离器,更换堵塞的滤芯,减少排气阻力。

  (5)排查其他原因:核算用气量,关闭非必要用气设备,若设备选型偏小,考虑升级设备或增加空压机数量;检查压缩比设置,确保合理,排查多级压缩的中间冷却器,清理冷却管道,修复故障,提高压缩效率。


  3、排气温度过高

  3.1故障现象

  设备运行过程中,气缸温度、排气温度过高,超过设定值(通常超过160℃);温度继电器动作,设备自动停机;排气管道发热,甚至出现烫手现象;润滑油变质加快,出现焦糊味。

  3.2故障成因

  (1)冷却系统故障:风冷式压缩机的散热片堵塞、风扇损坏或皮带打滑,散热效果下降;水冷式压缩机的冷却水流量不足、冷却管道堵塞、冷却水故障,冷却水无法正常循环;温控阀卡滞,润滑油无法进入散热器,导致油温升高。

  (2)润滑系统故障:润滑油量不足、油质变坏或油号不符,润滑效果下降,运动部件摩擦生热加剧;油过滤器堵塞,润滑油循环不畅,无法有效带走热量;润滑油冷却器堵塞,冷却效果下降。

  (3)压缩系统故障:压缩比过大,导致排气温度急剧升高;气阀卡滞、堵塞,排气不畅,气缸内的气体无法及时排出,温度升高;活塞、活塞环磨损严重,密封不严,气体泄漏,导致压缩效率下降,热量增加;气缸壁磨损,配合间隙增大,摩擦生热加剧。

  (4)环境因素:设备安装在密闭空间,通风不良;夏季环境温度过高,超过40℃;设备周围堆积杂物,影响散热。

  (5)其他原因:进气温度过高,超过40℃,导致压缩过程中排气温度进一步升高;余隙容积过大,增加压缩功,导致温度升高。

  3.3排查方法

  (1)排查冷却系统:风冷式压缩机,清理散热片上的灰尘和杂物,检查风扇和皮带状态,更换损坏的风扇,调整皮带松紧度,确保风扇正常运转;水冷式压缩机,检查冷却水泵运行情况,疏通冷却管道内的水垢,增加冷却水流量,确保冷却水循环正常;检查温控阀,拆解清理杂质,卡滞损坏则直接更换,恢复油温控制功能。

  (2)排查润滑系统:补充润滑油至标准油位,更换变质、油号不符的润滑油,确保润滑油符合设备要求;更换堵塞的油过滤器,清理润滑油冷却器,确保润滑油循环通畅,冷却效果良好。

  (3)排查压缩系统:调整压缩比,确保在合理范围内(单级3~5),若压缩比过大,考虑采用多级压缩;检查气阀,拆解清洗,修复卡滞、堵塞的部件,更换损坏的阀片和弹簧,确保排气通畅;检查活塞、活塞环和气缸壁,更换磨损的部件,修复密封,提高压缩效率。

  (4)改善运行环境:清理设备周围的杂物,加强机房通风,安装通风设备;避免设备阳光直射,夏季可采取降温措施,控制机房温度≤40℃。

  (5)排查其他原因:检查进气温度,若过高,安装进气冷却装置,降低进气温度;检查余隙容积,若过大,调整或修复相关部件,减少余隙容积。

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  4、振动和噪音过大

  4.1故障现象

  设备运行过程中,机身振动剧烈,甚至出现晃动;发出尖锐的金属摩擦声、撞击声或异常噪音;振动和噪音随转速升高而增大,影响设备运行稳定性和周围环境。

  4.2故障成因

  (1)设备固定不牢固:设备底座的固定螺栓松动、缺失;减震垫老化、损坏或缺失,无法起到减震作用;设备安装不平,重心偏移。

  (2)运动部件故障:曲轴、连杆、活塞等部件磨损严重,配合间隙过大,运转时产生撞击;活塞销、连杆轴承、曲轴轴承磨损,导致间隙过大,产生噪音;飞轮、皮带轮固定螺栓松动,运转时出现晃动,产生振动和噪音;活塞与气缸壁之间间隙过大,运转时产生撞击。

