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H2 Diaphragm compressor maintenance

发布时间:2014-01-24 16:52:53  

H2 Diaphragm Compressor Maintenance 膜式氢压机维修

Jan,2010

Prepared by hepeng

1.H2 diaphragm compressor working principle(工作原理)1/2
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隔膜压缩机(diaphragm compressor) 靠隔膜在气缸中作往复运动来压缩和输送气体的往复压缩机。隔膜沿周边由两限制板夹紧 并组成气缸,隔膜由液压驱动在气缸内往复运动,从而实现对气体的压缩和输送。具有压缩比 大,压力范围广,密封性好的特点。由于隔膜压缩机的气腔不需要任何润滑,从而保证了压缩 气体的纯度,特别适用于易燃易爆,有毒有害,高纯度气体的压缩,输送和装瓶。如氧气,氢 气,氩气,氮气,乙炔,六氟化硫,二氧化碳等。根据排气压力的不同,一般制成为单级或两 级的。 隔膜式压缩机是两个系统的结合——液压油系统和气体压缩系统。金属膜片将两个体系的完全 隔离开。 气体压缩体系:气体压缩系统包括三层金属膜片和气体进口和出口阀。 液压油系统:液压油系统包括一个由电机驱动的曲轴、活塞和连杆,通过活塞往复运动, 产生液压油压力,推动底层膜片向气体侧运动,从而压缩气体,将气体排出。液压系统的另一 个组件是自动液压油注射泵、液压油止回阀和液压油压力控制阀,保证液压油系统在压缩循环 过程中一直处于充满液压油状态,同时在压缩机长时间停机并重新启动时,为液压油系统提供 快速的液压油填充。在压缩工程中,液压油止回阀将液压油和注射油泵隔离开,防止液压油回 流,同时压力控制阀控制液压油压力,从而形成液压油系统的压力 1)当活塞处于最底部时,液压系统被自动注射油泵注入液压油,气体在入口压下通过入口止回 阀进入膜腔,把膜片推动到膜腔的底部。膜腔被充满气体,当曲轴旋转,活塞从底部向顶部移 动,液压油系统压力升高,当液压油压力达到压缩气体压力时,膜片向腔体的顶部移动,压缩 气体。 2) 当膜腔内的气体压力达到出口止回阀背压时,出口止回阀打开,气体排出,液压系统压力继 续增加,膜片继续向顶部移动,确保最大限度地气体排量和效率,当膜片已经完全地进入腔体 顶部,活塞继续运动到最顶部,此时,通过液压油压力打开液压油压力控制阀,液压油返回曲 轴箱,液压油压力控制阀的设定压力比出口压力高(通常为出口压力的1.1-1.15倍),因此可 保证气体的出口压力达到设计值,此时,压缩循环完成,活塞开始向底部移动。 3) 当活塞向底部移动时,余隙气体和吸入气体推动膜片组朝向腔体的底部运行,整个循环完成。

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1.H2 diaphragm compressor working principle(工作原理)2/2

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2.压缩机的组成结构
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1. 气阀:球型、升降式和盘形气阀,与气体操作条件和气体相匹配。 气阀容易检测、维修或更换,可从压缩机膜头中整体拿出。 2. 液压油入口止回阀:与液压油入口管道和膜头安装在一起,阀体是 不锈钢材质,球体是硬质合金。 3. 液压活塞:活塞由高质量的铸铁或填充硬质塑料活塞环制成,高压 活塞为柱塞,无环活塞。 4. 液压油压力控制阀:控制液压系统的压力,阀杆、阀球和弹簧决定 了阀门的压力范围。阀体的材质为碳钢,座和杆材质是坚硬的工具钢。 5. 回油视镜:通过它可看到液压油回流情况,检查液压系统是否正常。 6. 液压油注射泵:由主曲轴驱动,将液压油注入液压系统 7. 曲轴箱:压缩机曲轴箱为铸铁材质。 8. 活塞杆:高强度合金钢材质。 9. 十字头:球墨铸铁或铝合金材质。 10. 十字头销:高强度和硬度钢材质,直线移动式。 11. 连杆:铸铁或铝合金材质,重量轻。 12. 轴瓦:承受高负载能力的滑动轴承轴 13. 曲轴:高强度的合钢材质。
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3.GD4系列压缩机工作原理
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对称平衡型隔膜压缩机工作原理示意图

