活塞式压缩机十字头液压联接装置故障分析及处理

霍鹏飞

（华电榆林天然气化工有限责任公司)

0 前言

J201A活塞式二氧化碳压缩机，2008年12月26日中午开机时，曲轴箱内发出严重的撞击声，停机检查发现一段北端十字头联接器锁紧螺母松动，并出现与压力体螺纹连接发生错扣卡死、无法分开的故障。在随后的抢修过程中，对液压联接器结构松动和卡死的原因进行了分析，并采取相应的措施进行了处理。

1 液压联接器的结构

活塞式压缩机十字头液压联接器实物如图1所示，其结构如图2所示。联接器由止推环、拉紧弹簧、螺圈、调节圈、锁紧螺母、盘形活塞、承压胶圈和压力体等组成。活塞杆尾段成台阶形，止推环装配在活塞杆尾部台阶处并用弹簧拉紧。

图1 液压联接器实物

2 工作原理及故障原因分析

2.1 工作原理

液压联接器各部件按图2所示组装到活塞杆端部，并使锁紧螺母与十字头端面、压力体与活塞杆肩部、活塞杆尾部与止推环完全紧密压紧。压力体接好高压油软管后，通过手摇高压油泵以150 MPa的表压力向压力体打压，压力推动盘形活塞移动，从而迫使活塞杆肩部至尾部段被拉长。这时，紧固螺母与十字头颈部端面分开，于是用勾扳手将锁紧螺母上紧。油泵泄压后，活塞杆尾部收缩，锁紧螺母被压紧，实现锁紧目的。

图2 液压联接器结构

2.2 故障原因分析

通过对曲轴箱及十字头液压联接器部位的检查发现，锁紧螺母已松动，从而导致整个液压联接器结构失效。在液压联接器结构失效时运行，活塞杆、止推环等部位就会相互碰撞并出现噪音。通过对压缩机装配和运行期间的记录分析，联接器锁紧螺母出现松动的主要原因有下列几点。

（1）装配时手摇高压油泵打压不足，使活塞杆伸长量不足，导致活塞杆收缩力未能有效压紧锁紧螺母。

（2）由于活塞杆长期处于弹性拉伸状态，并且受振动、交变应力等作用，从而使活塞杆尾部发生永久性塑性变形，失去了弹性收缩力。

（3）联接器或活塞杆存在质量问题。

锁紧螺母与压力体螺纹连接发生错扣卡死、无法分开的原因主要是：联接器锁紧螺母松动后继续工作，锁紧螺母与十字头颈部端面发生撞击，导致锁紧螺母与压力体螺纹连接发生错扣卡死。

3 故障处理及建议

3.1 故障处理

此次故障应急处理的方法是更换损坏的部件，以尽快恢复生产。由于锁紧螺母与压力体螺纹卡死，连成一体无法分开，因此分离锁紧螺母和压力体就成为首先需要解决的问题。处理过程如下：用一螺栓旋入高压接头处并使之卡住，阻止其旋转，然后用勾扳手强制旋转锁紧螺母，结果螺栓发生变形断裂。连接手摇油泵，向压力体打入一定压力，旋转锁紧螺母，此时，活塞杆也随着转动，判断出螺圈与十字头螺纹连接没有发生错扣或卡死，但高压油管不能够跟随转动，此方法只好作罢。随后准备用链钳固定住压力体，然后再强制旋转锁紧螺母，但也因空间小无法使用链钳而作罢。最后只能采用气割的方法把锁紧螺母割成两半取下，然后再旋转螺圈使联接器与十字头分离，更换活塞杆和联接器所有的组件。

3.2 建议

此次故障处理采用的是气割方法分离卡死的部件，但动火的过程比较麻烦，不但费时而且还存在一定的危险性。此外，气割时所产生的高温对活塞杆和联接器组件也会造成一定的破坏。通过事后认真分析总结，得到处理锁紧螺母和压力体螺纹锁紧无法拆卸故障的一个合理化建议：可以在锁紧螺母上打一个孔，露出部分调节圈，再利用合适的工具通过此孔来旋转螺圈，从而实现联接器与活塞杆的分离。这样不仅避免了动火，同时也避免了联接器组件和活塞杆在高温下造成的破坏。

4 预防措施

活塞式压缩机出现此类故障是非常危险的。为了避免此类事故再次发生，可采取如下预防措施。

（1）压缩机组装时应保证以下几点：a)严格控制手摇油泵以150 MPa表压向压力体打压，使活塞杆伸长量达到规定值，确保锁紧螺母完全锁紧。b)检查活塞杆尾部台阶总长度与压力体、螺圈、止推环三者长度之和是否相等，装配后总间隙误差是否在规定范围，如果总间隙误差超出规定范围，说明活塞杆尾部台阶已经发生永久性塑性变形。c)仔细检查螺圈螺纹、锁紧螺母螺纹等是否存在质量问题。d)仔细清洗所有螺纹，保证螺纹连接顺畅。

（2）把好巡检关，当压缩机出现异常声音时，应立即关机检查，避免压缩机在故障的情况下持续运转而造成更大的破坏。

（3）了解设备，熟悉设备，掌握设备的原理、结构，对可能发生的故障采取预防措施，这样不但能对设备故障做出准确判断和快速处理，同时可以预防故障的发生，减少事故造成的损失。