  (3)润滑不良:润滑油量不足、油质变坏,运动部件之间摩擦加剧,产生金属摩擦声;油过滤器堵塞,润滑油循环不畅,润滑效果下降。

  (4)气阀故障:气阀阀片断裂、弹簧损坏,阀门闭合时产生冲击,发出噪音;气阀卡滞,启闭不灵活,产生异常声音。

  (5)其他原因:皮带松动、跑偏,运转时产生摩擦声和振动;进气管道、排气管道固定不牢固,运转时产生共振;设备内部进入异物,碰撞产生异响。

  4.3排查方法

  (1)加固设备:检查设备底座的固定螺栓,重新拧紧松动的螺栓,补齐缺失的螺栓;更换老化、损坏的减震垫,确保减震垫安装到位;调整设备安装水平,校正重心,确保设备平稳放置。

  (2)排查运动部件:拆解设备,检查曲轴、连杆、活塞等部件的磨损程度,测量配合间隙,若超过允许范围,更换磨损的部件;检查活塞销、连杆轴承、曲轴轴承,更换磨损的轴承,调整配合间隙;检查飞轮、皮带轮的固定螺栓,重新拧紧,确保固定牢固。

  (3)改善润滑:补充润滑油至标准油位,更换变质的润滑油,清理油过滤器,确保润滑油循环通畅,润滑效果良好。

  (4)排查气阀:拆解气阀,检查阀片和弹簧的状态,更换断裂的阀片和损坏的弹簧,清理卡滞的部件,确保气阀启闭灵活、平稳。

  (5)排查其他原因:调整皮带的松紧度,校正皮带轮位置,避免皮带跑偏;检查进气管道、排气管道的固定情况,重新紧固松动的管道,加装减震装置,减少共振;若设备内部有异物,专业人员拆解主机,清理杂质,检查部件碰撞损伤并修复。

  5、润滑油消耗量过大

  5.1故障现象

  曲轴箱内的润滑油油位下降过快,需频繁补充润滑油;排气口出现大量油雾,压缩空气含油量超标;储气罐内的积水含油量明显增加,用气设备内部出现油污,影响用气品质。

  5.2故障成因

  (1)润滑油加注过量:润滑油油位超过油标上限,运转时被活塞带入气缸,随压缩空气排出,导致润滑油消耗过大。

  (2)活塞环故障:活塞环磨损、断裂或安装反向,密封失效,润滑油被压缩空气带入排气系统,随空气排出;活塞环的开口间隙过大,密封效果下降,润滑油窜入气缸。

  (3)气缸磨损:气缸壁被划伤或磨损过度,配合间隙增大,润滑油容易上窜至气缸,被压缩空气带走。

  (4)填料函故障:填料函的密封件磨损、老化,密封不严,润滑油从活塞杆与填料函之间的间隙泄漏,随排气排出。

  (5)其他原因:油气分离器故障,无法有效分离压缩空气中的润滑油;排气温度过高,导致润滑油碳化、挥发,消耗量增加;润滑系统压力过高,润滑油泄漏加剧。

  5.3排查方法

  (1)调整润滑油油位:排放多余的润滑油,使油位保持在油标上下限之间,避免加注过量。

  (2)排查活塞环:拆解活塞组件,检查活塞环的状态,更换磨损、断裂的活塞环,纠正安装方向;测量活塞环的开口间隙,若超过允许范围,更换活塞环,确保密封效果。

  (3)排查气缸:测量气缸内径,检查气缸壁的磨损和划伤情况,若磨损过度或划伤严重,进行镗缸修复或更换气缸。

  (4)排查填料函:更换磨损、老化的填料函密封件,调整填料函的松紧度,确保密封严密,避免润滑油泄漏。

  (5)排查其他原因:检查油气分离器,清理或更换堵塞的滤芯,确保其能够有效分离压缩空气中的润滑油;排查排气温度过高的原因,采取冷却措施,降低排气温度;检查润滑系统的油压,调整油压至合理范围,避免油压过高导致泄漏。

  6、漏气、漏油故障

  6.1故障现象

  设备运行过程中,进气管道、排气管道、气缸、阀门等部位出现压缩空气泄漏,发出漏气声;曲轴箱、润滑油管道、油过滤器等部位出现润滑油泄漏,地面出现油污,润滑油油位下降。

