C 4204 空氣壓縮機是乙烯高壓裝置的重要設(shè)備， 為隔膜式壓縮機， 它的作用是壓縮空氣作引發(fā)劑注入二次壓縮機入口管線， 向反應(yīng)器前端提供可計量的空氣。其入口壓力為 0. 5Mpa， 出口壓力為 28. 1Mpa， 驅(qū)動電機功率為5. 5KW.

　　高壓 C 4204 空氣壓縮機在茂名乙烯廠使用過程中， 氣室膜頭經(jīng)常出現(xiàn)異常現(xiàn)象， 檢修頻繁， 平均間隔七天檢修一次， 膜片總的使用壽命為 600h； 同時對比國內(nèi)大慶石化總廠、燕山乙烯廠同類壓縮機的運行情況， 其膜片使用壽命均能達到 2 000h.通過現(xiàn)場檢修統(tǒng)計數(shù)據(jù)情況分析， 影響 C 4204 空氣壓縮機運行周期主要問題是： 膜片泄漏。

　　1 膜片泄漏原因分析

　　通過檢修記錄和現(xiàn)場設(shè)備實物分析后對比， 針對膜片壽命低的問題的各方面進行分析， 找出所有造成膜片泄漏的末端因素。根據(jù)其工作原理， 造成膜片泄漏的原因通常有如下幾種：

　　1） 膜頭強度不夠。經(jīng)過現(xiàn)場驗證， 膜頭出氣口的位置由于較薄， 抗變形能力差， 強度不足， 經(jīng)過強度計算， 其強度為 258Mpa， 因而達不到設(shè)計要求的560Mpa 的強度， 同時由于螺栓的緊力過大， 超過要求的 720N m， 因而使用過程中膜頭受壓力后向外變形， 造成膜頭弧面突起， 不能保持膜頭弧面的完整性， 致使膜頭弧面的弧度發(fā)生變化； 因為膜頭變形， 導(dǎo)致膜片在工作過程中容易損壞， 而產(chǎn)生裂紋造成膜片泄漏。結(jié)論： 膜頭強度不夠是主因。

　　2） 氣閥閥蓋緊力不當(dāng)。經(jīng)過現(xiàn)場驗證， 在檢修吸排氣閥的過程中， 需要更換的O形密封圈較多， 因此在把緊閥蓋過程中， 壓縮余量較大， 力度不夠， 就造成壓不緊氣閥而使氣閥O形密封圈密封效果不良，導(dǎo)致氣閥漏氣； 上得太緊， 就造成環(huán)形塞凸出膜頭， 致使膜片破裂。結(jié)論： 氣閥閥蓋緊力不當(dāng)是主因。

　　3） 工作油壓過高。通過現(xiàn)場檢查系統(tǒng)油路， 油路堵塞， 油止回閥、溢流閥， 溢流閥調(diào)節(jié)失效， 會使工作油壓過高， 影響膜片的正常工作； 根據(jù)使用四個月的操作記錄統(tǒng)計計算， 由于工作油壓造成膜片泄漏的機率小于0. 3%.結(jié)論： 工作油壓過高不是主因。

　　4） 吸排氣閥損壞。通過現(xiàn)場驗證出入口閥損壞的主要造成流量波動， 對膜片的正常工作影響不大， 根據(jù)使用四個月的操作記錄統(tǒng)計計算， 由于吸排氣閥損壞造成膜片損壞的機率小于 0. 5%.結(jié)論： 吸排氣閥損壞不是主因。

　　5） 環(huán)形塞凸出。通過現(xiàn)場調(diào)查驗證， 由于環(huán)形塞凸出膜頭， 膜片在工作過程中， 應(yīng)力集中在環(huán)形塞頭的凸點處， 所以容易導(dǎo)致膜片裂紋， 膜片裂紋點就在環(huán)形塞頂端壓痕處。結(jié)論： 環(huán)形塞凸出是主因。

　　6） O形密封圈材質(zhì)不合適。經(jīng)過調(diào)查驗證， 由于檢修時所使用的O形密封圈的材質(zhì)不一樣， 截面直徑加工不統(tǒng)一， 尺寸有 160 4. 2mm 的、有 159 4. 5mm 的， 在更換密封圈后， 把緊螺栓時O形密封圈的壓縮量存在著不穩(wěn)定， 在工作過程中容易造成密封圈變形， 而導(dǎo)致密封效果不良， 出現(xiàn)漏油漏氣現(xiàn)象， 對空氣壓縮機的運行狀況有一定的影響， 但沒有造成膜片裂紋。結(jié)論： O形密封圈材質(zhì)不合適不是主因。

　　7） 膜片的質(zhì)量不良。C 4204 空氣壓縮機的膜片是金屬膜片， 是三膜片結(jié)構(gòu)， 每塊膜片的厚度約為0. 5mm.