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4.GL4系列压缩机工作原理

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5.氢压机的日常维护以及保养(1/4)
? 1. 2. 3. 日常巡检 记录相关运行数据(例如:润滑油压力、冷却水量、进气压力、排气压力、 排气温度等信息,检查这些数据有无异常); 检查有无漏油,以及润滑油油位是否正常(一般情况大于油位指示2/3); 检查有无漏气,以及气阀运行情况(气阀正常工作情况下,进气管线冰凉, 排气管线发烫;如气阀工作时出口排量不正常充装效率差,则进管线发烫, 排气管线变凉,说明气阀有内漏现象); 检查皮带运行状况,是否存在跳动现象; 检查调压阀(随动阀)运行情况,对于调压阀检查回油示镜是否有回油; 对于随动阀,需要注意其回油管线是否发热,这样可以说明回油以及工作 正常; 辨识机器运行有无异常的杂音等现象; 螺栓、支持紧固检查; 检查气、油压差是否正常,压差一般为出口压力的10%~15% 。以GD410/250-300为例压差在20Bar左右; 检查冷却水流量是否正常,有无泄漏现象。

4. 5.

6. 7. 8. 9.

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5.氢压机的日常维护以及保养(2/4)
?
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

定期检查及检修 进、排气阀更换,主要气阀内漏影响效率; 膜片更换,膜片损坏无法进行充装; 定期更换润滑油以及过滤器; 定期调整更换抗静电皮带; 主油泵检查维修,以及补偿油泵

检查维修; 调压阀(随动阀)检查维修; 主电机检查维修; 连杆及十字头铜套、十字头销检查更换; 曲轴箱主轴承、轴瓦检查更换; 活塞环、柱塞杆以及缸套检查更换。 包括膜片报警通道疏通检查、联锁测试、电机轴承加油脂、更换 润滑油过滤器等。 我们需要定期反馈分享膜式压缩机的维修经验,改善提高PPM计 划以及维修质量,以保证氢压机运行的有效性和可靠性。

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5.氢压机的日常维护以及保养(3/4)
?

以氢气压缩机GD4-10/250-300为例,建立的PPM计划

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5.氢压机的日常维护以及保养(4/4)
? 氢压机用备件寿命表(以GD4-10/250-300氢压机为例)

GD4-10/250-300氢压机用备件寿命清单
序号 1 2 3 4 5 6 备件名称 活塞杆 缸盖、缸体 曲轴 连杆 曲轴箱 膜片 寿命(Hours) 100000 100000 100000 100000 100000 4000 易损件 备注

7
8

气阀
活塞环

8000
10000

易损件
易损件

其它型号氢压机用备件寿命参见其提供的资料

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6.氢压机常见故障的排除(1/10)
? 排气压力过低

产生原因
1.油缸油压低;吸、排气阀损坏 或工作不正常; 2.调压阀或补油泵工作不正常; 3.膜片损坏或损坏; 4.输气管路漏气严重; 5.吸气阻力过大; 6.用气量大于供气量。

排除方法
1.调整油压至要求值; 2.检修吸排气阀排除故障; 3.检修调压阀或补油泵; 4.更换膜片; 5.排除漏点; 6.清洗进气过滤或调整进气压力; 7.调整供气、用气量,使其保持平 衡。

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6.氢压机常见故障的排除(2/10)
?