  6.2故障成因

  (1)漏气原因:管道接头、阀门密封垫老化、损坏,密封不严;气缸盖、气阀盖的螺栓松动,密封不严;气阀阀片、活塞环磨损,密封失效;活塞杆与填料函之间密封件磨损,密封不严;储气罐、排气管道破损,导致漏气。

  (2)漏油原因:曲轴箱密封垫老化、损坏,导致润滑油泄漏;润滑油管道、接头松动、破损,润滑油泄漏;油过滤器、润滑油泵的密封件磨损,密封不严;活塞环磨损,润滑油窜入气缸,随排气排出(窜油);油位过高,润滑油从曲轴箱通气孔溢出。

  6.3排查方法

  (1)排查漏气:启动设备,使其处于空载运行状态,用肥皂水涂抹可能漏气的部位(管道接头、阀门、气缸盖、填料函等),冒泡处即为漏点;紧固松动的螺栓,更换老化、损坏的密封垫;修复或更换破损的管道和储气罐;对气缸、气阀、活塞环等密封部件进行检修,更换磨损的部件,确保密封性能良好。

  (2)排查漏油:全面检查曲轴箱密封垫、润滑油管道、油过滤器、润滑油泵等部位的密封情况,更换老化、损坏的密封件,紧固松动的管道接头和螺栓;排放曲轴箱内多余的润滑油,使油位保持在标准范围;若存在窜油问题,按照第5章节的排查方法处理活塞环、气缸、填料函等部件,从根源上解决漏油问题。

  此外,漏气、漏油故障若长期未得到处理,不仅会造成能源浪费、润滑油损耗增加,还可能加剧设备部件磨损,引发二次故障,因此需建立定期排查机制。日常运行中,应每日检查管道接头、密封部位是否有泄漏痕迹,每周对密封件、管道进行一次全面巡检,发现问题及时处理,避免故障扩大。同时,需做好泄漏故障的记录,总结泄漏高发部位和常见成因,针对性优化维护策略,从源头减少漏气、漏油问题的发生,保障设备的密封性和运行稳定性。

  结合工业现场实际维修案例,更能直观体现漏气、漏油故障的危害及规范排查的重要性。青岛恒源化工企业使用的固定式活塞式空压机,曾出现排气管道接头密封垫老化导致的漏气故障,初期未及时发现,仅表现为排气压力略有下降,后期密封垫彻底损坏,大量高压空气泄漏,不仅导致用气设备无法正常工作,造成日均2小时的生产停机,还因泄漏气流冲击管道接口,加剧了管道磨损,后续维修需更换整段管道及密封部件,维修成本较初期排查处理增加了6倍。另有青岛华天轮胎生产厂的小型活塞式空气压缩机,因曲轴箱密封垫损坏出现漏油现象,操作人员未及时排查,导致润滑油油位持续下降,未及时补充润滑油后,曲轴与轴承因润滑不良出现严重磨损,最终引发曲轴抱死故障,设备停机维修时长达3天,直接经济损失超过万元。上述案例充分说明,漏气、漏油故障虽初期症状较轻微,但若忽视排查与处理,极易引发连锁故障,因此建立定期排查机制、规范操作流程,对降低设备运维成本、保障生产连续性具有重要意义。

  活塞式空压机的漏气漏油故障是设备运行过程中最为常见的故障类型之一,其成因主要集中在密封件老化损坏、部件磨损、安装紧固不当及操作不规范等方面,排查过程需结合故障现象,针对性检查密封部位、管道接头、运动部件及润滑系统等关键环节,采取紧固、更换、修复等措施及时处理。

  结合工业现场案例可知,此类故障虽初期症状轻微,但忽视排查与处理极易引发连锁故障,造成生产停机、维修成本增加等不良后果。因此,规范故障排查流程、建立定期巡检机制,不仅能有效解决漏气、漏油问题,更能保障设备密封性能和运行稳定性,为活塞式空气压缩机的安全、高效运行奠定基础,同时也为后续设备维修与日常维护提供了重要的实践参考。

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来源:本站原创

标签: 空压机活塞故障  

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