　　油壓側(cè)膜片與氣壓側(cè)膜片形式是一樣的， 都具有平整平面， 中間側(cè)膜片開有泄漏通道， 其目的是氣體或液體可以流出和可以探測到。通過調(diào)查， C 4204 空氣壓縮機膜片， 雖然生產(chǎn)廠家不同， 所用的材料有所不同， 膜片的彈性、強度不一樣， 但是通過現(xiàn)場驗證， 膜片能正常使用。結(jié)論： 膜片的質(zhì)量差不是主因。

　　通過以上的分析論證， 得出了造成 C 4204 空氣壓縮機膜片泄漏的主要原因是： （ 1） 膜頭強度不夠；（ 2） 氣閥閥蓋緊力不當(dāng)； （ 3） 環(huán)形塞凸出。

　　2 膜片的技術(shù)改造措施

　　針對造成空氣壓縮機膜片、膜頭泄漏的主因， 提出了技術(shù)改造措施。

　　2. 1 對原膜頭進行重新設(shè)計改造加工

　　針對膜頭變形， 對 C 4204 空氣壓縮機原膜頭進行尺寸測量， 并就其變形原因進行分析后， 發(fā)現(xiàn)由于膜頭頂部與出入口閥座底部之間的厚度過小， 導(dǎo)致抗沖擊和抗疲勞強度不足， 經(jīng)強度計算， 并在確保安全系數(shù)前提下由原厚度 9. 5mm 增加至 15. 5mm；同時， 因閥座孔深度減少， 閥及其支撐筒套尺寸不變， 出口法蘭蓋螺栓則需要相對加長約 6mm.

　　膜頭改造后， 其強度由原來的 258Mpa 提高到 712Mpa， 超過了設(shè)計要求的強度 560Mpa， 達到了使用要求。通過技術(shù)改造后四個月的使用與檢修記錄看， 膜頭的損壞率為 0%， 造成膜片損壞率為 0%， 膜頭的運行狀況良好。

　　2. 2 改變氣閥閥蓋的預(yù)緊力

　　在檢查氣閥情況時， 為了便于檢修及備件加工， 對閥壓蓋螺栓進行了更換， 由原來的英制的 7 16 改為公制 M12 的螺栓； 在對閥壓蓋螺栓進行更換后， 對閥壓蓋螺栓的預(yù)緊力在確保密封的前提下進行改變，根據(jù)螺栓的公稱直徑得出預(yù)緊力為 120N.通過技術(shù)改造后四個月的使用與檢修記錄看， 因氣閥閥蓋的預(yù)緊力不當(dāng)而造成膜片損壞機率為 0%， 實施效果良好。

　　2. 3 調(diào)整環(huán)形塞尺寸

　　在更換膜片時， 采取先安裝出口閥， 并上緊壓蓋， 然后觀察環(huán)形塞是否凸出膜頭， 再根據(jù)實際凸出量，再次拆下環(huán)形塞調(diào)整。通過實施后， 很好地控制了環(huán)形塞的尺寸。從技術(shù)改造后四個月的使用與檢修記錄看， 環(huán)形塞造成膜片損壞機率小于0. 5%， 實施效果良好。

　　將環(huán)形塞先不裝上 O 形圈， 組裝環(huán)形塞并頂緊， 然后測量環(huán)形塞凸出量來調(diào)整環(huán)形塞尺寸， 使其不凸出膜頭， 也就是使環(huán)形塞凸頭高度相當(dāng)于膜頭出口孔至閥座底之間的厚度。通過技術(shù)改造后四個月的使用與檢修記錄看， 措施實施后環(huán)形塞對膜片的破壞率為 0% ， 實施效果良好。

　　膜頭經(jīng)改造后， 環(huán)形塞的長度由原來的 13. 5mm 增加 6mm 改變?yōu)?19. 5mm， 安裝后保持環(huán)形塞頭與出口孔上部有 2mm 左右的距離。措施實施后， 環(huán)形塞與膜頭底部保持有 2mm 的間隙， 保持在良好的狀態(tài)下運行。通過技術(shù)改造后四個月的使用與檢修記錄看， 沒有由于環(huán)形塞的問題造成膜片泄漏。

　　通過實施調(diào)整環(huán)形塞尺寸措施后， 從技術(shù)改造后四個月的使用與檢修記錄看， 造成膜片泄漏的機率小于1%， 實施效果良好。

　　3 結(jié)束語

　　通過分析造成膜片泄漏原因與技術(shù)改造后， 對 C 4204 空氣壓縮機在隨后的四個月內(nèi)進行了跟蹤檢查， 各項運行參數(shù)指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)， 膜片沒有出現(xiàn)泄漏， 膜片的使用壽命從改造前的 600h 提高到改造后的 2 100h， 大大提高了膜片使用壽命。

　　通過對空氣壓縮機氣室膜頭進行改造， 降低了空氣壓縮機的檢修頻率和造成設(shè)備停車影響生產(chǎn)的隱患， 減少了材料消耗， 減少了環(huán)境污染和物質(zhì)浪費， 取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。