离心式压缩机故障分析

任务一 离心式空气压缩机 常见故障及其分析 离心式压缩机的维护与检修 故障名称 产生原因 处理方法 异常振动 和噪声 不对中 压缩机转子 不平衡 叶轮损坏 轴承不正常 卸下联轴器，使原动机单独转 动，如果原动机转动时没有异常振 动，则故障可能由不对中引起；检 查对中情况并参照安装说明书 检查转子，看是否由污垢或损 坏引起；如有必要应对转子重新进 行平衡 检查叶轮，必要时进行修复或 更换 检查轴承、调整间隙，必要时 修复或更换 一、离心式空气压缩机常见故障及其分析 故障名称 产生原因 处理方法 异常振动 和噪声 联轴器故障 或不平衡 密封环不良 油压、油温 不正常 油中有污垢 、不清洁，使轴 承磨损 喘振 气体管路的 应力传递给机壳 ，由此引起不对 中 11压缩机附近 有机器工作 检查联轴节平衡情况，检查联轴器 螺栓、螺母 检查测定密封环间隙，必要时候修 复或更换 检查各注油点油压、油温及油系统 工作情况，发现异常设法调整 查明污垢来源，检查油质，加强过 滤，定期换油，检查轴承，调整间隙 检查压缩机运行时是否远离喘振点 ，防喘裕度是否正确，防喘装置是否 工作正常 气体管路应很好固定，防止有过大 的应力作用在压缩机气缸上；管路应 有足够的弹性补偿，以应付热膨胀量 11将它们的基座基础互相分离，并增 加连接管的弹性 故障名称 产生原因 处理方法 轴承故障 润滑不正 常 不对中 轴承间隙 不符要求 压缩机或 联轴器不平 衡 确保使用合格的润滑油；定期检查， 不应有水和污垢进入油中 检查对中情况，必要时应进行调整 检查间隙，必要时应进行调整或更 换轴承 检查压缩机转子组件和联轴器，看 是否有污物附着或转子组件缺损，必 要时转子应重新找平衡 止推轴承 故障 轴向推力 过大 润滑不正 常 检查止推轴承间隙，检查气体进出 口压差，必要时检查内部密封环环间 隙数据是否超标，检查段间平衡盘密 封环间隙是否超标 检查油泵、油过滤器和油冷器，检 查油温、油压和油量，检查油的品质 故障名称 产生原因 处理方法 油密封环 和密封环 故障，密 封不稳定 不对中和振 动 油中有污物 密封环间隙 有偏差 油压不足 密封环精度 不够 密封油品质 和油温不符合 要求 参阅振动部分 检查油过滤器，更换附有污物 的滤芯；加强在线过滤 检查间隙，必要时应给予调整 或更换 检查参考气压力，不得低于最 小极限值 检查密封环，必要时应修理或 更换 检查油质、油温，并予以解决 故障名称 产生原因 处理方法 密封系统 工作不稳 定、不正 常 密封环精度 不够 密封油品质 或油温不符要 求 油、气压差 系统工作不良 密封部分磨 损或损坏 浮环座的接 触磨损不均匀 浮环座的端 面有缺口或密 封面磨损 检查密封环，必要时应修理或 更换 检查密封油质、指标不符应更 换；检查密封油温，并进行调节 检查参考气压力及线路，并调 整到规定值；检查压差系统各元 件工作情况 拆下密封后重新调整间隙组装 ；按规定进行修理或更换 应研磨、修正接触面或更换新 的备件 消除吸入损伤、减少磨损，必 要时更换新的备件 故障名称 产生原因 处理方法 密封系统 工作不稳 定、不正 常 密封环断裂 或破坏 (组装损 伤或空转时热 应力破坏 ) 密封面、密 封件、 O形环 被腐蚀 因低温操作 密封部分结冰 计量仪表工 作误差 可能组装时造成损伤，组装应 注意；尽量减少空负荷运转；不 能修复时应更换 分析气体性质，更换部件材质 或更换新备件 消除结冰，或用干燥氮气净化 