大慶油田設計院塔里木油田分公司

DTY185型壓縮機組一級活塞優(yōu)化改造

叢蕾1柳楠21大慶油田設計院2塔里木油田分公司

由于DTY185型壓縮機組原進口一級活塞在使用壽命及安全可靠性方面不能完全滿足油田生產的要求，需要進一步優(yōu)化。對活塞表面進行硬質陽極氧化處理可以提高活塞環(huán)槽的耐磨性。在一級活塞背帽處增設鎖緊螺釘，防止活塞背帽松動和脫落，可有效避免活塞頂缸事故的發(fā)生。對原進口一級活塞進行優(yōu)化改造，不但延長了一級活塞的使用壽命，保證了機組的安全平穩(wěn)運行，而且還能降低成本。原進口一級活塞價格為10.258萬元/只，改造后的一級活塞價格為6.418萬元/只。

塔里木油田；壓縮機；一級活塞；優(yōu)化改造

塔里木油田哈得作業(yè)區(qū)有進口DTY185型伴生氣壓縮機組3臺，于2007年12月投入使用。2010年9月，發(fā)現3臺壓縮機一級活塞的活塞環(huán)與支撐環(huán)寬度和深度均已超標，其中有的側隙已超過標準6mm以上（正常值1.3～1.5mm），個別活塞環(huán)槽和支撐環(huán)槽內部已形成明顯的臺階。對進口壓縮機一級活塞進行優(yōu)化改造將會延長活塞的使用壽命，提高壓縮機組的安全性能。

1 活塞環(huán)槽與支撐環(huán)槽磨損原因

根據哈得作業(yè)區(qū)現場設備運行記錄可知，3臺壓縮機組累計運行時間都在20 000 h，而3臺機組幾乎同時出現活塞環(huán)槽及支撐環(huán)槽磨損問題，說明活塞已到了疲勞磨損階段。另外，活塞環(huán)槽及支撐環(huán)槽側隙的增大加快了活塞環(huán)及支撐環(huán)的斷裂，從而加劇活塞環(huán)槽及支撐環(huán)槽的磨損。

2 一級活塞的優(yōu)化改造

由于該壓縮機組原進口一級活塞在使用壽命及安全可靠性方面不能完全滿足油田生產的要求，需要進一步優(yōu)化，因此對一級活塞進行改造以滿足現場實際需求。

2.1 材質的選擇

針對原進口一級活塞材質的化學成分，對照國內鋁合金材料進行分析可知，LY12（即2A12）材料的化學成分基本符合原裝進口一級活塞材質的要求。同時對LY12材料進行機械性能檢測，得出抗拉強度420 MPa、屈服強度258 MPa、伸長率9.0%，均符合標準要求（標準值要求抗拉強度≥410MPa，屈服強度≥255MPa，伸長率≥8.0%）。

LY12為鋁—銅—鎂系中的典型硬鋁合金，其綜合性能較好。該合金的特點是強度高，有一定的耐熱性，可用作150℃以下的工作零件。因此，選用LY12材料作為一級活塞的加工材料。

2.2 表面硬質陽極氧化處理

為了增加一級活塞表面硬度和耐磨性，延長活塞的使用壽命，對活塞表面進行硬質陽極氧化處理。金屬材料在電解質溶液中，外施陽極電流使其表面形成氧化膜，其耐蝕性、硬度、耐磨性、絕緣性和耐熱性等均有大幅度提高。與傳統的鍍硬鉻鍍層工藝相比，硬質陽極氧化工藝具有成本低，膜層結合牢固，清洗廢液處理方便等優(yōu)點。活塞硬質陽極氧化處理可以提高活塞環(huán)槽的耐磨性。

試驗表明，硬質陽極氧化處理層附近的母材部分會產生拉伸應力，該拉伸應力可緩和產生在鋁母材部分的壓縮應力。

2.3 背帽設置鎖緊螺釘

原進口一級活塞背帽沒有采取任何鎖緊方式，在活塞往復運行過程中，由于振動、氣流的影響導致活塞背帽松動或脫落，極易造成活塞頂缸的事故發(fā)生。因此，在一級活塞背帽處增設鎖緊螺釘，防止活塞背帽松動和脫落，可有效避免活塞頂缸事故的發(fā)生。

3 結語

塔里木油田哈得作業(yè)區(qū)1臺DTY185型壓縮機組安裝優(yōu)化改造的一級活塞后，已運行20 000 h，機組運行安全平穩(wěn)，無任何異?，F象，拆檢活塞時未發(fā)現任何磨損狀況。

通過對原進口一級活塞進行優(yōu)化改造，不但延長了一級活塞的使用壽命，保證了機組的安全平穩(wěn)運行，而且還能降低成本。原進口一級活塞的價格為10.258萬元/只，而改造后的一級活塞價格為6.418萬元/只。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.074