排气压力过高
产生原因 排除方法
1.排气截门未打开或开度不够; 1.检查或调整排气截门; 2.气量不平衡,吸气量大或吸气 2.调整吸气量或用气量。 压力过高,用气量小;

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6.氢压机常见故障的排除(3/10)
? 排气温度过高

产生原因
1. 压力比过大(排气压力高或吸气 压力低); 2.吸气温度过高; 3.膜头冷却效果不好; a.冷却水进水量太小或断水; b.冷却水进水温度过高; c.冷却水道堵塞或结垢严重。

排除方法
1.调整吸、排气压力至规定值; 2.降低吸气温度; 3.检查冷却水系统是否正常; a.加大进水量; b.降低进水温度; c.清洗或疏通冷却水道。

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6.氢压机常见故障的排除(4/10)
? 排气量不足

产生原因
1.吸气压力过低; 2.气阀工作不正常; 3.管路系统漏气严重; 4.压缩机转速不够或皮带松动; 5.因膜片变形或安装不当造成与缸 盖曲面贴合不好,气腔出现气囊, 或有一片膜片损坏;

6.气阀安装间隙过大或过小。

排除方法
1.提高吸气压力; 2.检修或更换故障气阀; 3.排除漏点; 4.检查电机是否因电压不足丢转或皮 带松动,并排除; 5.检查、更换膜片; 6.用调整垫调整至要求间隙。

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6.氢压机常见故障的排除(5/10)
? 膜头油缸油压不稳或油压达不到规定要求

产生原因
1.调压阀工作不正常,阀口磨损, 弹簧失效; 2.油缸中油液存有气体; 3.补油泵供油不好,供油量不足, 供油压力不够; 4.膜头进油止逆阀和油压表止逆阀 密封不严; 5.供油管漏油; 6.活塞环过度磨损,使开口间隙和 径向间隙过大,或各环开口未错开, 造成漏油严重。

排除方法
1.修整故障部件或更换损坏零件; 2.排除气体(用油压表下的螺钉放气); 3.检修补油泵,达到技术要求; 4.修理止逆阀; 5.更换损坏油管,漏油接头; 6.检查、修理或更换活塞环,缸套严重 磨损时更换缸套。

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6.氢压机常见故障的排除(6/10)
? 润滑油泵供油压力过低或过高,供油量不足

产生原因
1.油泵压力调节不当,未调至规定值; 2.油泵内零件如齿轮、主动轴、弹簧损 坏、磨损,径向和轴向间隙过大; 3.油管堵塞或渗漏; 4.润滑油过稀; 5.各润滑点间隙过大油渗漏过多。

排除方法
1.拧动调节螺钉,调整排油压力至 需要值; 2.检查、更换、调整零件和间隙; 3.疏通或更换损伤油管; 4.更换润滑油; 5.检查润滑点间隙,恢复规定要求; 6.检查或更换油压力表。

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6.氢压机常见故障的排除(7/10)
? 调压阀出现有规律的撞击声

产生原因
1.弹簧损坏或变形; 2.阀杆与阀体、阀杆与手柄 出现摩擦干涉; 3.阀口磨损或阀与阀座对中 不好; 4.油腔有存气。

排除方法
1.更换弹簧; 2.分解检查修整; 3.修理或更换磨损零件; 4.打开调压阀或油压表排气 螺钉排出气体。

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6.氢压机常见故障的排除(8/10)
? 调压阀油压不稳或无法调整油压

产生原因
1.弹簧损坏,折断或永久变形; 2.弹簧卡死;

排除方法
1.更换弹簧; 2.分解检查调压阀。

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6.氢压机常见故障的排除(9/10)
? 补油泵工作不正常不泵油

产生原因
1.因弹簧拆断变形或柱塞副中有脏物 而使柱塞卡死; 2.泵内有存留气体; 3.进油阀卡死(打不开或关不上); 4进油滤清器堵死; 5.油箱滑油不足,油面低于进油口。