密封大气 检查系统的测量仪表，发现失 准时检修或更换 故障名称 产生原因 处理方法 压缩机性能 达不到要求 设计错误 制造错误 气体性质差异 运转条件变化 沉积夹杂物 密封环间隙过 大 审查原始设计，检查技术参数是否符合 要求；如发现问题应与卖方和制造厂交涉， 采取补救措施 检查原设计及制造工艺要求：检查材质 及加工精度；发现问题及时与卖方和制造 厂交涉 检查气体的各种性质参数，如与原始设 计的气体性质相差太大，必然影响压缩机 性能指标；根据实际需要与可能设法解决 实际运转条件与设计条件相差太大，必 然使压缩机运转性能与设计性能偏移，如 发现异常应查明原因 在气体流道和叶轮以及气缸中是否有夹 杂物，如有则应清除 检查各部间隙，不符要求则必须调整或 更换 故障名称 产生原因 处理方法 压缩机喘 振 运行点落入 喘振区或距喘 振边界太近 防喘裕度设 定不够 吸人流量不 足 压缩机出口 气体系统压力 超高 检查运行点在压缩机特性线上 的位置，如距离喘振边界太近或 落入喘振区，应及时调整工况并 消除喘振 预先测定好各种工况下的防喘 裕度；防喘裕度线应调整到最佳 可能进气阀门开度不够，阀芯 太脏或结冰，进气通道阻塞，入 口气源减少或切断等。应查出原 因设法解决 压缩机减速或停机时气体未放 空或回流；出口止逆阀失灵或不 严，气体倒灌；应查明原因采取 措施 故障名称 产生原因 处理方法 压缩机喘 振 工况变化时 放空阀或回流 阀未及时打开 防喘振装置 未投自动 防喘振装置 或机构工作失 准或失灵 防喘整定值 不准 升速、升压 过快 进口流量减少或转速下降，或 转速急速升高时应查明原因；及 时打开防喘振的放空或回流阀门 正常运行时防喘振装置应投自 动 定期检查防喘振装置的工作情 况，如发现失灵、失准或卡涩、 动作不灵应及时解决 严格整定防喘数值，并定期试 验，发现数值不准及时校正 工况变化，升速、升压不可过 猛、过快，要交替进行，缓慢、 均匀 故障名称 产生原因 处理方法 压缩机喘 振 降速未先降 压 11气体性质改 变或状态严重 改变压缩机部 件损坏脱落 12压缩机气体 出口管线上止 逆阀不灵 降速之前应先降压，以免发生 喘振 11当气体性质或状态改变之前， 应换算特性线，根据改变后的特 性线整定防喘振值级间密封、平 衡盘密封和 O形环破损、脱落会 诱发喘振；应经常检查，使之处 于完好状态 12压缩机出口气体管线上的业逆 阀应经常检查，保持动作灵活、 可靠；以免转速降低或停机时气 体倒灌 故障名称 产生原因 处理方法 压缩机叶 轮破损 材质不合格， 强度不够 工作条件不 良 (强度下降 ) 负荷过大， 强度降低 异常振动， 动、静部分碰 撞 落入夹杂物 重新审查原设计、制造所用的 材质，如材质不合格应更换叶轮 工作条件不符合要求，由于条 件恶劣，造成强度降低，应改善 工作条件，符合设计 因转速过高或流量、压比太大 ，使叶轮强度降低，造成破坏； 禁止严重超负荷或超速运行 振动过大，造成转动部分与静 止部分接触、碰撞，形成破损； 严禁振值过大强行运转；消除异 常振动 压缩机内进入夹杂物打坏叶轮 或其他部件；严禁夹杂物进入压 缩机；检查进口过滤器是否损坏 故障名称 产生原因 处理方法 压缩机漏气 沉积夹杂物 应力腐蚀和化 学腐蚀密封系统工 作不良 O形密封环不良 气缸或管接头 漏气 密封胶失效 运转不正常 密封环破损、 断裂、腐蚀、磨损 保持气体纯洁，通流部分和气缸内有 沉积物时应尽早清除 防止发生应力集中，防止有害成分进 入压缩机，做好压缩机的防腐措施。