隋國(guó)亮　張巖　于淼

摘??要：本文從進(jìn)口往復(fù)式壓縮機(jī)缸套結(jié)構(gòu)、實(shí)際運(yùn)行工況等方面，對(duì)缸套磨損原因進(jìn)行了分析，并對(duì)原機(jī)缸套進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化改造?，F(xiàn)場(chǎng)更換新缸套后，到目前為止壓縮機(jī)已經(jīng)安全平穩(wěn)地運(yùn)行了近三年時(shí)間，標(biāo)志國(guó)產(chǎn)化改造成功，為進(jìn)口壓縮機(jī)關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化提供了可靠的技術(shù)儲(chǔ)備。

關(guān)鍵詞：往復(fù)式壓縮機(jī);缸套;國(guó)產(chǎn)化改造

1概述

某廠的一臺(tái)進(jìn)口往復(fù)式BOG壓縮機(jī)在2014年10月投入使用，在運(yùn)行第3年，機(jī)組停機(jī)大修的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)檢查人員發(fā)現(xiàn)二級(jí)缸套內(nèi)徑磨損嚴(yán)重，如圖1所示。原機(jī)組缸套采用O形圈密封，結(jié)構(gòu)特殊，如果從國(guó)外采購(gòu)備件，供貨周期較長(zhǎng)，費(fèi)用較高。這不僅會(huì)導(dǎo)致維修成本增加，甚至可能無法保證機(jī)組檢修按時(shí)完成，對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)造成影響。鑒于此種情況，我公司在經(jīng)過充分的分析和論證后，決定對(duì)此進(jìn)口壓縮機(jī)組的關(guān)鍵零部件和工具進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)。

2改造工作

2.1磨損原因分析

原機(jī)運(yùn)行工況參數(shù)如表1所示：

原機(jī)運(yùn)行介質(zhì)中含70%的甲烷，在額定工況下啟機(jī)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中均為無油潤(rùn)滑，原機(jī)缸套采用304材料，配套的支承環(huán)組和活塞環(huán)組采用普通的PTFE。

壓縮機(jī)在低溫且無油的狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行，需要缸套和密封環(huán)組具有良好的自潤(rùn)滑性和耐低溫性能。但是原機(jī)采用普通的PTFE密封環(huán)，在摩擦過程中分子層間非常容易被剝離，磨屑極易磨損缸套，并且缸套采用的不銹鋼材料無良好的自潤(rùn)滑性，這是缸套產(chǎn)生嚴(yán)重磨損的主要原因。

2.2改造工作

根據(jù)缸套的受損情況、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)記錄，并結(jié)合壓縮機(jī)的運(yùn)行條件，進(jìn)氣溫度-70℃，無油運(yùn)行，操作壓力低，決定缸套采用原機(jī)結(jié)構(gòu)，材料選用高鎳奧氏體鑄鐵QTANi23Mn4，比原機(jī)缸套材料具有更好的自潤(rùn)滑性，同時(shí)將支承環(huán)和活塞環(huán)的材料改為HW-PTFE晶須四氟。

高鎳奧氏體鑄鐵雖然有大量的鎳和其他貴重金屬，但采用此種鑄鐵可節(jié)省能源和材料消耗，提高鑄件合格率，從而降低了成本。QTANi23Mn4是專為低溫應(yīng)用而研制的，伸長(zhǎng)率特別高，與其他牌號(hào)高鎳奧氏體鑄鐵相比，在常溫和低溫下均保持最佳的韌性。QTANi23Mn4的低溫力學(xué)性能見表2。

HW-PTFE是一種填充納米級(jí)陶瓷晶須的新型密封材料，是一種高性能耐磨材料，并具超強(qiáng)自潤(rùn)滑性。與傳統(tǒng)填充碳纖維短切和其它增強(qiáng)耐磨性的材料的PTFE密封環(huán)相比，HW-PTFE不僅強(qiáng)度高、硬度低，而且尺寸細(xì)微，能夠增強(qiáng)到PTFE基體中更細(xì)微的角落，與PTFE結(jié)晶體形成交聯(lián)互織的加強(qiáng)體結(jié)構(gòu)，從而提高了密封環(huán)耐磨性能。同時(shí)，與碳纖、玻纖等作為主要填充物的PTFE氣缸環(huán)相比，由于碳纖/玻纖硬度高、基體中分散的短切耐沖擊性能低等特點(diǎn)，造成其在高速重載工況下由于碳纖/玻纖折斷導(dǎo)致強(qiáng)度下降、耐磨性能降低。

HW-PTFE與常規(guī)PTFE和PEEK的性能對(duì)比如下，見表3。

新缸套及新密封環(huán)加工完成后，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了回裝試車。機(jī)組繼續(xù)連續(xù)運(yùn)行4個(gè)月后停機(jī)檢查一次，缸套磨損量正常。此臺(tái)壓縮機(jī)改造后一直運(yùn)行至今，沒再出現(xiàn)缸套磨損過大的問題，改造圓滿成功。

3國(guó)產(chǎn)化的重要性

目前對(duì)于進(jìn)口壓縮機(jī)，我們面臨很多問題，首先是國(guó)外壓縮機(jī)廠商同規(guī)格型號(hào)的往復(fù)壓縮機(jī)組在市場(chǎng)上銷量非常有限，因此除了設(shè)備本身盈利外，備件銷售和服務(wù)收費(fèi)也是其主要盈利來源。通常進(jìn)口配件訂貨周期均在3個(gè)月以上，并且價(jià)格昂貴。若需現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，涉及到的人工費(fèi)及問題協(xié)調(diào)等均讓用戶難以接受，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。所以針對(duì)進(jìn)口壓縮機(jī)組國(guó)產(chǎn)化改造顯得尤為重要，并且國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)廠在售后服務(wù)上更經(jīng)濟(jì)，問題響應(yīng)更及時(shí)。

實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)關(guān)鍵備件國(guó)產(chǎn)化，我們需要遵從以下兩個(gè)基本原則：第一，確保原機(jī)組安全性和可靠性;第二，保證零件材質(zhì)、技術(shù)含量和使用壽命不低于原機(jī)件。實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)備件國(guó)產(chǎn)化，最直接的經(jīng)濟(jì)效益有：第一，獲得最短的供貨周期;第二，動(dòng)態(tài)備件儲(chǔ)備，確保及時(shí)供貨和便于用戶管理;第三，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

4總結(jié)

此次國(guó)產(chǎn)化技術(shù)攻關(guān)非常成功，解決了購(gòu)買進(jìn)口備件周期長(zhǎng)，費(fèi)用高的難題，并為以后進(jìn)口壓縮機(jī)關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化提供了可靠的技術(shù)支持。

隨著我國(guó)壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展，壓縮機(jī)研發(fā)、制造及服務(wù)水平日益提高，我國(guó)正逐步減少對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的依賴，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程進(jìn)一步提升。

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