船用空压机润滑油乳化故障分析与处理的研究

李武胜+李日新+许峰

摘 要：船用空压机的性能与可靠性，直接关系到整船的运用安全与经济可靠性，由于空压机使用频繁，较船上其他设备出故障的概率大，本文分析了船用空压机常见的润滑油乳化故障的原因，并分别从排除故障、加工直通式排水阀以及空压机活塞环的设计控制等方面，提出船用空压机润滑油乳化故障的处理方法，为工作人员提供技术参考。

关键词：空压机 乳化故障 直通式排水阀

1.船用空压机润滑油乳化故障现象

渤海海区的某三用拖轮，在海上作业时，经常发生滑油乳化现象，每隔两三个就需要更换一次滑油，造成的浪费现象十分严重，工作人员将滑油倒入检测瓶中后发现，滑油的颜色發生了明显变化，逐渐由褐黄色转变为浑浊的乳白色，且经过一段时间的沉淀作用后，会发现滑油中形成了油水分界层。该三用拖轮使用的空压机是德国制造的“NK”系列空压机，能够实现双级压缩的目的，该空压机自带的冷却水泵装置可以将淡水冷却，空压机运转时，机体内独立的膨胀水柜，负责为冷却水泵提供冷却水，冷却水在压力的作用下进入空压机机体，发挥冷却一级压缩空气与机体的作用，然后冷却水顺着缸头流到级后冷却器，实现二级压缩空气的冷却目的，从级后冷却器流出的冷却水会进入负责冷却海水的海水冷却器，最后又流回到膨胀水柜中，形成一个完整的循环过程。

2.船用空压机润滑油乳化故障原因分析

2.1冷凝水进入空压机机体

通常情况下，由空压机低压缸排出的压缩空气，在进入空气冷却器后的正常压力值为0.3MPa，由高压缸排出的压缩空气，在进入总风缸的正常压力值为0.9MPa，在热学原理的基础上，可以用表达式：

表示排气压力与空压机排气温度之间的关系。在这个函数表达式中，T1代表空压机的进气温度，T2代表空压机的排气温度，P1代表空压机的进气压力，P2代表空压机的排气压力，m代表的是大于1的常数。由这个公式，我们可以得出，空压机在正常的工作状态下，机体内压缩空气的温度与压力呈正比关系，压力增大时，压缩空气的温度也会随之增大，空气在进入空压机高压缸之前，需要经过经过低压缸的压缩作用，在压缩空气得到完全冷却后，才可进入到空压机的高压缸中，否则会对高压缸的工作造成严重影响，增大空压机的运行风险，通常来说，高压缸排出的空气温度大概为150℃。

水在自然环境中会产生汽化现象，因此空气中总是存在着水蒸汽，这些含有水蒸汽的空气被称为湿空气。在空气温度达到某一标准时，湿空气中的水蒸汽含量会达到最大值，呈现饱和状态，这种情况被叫做饱和水蒸汽，在此基础上增加空气中的水蒸汽含量，可以实现分离湿空气与凝结水的目的。除了增加湿空气中的水蒸汽含量，令冷凝水与空气分离的方法外，还可以采用降低湿空气温度的方法，实现冷凝水与湿空气的分离，在此过程中，需要保持湿空气中的水蒸汽含量不变，降低湿空气的温度，当湿空气的温度降低到一定值时，湿空气中的水蒸汽含量也会达到饱和状态，该温度称为水蒸汽的露点温度，当湿空气的温度低于露点温度时，冷凝水则可与湿空气分离。

2.2配件间隙超标以及逆止阀作用不良

当空压机配件间的间隙超标时，很容易导致水分泄露到机体中，造成空压机润滑油乳化故障。活塞的开口间距、缸壁与活塞环的密贴性指标以及环槽与活塞环的测向间隙，如果超出相应标准，就会导致空压机的乳化故障。除此之外，当逆风阀作用不良时，空压机停止运转后，水会由外力作用倒流至高压缸中，进而引起润滑油乳化现象。

3.船用空压机润滑油乳化故障的处理方法

3.1排除故障

在处理船用空压机润滑油故障时，工作人员需要先找出故障原因，然后采取针对性的解决方法，以此来更好地处理故障。在排除故障的过程中，工作人员需要将机体内部的冷却水泵接头拆卸下来，并为其安装一个崭新的接头，用这个接头实现压力水柜与水管的连通，保证冷却水泵的出口压力远小于压力水柜的压力，最好将冷却水泵的出口压力控制在 0.2MPa左右，将压力水柜的压力控制在0.4MPa，这样，一旦机体存在泄漏点，便很容易被工作人员察觉。与此同时，工作人员需要将空压机冷却器的出口管拆下，把出口管两头堵死，然后将红墨水倒入出水管中，完成上述步骤后，打开水阀，带有颜色的水会在压力的作用下流入空压机机体。

3.2加工直通式排水阀

为保证在空压机停止工作时，空压机冷却器的直通式排水阀能够自动打开，工作人员需要对空压机冷却器的直通式排水阀进行加工。通常选择A3圆钢作为冷却器直通式排水阀的制作原材料，然后按照空压机的工作需求，由专业设计人员绘制冷却器直通式排水阀的设计图，在制造冷却器直通式排水阀的过程中，工作人员需要保证装车试验单泵打风时间在30秒以内，按照图1的尺寸设计图，设计制造空压机冷却器的直通式排水阀。

3.3空压机活塞环的设计控制

为了解决空压机润滑油乳化现象，设计人员需要对空压机进行优化设计，在设计制造空压机时，需要控制高压缸活塞环靠口间隙的大小，使开口间隙大于0.15mm，小于0.30mm，同时控制高压缸活塞铬层的厚度大于0.10mm，小于0.15mm，避免高压缸中的冷凝水进入到机体内部，使机体在运作中出现故障。为了确保气缸与空压机活塞环间紧密贴合，安装活塞环时，需要控制缸壁和高压缸活塞环的径向不密贴范围，将此范围控制在30°圆弧角弧长之内，将二者之间的间隙控制在0.02mm以内。

3.4检查逆止阀的工作状态

工作人员可以根据总风缸的压力表显示数据，判断逆止阀是否正常工作，当总风缸压力表显示空压机在打风后，出现保压时间短，甚至不保压的情况，而且机体内无漏风点存在时，工作人员需要及时更换新的逆止阀，保证空压机的正常运转。检查逆止阀时，工作人员需要将逆止阀的后盖拧开，将逆止阀内的弹簧与阀芯取出，检查二者是否损坏，一旦损坏，立即采取更换措施，同时还需要检查阀芯上是否有异物存在，然后仔细观察是什么异物，查出逆止阀出现故障的原因，并加以解决。工作人员在安装逆止阀时，首先需要拧下排气管压冒，将排气管移开，然后将弹簧与阀芯安装在导向孔内，用特定的工具对准导向孔，压住并拧紧阀芯，如果在操作中导致逆止阀的密封圆环损坏，需要及时更换逆止阀总成。

4.总结

综上所述，及时处理船用空压机润滑油乳化故障，可以提高整船的安全可靠性能，减少整船维护检修工作量，使用上述船用空压机润滑油乳化故障的处理方法，可以准确找出故障点，使逆止阀充分发挥其作用，避免由于配件的质量问题，导致水分进入空压机机体内部，造成润滑油乳化故障，以此来提高空压机的制动性能。因此，相关工作人员在处理空压机故障时，可参考本文的故障分析与处理方法。

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