检查 密封系统各元件，查出原因及时解决 检查各 O形环，如发现不良和老化应更 换 检查气缸接合面和各法兰接头，发现 漏气及时采取措施 检查气缸中分面和其他部位的密封胶 及填料，发现失效应更换 检查运转操作指标是否正确，检查压 缩机运行状态，发现不正常及时解决 检查各密封环；发现断裂、破损、磨 损和腐蚀应查明原因，并灰时修复或更换 故障名称 产生原因 处理方法 压缩机流量 和排出压力 不足 通流量有问题 压缩机逆转 吸气压力低 分子量不符 原动机转速比 设计转速低 自排气侧向吸 气侧的循环量增 大 压力计或流量 计故障 将排气压力与流量同特性曲线相比 较研究，看是否符合，以发现问题 检查旋转方向，旋转方向应与压缩 机壳上的箭头方向一致 检查入口过滤器 测定气体实际分子量，和说明书的 规定数值相比较；如果实际分子量比 规定值为小，排气压力就不足 检查压缩机运行转速，与说明书对 照；如转速确实低，应提升原动机转 速 检查循环气量，检查外部配管；检 查循环气阀开度，循环量太大应调整 检查各计量仪表，发现问题应调校 、修理或更换 故障名称 产生原因 处理方法 原动机超负 荷 分子量比 规定值大 原动电动 机在电气方面 有问题 与叶轮相 邻的扩压器表 面腐蚀，扩压 度降低 叶轮或扩 压器变形 转动部分 与静止部分相 碰 吸入压力 高 检查气体实际分子量，与设计说明书 相比较 检查断路器的热容量和动作状况；检 查电压是否降低；检查各相电流差是否 在 3以内；发现问题及时解决 拆开检查，检查扩压器各流道，如有 腐蚀应改善材质或提高表面硬度；清扫 表面，使表面光滑；如叶轮与扩压器相 碰或扩压器变形、应更换 叶轮或扩压器变形应修复或更换 拆开原动机压缩机和齿轮箱；检查各 部间隙并与说明书对照；发现问题及时 解决 吸入压力高，则重量流量增大，功率 消耗大；与设计数据对照，找出原因 并解决 二、检修周期 检修类别 小修 中修 大修 检修周期（月） 3 4 8 12 24 36 任务二 离心式空气压缩机的拆卸 项目三 离心式压缩机的维护与检修 1准备工作 离心式压缩机拆卸前，应做好以下几项准备工作： 切断电源，确保拆卸时的安全； 关闭出入口阀门，拆除压缩机与增速器及增速器 与电动机联轴器的连接装置； 拆除进、出口法兰螺栓，使机壳与进、出口管路 脱开，为安全起见在管口处加装盲板。对于水平剖 分式压缩机，缸体不进行拆卸时，也可不拆进、出 口管线。 2连接件的拆卸 离心式压缩机拆卸时，首先应拆卸机壳的连接螺栓或机壳 与端盖的连接螺栓，拆开轴承压盖，将汽缸盖或端盖、轴承 压盖吊出。 在拆卸时，汽缸盖与机壳的密封垫片，有时会出现粘连现 象，使汽缸盖难以吊起，此时，可用顶丝或用通芯螺丝刀将 机盖顶起或撬起后，再行拆卸。 3缸盖及内件的拆卸 将汽缸盖翻过来，使结合面向上，取出缸盖和缸盖内的全 部密封装置、隔板、推力块、油封及轴瓦等零部件。锈死或 卡住的气封或隔板应用煤油提前浇在止口处，并用紫铜棒轻 轻敲击取出。 4转子的拆卸 用钢丝绳将转子绑好，从缸体上吊起；对于垂 直剖分型压缩机，应将转子从机壳内缓缓抽出， 吊起，放在事先准备好的支架上。 一般情况下，转子部分不进行拆卸解体，以保证 转子动平衡不被破坏。需拆卸时，应沿轴向按从 外向内的顺序依次进行，即推力盘 密封轴套 平衡盘 轴套 叶轮。轴套、叶轮等零件常常过 盈套装在轴上，拆叶轮前可先将轴套用机加工的 方法除去。 