排除方法
1.分解清洗柱塞副,更换不合 格零件; 2.打开放气螺钉,排除气体; 3.检查进油阀,更换损坏零件; 4.清洗滤

油器; 5.加油至规定位置。

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6.氢压机常见故障的排除(10/10)
? 压缩机运转中有异常响声

产生原因

排除方法

1.由曲轴连杆机构工作不正常产生的声音如 1.排除相应故障恢复正常工作状况; 连杆大头瓦间隙大连杆大头瓦盖松动活塞或 2.检查膜头组件的工作状况检修或更 十字头销间隙大或松动、曲轴滚动轴承间隙 换相应零件; 大或损坏; 3.参照气阀出现规律的撞击声或有油 2.由膜头内工作不正常产生的声音。如:油 缸油压不稳中的方法排除; 缸油量不足膜片拍击配油盘、活塞环磨损损 4.检查飞轮安装有无不当,调紧皮带 坏卡住油缸中、进入异物; 至适当紧度; 3.由气阀和调压阀产生的敲击声。如:气阀 5.作相应的检查和排除; 弹簧或阀片损坏;调压阀犯咳; 6.重新紧固基座加固输气管道。 4.飞轮装配不当产生的声音。如:飞轮的固 定螺栓或键松动、飞轮与曲轴配合不当、皮 带松动拍击; 5.由于电机的异常响声产生的声音。如:电 机运转部分有接触或碰撞、电机超负荷、电 机皮带轮松动; 6.底座安装松动或输气管路振动造成的响声。

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7.GD4-10/250-300氢压机维修及相关照片

图为常熟工厂氢气压缩机
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7.GD4-10/250-300氢压机维修及相关照片
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一级气阀固定压板螺栓断裂

主要产生原因:1.管道振动大;2.螺栓材质强度高、韧性差; 措施:1.增加管道支撑,入口加装金属软管; 2.更换螺栓材质,将双头螺栓改为全牙螺栓,防止在螺栓推刀槽 处应力集中。

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7.GD4-10/250-300氢压机维修及相关照片
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气阀出现内漏现象
一级吸气阀 一级排气阀

二级吸气阀

二级排气阀

内漏主要原因:杂质造成密封面损坏、弹簧失效。

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7.GD4-10/250-300氢压机维修及相关照片
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膜片损坏

中间膜片 损坏部位

气侧膜片 损坏部位

油侧膜片 损坏部位

膜片损坏产生的原因:压缩介质不干净、润滑油不洁净、疲劳损坏。 中间膜片上开有检测槽,为了检测膜片破裂报警。有的厂家膜片检测槽 没有开穿,有的膜片检测槽完全开穿。

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7.GD4-10/250-300氢压机维修及相关照片
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氢压机出口止回阀损坏

止回阀弹簧 损坏

出口止回阀损坏主要原因:由于止回阀经常动作,导 致弹簧疲劳损坏变形,造成阀芯磨损卡死现象。

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7.GD4-10/250-300氢压机维修及相关照片
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二级柱塞杆、缸套损坏 缸套固定螺栓 断裂位置

二级柱

塞杆、导 向圈严重损坏侧

缸套固定螺栓断 裂后吊在二级柱 塞杆往复腔内

缸套被严重 损坏侧

主要原因:缸套固定螺栓断裂造成缸套松动导致柱塞杆严重磨损 。

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7.GD4-10/250-300氢压机维修及相关照片
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氢压机一级缸头夹紧螺栓断裂

夹紧螺栓 断裂位置

夹紧螺栓断裂 情况,有明显 内伤,存在质 量问题

断裂螺栓 弹出将水 泥地破坏

可能发生的原因: 1.螺栓紧固力过大; 2.螺栓质量问题。

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8.GL4-240/25-200氢压机维修及相关照片

图为江阴工厂氢气压缩机

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8.GL4-240/25-200氢压机维修及相关照片
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氢压机连杆大头瓦、铜套损坏

连杆大头瓦 损坏

铜套损坏

主要原因:由于油压不稳、长时间未检修导致。

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8.GL4-240/25-200氢压机维修及相关照片
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曲轴损坏

