基于故障诊断的往复式压缩机气阀维修与管理策略研究

齐帅朋

（中海油江苏天然气有限责任公司，江苏 盐城 224500）

摘  要：针对往复式压缩机气阀故障频发问题，基于典型案例分析揭示机械损伤、磨损失效、热力损伤三类失效模式及耦合机制。通过振动、温度、压力多参数监测，开发剩余寿命预测模型与自适应密封技术，建立了标准化维修及备件优化策略。工业验证显示,采用该技术后，维修成本降低，非计划停机减少80%,设备综合效率提升9.2%。研究提出的压缩机可靠性管理可复制技术范式，为同类问题提供一定的参考。

关键词：往复式压缩机;气阀故障诊断;气阀管理

往复式压缩机气阀因高速往复运动及复杂工况易引发故障，导致非计划停机与安全隐患。其多物理场耦合故障机理复杂、动态演变难捕捉，传统周期性维修模式难以满足现代工业对设备可靠性与维护成本的要求。本研究聚焦气阀系统，基于典型故障案例，引人振动、温度、压力多参数动态监测及剩余寿命预测技术，突破传统维修局限，同时创新密封强化工艺与标准化流程，构建涵盖故障诊断、智能决策、精准维修的全链条管理体系，旨在通过技术与管理融合提升设备可靠性与运维效率，保障流程工业连续化生产。

1  案例概况与故障诊断

1.1 压缩机气阀典型故障案例描述

研究通过分析某石化企业M型对称平衡式往复压缩机运行情况，提取出具有代表性的气阀故障案例。

案例一为压缩机B二级人口管线振动超标引发气阀损伤,运行显示振动值达5.2mm/s(>3.5mm/s限值)，伴随周期性金属撞击声。解体检查发现，进气阀阀片存在疲劳断裂，对应弹簧发生塑性变形，失效机理为管线气柱共振引发的交变应力叠加阀片固有频率共振[图1（a)]。另一案例为压缩机A一级缸气阀密封失效，表现为排气温度骤升、压力波动幅度大。通过红外热成像定位阀座过热区域，解体后确认阀片积碳厚度达0.8mm，阀座密封面呈现不均匀磨损沟槽，追溯根源系连杆大头瓦异常磨损导致活塞运动失稳，加剧了气阀的冲击载荷与热负荷[图1(b)]。

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