4转子的拆卸 一般情况下可采 用迅速加热叶轮的 方法来拆卸叶轮， 拆卸时应注意加热 温度和时间。从转 子上拆卸零件时应 使用专用工具，如 拉力器等。 5缸体的拆卸 拆卸汽缸体与机座处的连接螺栓，或缸体与基础 连接处的地脚螺栓，将缸体拆下。 6注意事项 拆卸时，要做好标记，记录好原始安装位置，以 防止回装时出现漏装、错装、错位、倒向等错误发 生。拆下零件应摆放整齐，对拆卸后暴露的油孔、 油管等应及时妥善封闭，严防导物落入，一旦有异 物掉入，必须尽一切办法取出。 任务三 主要零部件的检查与修理 项目三 离心式压缩机的维护与检修 一、主轴的检修 主轴拆卸后，用外径千分尺测量各轴颈 (与叶轮、 轴承、联轴器等配合处 )的尺寸，以计算其圆度和圆 柱度偏差，其值应在允许范围内。 一、主轴的检修 当偏差超过允许值较小时，可用车削或磨削方法 进行修理； 超差较大时，则应检查主轴直线度偏差是否过大。 将主轴放在机壳内或放置于车床上两顶尖之间，使 主轴处于自由状态，用千分表测量主轴轴颈的径向 圆跳动量。 一、主轴的检修 将转子分成 4-8等分，按转子旋转方向盘动转子， 千分表摆动最大值即为径向圆跳动量值。同时用两 块千分表在主轴适当位置测量主轴的直线度偏差。 其径向圆跳动量值应不大于 0.01mm，若偏差超 标不大时，可将主轴轴颈在车床上车削；如超标过 大，则应检测直线度偏差并用矫正方法矫直主轴。 一、主轴的检修 检查轴颈表面有无划痕、沟槽、擦伤、磨点等 缺陷，必要时进行探伤检查。 较小的缺陷可用手工刮研并抛光处理；较大的 缺陷可用堆焊、电镀、喷涂等方法修理后，再磨 削抛光。 探伤检查发现裂纹或出现严重缺陷时，一般不 予修理，而用备品配件更换。 二、叶轮的检修 用游标卡尺检测叶轮进口端与吸气室间的径向间 隙，用长塞尺检测叶轮轮盘、轮盖与隔板的轴向间 隙。 当间隙超过允许值时，可车削叶轮或通过调整轴 承间隙来进行调节。 将叶轮与主轴组装在一起，放置于机床两顶尖之 间，用千分表测量叶轮出口外圆处的径向跳动量， 其测量方法和偏差超过允许范围时的处理方法可参 见主轴检修内容。 二、叶轮的检修 同时还应测量叶轮的端面跳动量，其值应在允 许范围内。 如端面跳动量值超过允许范围值，超标较小时， 一般不进行修理； 数值较大时，可利用修刮叶轮内孔或加垫片的 方法调整叶轮与主轴的装配关系； 超标过大时，则可将叶轮端面在车床上进行少 量的车削。 二、叶轮的检修 用着色法或磁粉探伤法检查叶轮表面缺陷，应无裂 纹、损伤、冲蚀或磨损等痕迹，检查其表面粗糙度应符 合技术要求。 叶轮出现裂纹可用补焊法进行修理或更换新叶轮； 磨损、冲蚀等缺陷可用堆焊、补焊法修理。 检查叶片应无卷边、冲击、开焊等缺陷，叶轮铆钉 不得有收缩、松动或脱落等现象，否则应更换叶片、铆 钉并进行重新铆接。 检查叶轮流道有无冲蚀、锈垢及沉积物等，并及时 进行清理。 检修后的叶轮应进行动平衡、静平衡试验。 三、平衡盘和推力盘的检修 用千分表测量平衡盘和推力盘外圆的径向跳动量及 端面跳动量，其值应在允许范围内。 当跳动量数值超过允许数值时，可参照主轴或叶轮跳 动量超标时的修理方法进行修理或更换。 测量平衡盘、推力盘的端面平面度偏差，其值不得 大于 0.02mm；其表面粗糙度值 Ra0.32m。 检查端面有无拉毛、腐蚀、偏磨损等缺陷。 若缺陷较小，可用刮研、车削等方法进行修理； 缺陷较大可采用堆焊、喷涂法修理； 缺陷严重较难修复时则应更换。 