曲轴损坏 情况

维修工正在 挂新轴瓦

用塞尺对连杆 大头瓦与曲轴 间隙进行校准

主要原因:由于油压不稳、长时间未检修导致。
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8.GL4-240/25-200氢压机维修及相关照片
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膜片报警检测孔堵塞

膜片报警通道被 堵塞,进行疏通

疏通后的通道

堵塞原因:被油泥及杂质堵塞,为了避免压缩介质被油污染 我们需要定期检查疏通检测通道。

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8.GL4-240/25-200氢压机维修及相关照片
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以上维修工作是在GL4大修解体检查中发现的部分问题,详见下列总结描述:
铜套,轴瓦,十字头销进行了整体更换,拆除发现一级连杆大头瓦及铜套被严重磨损, 并且伤害到曲轴; 2. 曲轴被拉伤6丝左右,最大点有10丝,我们采取对整个轴进行修理,整体被磨到6丝左右, 但是厂家提供的轴瓦¢130mm大20丝。由于厂家提供的连杆和大头瓦配合间隙为14丝 左右。因此,我们的采购大头瓦就不能使用,经过考虑在瓦背后增加了10丝的不锈钢皮, 通过逐步修理大头瓦的结合处,保证瓦座禁固后无间隙,在通过挂瓦及测量将连杆和大 头瓦配合间隙控制在10丝左右,经厂家服务工程师确认后开始组装复位。 3. 检修中油压分配盘上的接头有两只损坏通过焊接修复; 4. 油路所使用的铜垫,进行的更换,并进行了测绘外协加工;压缩机进出口管线铜垫和进 排气阀垫片也进行测绘外协加工,以后拆除后必须进行更换,主要压力不更换容易出现 泄漏现象; 5. 大修对曲轴箱油垢及碎屑用面泥进行了清理;同时更换了曲轴箱及补偿油泵的滤网;油 泵出口过滤器进行了清理; 6. 组装完成后,手动盘车无异常;压缩机开

始使用后油压指示为0. 52Mpa左右,属正常范 围; 7. 由于曲轴被磨细,因此我们需要定做加厚的瓦作为备件使用,需要及时联系进行采购; 8. 出现损坏的油路接头需要找厂家购买备件作为备用; 9. 检修清理了之前底座的油污,通过维修压缩机漏油现象得到好转; 10. 本次检修完需要及时更新维修作业指导书,详细列出氢压机定期维修内容以及检修周期 (包括多年的预防维修计划),改善以及提高设备的有效性。 1.

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8.GL4-240/25-200氢压机维修及相关照片
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缸头夹紧螺栓断裂

缸头夹紧螺栓断裂主要原 因:夹紧螺栓紧固力距不均、 螺栓强度差

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9. PDC-4-200-1000-3500氦压机维修以及相关照片

图为CGC工厂PDC氦气压缩机
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9. PDC-4-200-1000-3500氦压机维修以及相关照片
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氦压机曲轴、轴瓦、十字头销损坏

曲轴箱温 度异常

曲轴箱连 杆有灼伤 痕迹

曲轴严重 磨损

十字头挡 销盖脱落

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9. PDC-4-200-1000-3500氦压机维修以及相关照片
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氦压机一级冷却水配水盘腐蚀损坏

PDC 厂家提供的 新配水盘,将材 质改为不锈钢

PDC 压缩机配水盘 被腐蚀详图,可以与 新的备件图进行对 比

主要原因:氦气压缩机旧的配水盘, 材料为铝质的。因为加药冷却水对 铝严重腐蚀所导致,造成水路堵塞, 从而导致缸头温度高报警

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9. PDC-4-200-1000-3500氦压机维修以及相关照片
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膜片破裂报警通道被堵塞造成油污染

预防措施:1.定期疏通膜片报警检测通道; 2.定期联锁测试,确保联锁有效。

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9.Question(问题)
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Question?

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