三、平衡盘和推力盘的检修 检查平衡盘、推力盘与轴的接合处是否存在过盈 配合失效、拉伤或腐蚀等现象。 对套装平衡盘或推力盘可根据缺陷情况进行更换， 并相应地将轴上的配合部位进行刮研、磨削修复， 以保持要求的过盈量； 与转子一起整锻的，可采取在磨床上适当磨光或 手工研磨，消除缺陷。 四、固定元件的检修 检查吸气室有无裂纹、损伤，气体通道有无冲刷、 腐蚀、磨损等缺陷，表面是否有附着物。 如出现轻微裂纹可用补焊法进行修理，裂纹严重 时应更换吸气室。 对于冲刷、腐蚀、磨损及其他损伤，可用堆焊、 金属喷涂等方法修理，严重时应进行更换。 发现表面附着物应及时清除。 蜗壳的检修方法与吸器室的检修方法基本相同。 四、固定元件的检修 除上述检修要求外，对于汽缸 (或机壳 )还应在拆 卸时用水平仪测量其横向、纵向水平度偏差。 用塞尺检测汽缸中分水平面或外筒端面与端盖的 间隙，其值应符合技术要求，中分面或端盖接触面 处应平整光滑，结合严密。 出现缺陷时，可用堆焊等方法进行修理，而后用 刮研方法刮研，使配合面的接触情况符合技术要求。 四、固定元件的检修 检查汽缸螺栓有无裂纹、锈蚀及其他伤痕，并用 标准角尺、塞尺检查螺栓旋入螺栓孔后有无歪斜、 晃动等现象。 若出现上述缺陷之一，则应更换新螺栓。 检查汽缸有无裂纹或其他损伤，必要时应进行无 损探伤检查。对汽缸还应进行水压强度试验。 汽缸出现裂纹等缺陷可用补焊、缀缝钉、补补绽 等方法进行修理。 五、轴承的检修 1.径向轴承的检修与间隙的检测调整 检查轴瓦巴氏合金有无裂纹、伤痕、气孔及脱落 现象。 发现缺陷后，应根据缺陷的部位和严重程度，更 换新轴瓦或采用补焊的方法进行消除。 检查、测量轴瓦的磨损情况，若表面有磨痕或圆 柱度、圆度偏差超过数值，应采用机械加工方法修 理。 五、轴承的检修 1.径向轴承的检修与间隙的检测调整 检查轴瓦与轴承座及盖的接触情况，一定要接触 均匀，不得有翘角或存在部分间隙。 如达不到要求，则应用刮削轴承座与轴承盖的内 表面或用细锉刀加工轴瓦瓦背的方法来修理。 圆柱轴承轴瓦更换后，应进行刮研，以保证轴颈 和轴瓦的接触角不小于 60 70 ，接触面积和接 触点符合质量标准。 五、轴承的检修 1.径向轴承的检修与间隙的检测调整 椭圆轴承和可倾式多块瓦轴承一般都不进行修 刮。为了改善轴承的接触情况也可进行轻微刮削。 测量轴承径向间隙常用方法有两种：压铅法和 抬轴法。 圆柱轴承的间隙过小时可用刮削的方法进行调 整。对于其他两类轴承则可采用加减下部轴瓦与机 体之间的垫片厚度的方法来调整，当调整量超过 0.5mm时，需要修整瓦块圆弧。 五、轴承的检修 1.径向轴承的检修与间隙的检测调整 轴向间隙的检测可将轴推移到一端极限位置，用 塞尺或千分表来测量。当间隙超过规定的标准数值 时，可以通过刮削轴瓦端面或调整止推螺钉来调整。 千分表测量轴向间隙 滑动轴承轴向间隙的调整 五、轴承的检修 2.止推轴承的检修与间隙的检测调整 检查止推瓦块和止推盘的接触情况，接触不良时， 可对止推瓦块工作面进行刮研。 对于止推块重点应检查轴承合金有无磨损及腐蚀 痕迹，可用千分表在平板上测出瓦块的最大磨损和 腐蚀量。 测量时将瓦块摆平，轴承合金表面向上，背部 的支持面与平板全部接触。 2.止推轴承的检修与间隙的检测调整 测量方法是，先将未磨损或腐蚀的表面对准千分 表测量杆，记下读数，再移动瓦块至磨损或腐蚀最 严重的部位，记下读数，两次读数的差值即是最大 的磨损与腐蚀量。 检查轴承合金有无夹渣、气孔、裂纹、剥落及脱 壳现象。检查止推块内外弧有无磨损的划痕，并用 外径千分尺检测各瓦块的厚度。 如出现缺陷应根据损伤情况进行更换或用补焊法 进行修理。 2.止推轴承的检修与间隙的检测调整 检查瓦壳结合面定位销是否松动，如松动则应 重新配制销子。 检查瓦壳前后定位垫环的松紧度，如过松应更换 一侧的定位垫环。 检查轴瓦阻油环间隙，间隙过大应调整。 止推轴承间隙的检测与调整主要是轴向间隙。止 推轴承间隙是转子在工作面和非工作面止推轴承之 间的轴向窜动量。 2.止推轴承的检修与间隙的检测调整 现场测量常用方法是，在外露的轴端上沿轴向装 一只千分表，然后，来回窜动转子，千分表上前后 读数差值即为止推轴承的间隙； 也可待推力轴承全部装配好后，将千分表固定在 静止件上，使测量杆顶在转子上的某一个光滑端面 上，并与轴平行，盘动转子，用专用工具或杠杆将 转子依次分别推向前、后两极限位置，同时记下两 极限位置的千分表数值，其数值之差即为轴向间隙。 2.止推轴承的检修与间隙的检测调整 在测量时，应同时装上一只千分表来测量瓦壳的 移动量。推动转子应有足够大的轴向推力，使推力 盘紧靠所有瓦块。 调整止推轴承的间隙，可以用加、减止推轴承背 面垫片的厚度来实现。 六、密封装置的检修 1.迷宫密封的检修与调整 迷宫密封的检修。检查各梳齿的磨损情况，磨 损较大时应更新。 1.迷宫密封的检修与调整 迷宫密封的检修。 检查气封块背部安装弹簧片弹力是否合适，弹簧 片有无裂纹和损坏，否则应更换弹簧片。 检查密封梳齿应无损伤、倒尖扭曲、歪斜和断裂 等缺陷，否则应用备品配件调换。 检查气封梳齿块与槽道配合的松紧程度，若配合 过紧应用细锉刀进行锉削修理。 1.迷宫密封的检修与调整 间隙的测量与调整。间隙的测量可用压铅法进 行。 测量前，对于水平剖分型汽缸，吊开上缸后， 转子仍然支持在轴承上。检查间隙时，转子与两端 轴承作为定位基准。 对于垂直剖分型汽缸，吊开内缸的上半缸后，转 子放在气封上，无合适的定位基准，因此需要在最 两端的气封上各垫上一块厚度和此处规定的半径气 封间隙等厚的钢皮，作为转子的定位基准。 1.迷宫密封的检修与调整 间隙的测量与调整。 测量时，要在气封正上方和下方放上铅丝，并在 端面用胶布把铅丝粘住。然后，吊入转子的上汽缸， 一次可以同时压出间隙值。由于铅丝压痕很窄，需 用专用工具测量。 径向间隙还可用压胶布、塞尺或假轴测量法进行 测量，这些测量方法的具体操作可查阅有关技术资 料。 1.迷宫密封的检修与调整 间隙的测量与调整。 轴向间隙可用塞尺进行测量，如局部间隙较小， 可用专用刮刀修刮，个别梳齿块间隙超差不大时， 可用捻打和修刮梳齿块背部突肩的办法适当补救。 但捻打一般只能进行一次，捻打和修刮应以特制的 工具进行。 间隙值超过规定值较大时，则应更换密封梳齿块。 2.浮环密封的检修与调整 检修。检测浮环内圆的圆柱度、圆度偏差不得 超过 0.01mm，并不得有划伤、刻痕等缺陷，否则 应进行更换或用刮研法进行修理。 检查浮环与密封端盖有无碰坏、变形及裂缝等陷， 是否有毛刺、沟痕等。若存在上述缺陷，应进行更 换或用细锉修平、用油石等打磨。 检查浮环与密封盒的接触面是否光滑平整，接触 情况是否良好，有无划痕等缺陷，若不符合要求应 进行研磨，以消除划痕，并保证接触面积达 100。 2.浮环密封的检修与调整 间隙测量与调整。 用游标卡尺测量浮环与轴的径向间隙，此间隙 值一般为轴径的 1 2000 1 1000。 用长塞尺测量各浮环间的轴向间隙。当间隙值 不符合规定时，应更换浮环。