Поломки поршневых компрессоров

От качества технического обслуживания зависят исправное состояние компрессорных установок, их нормальная и бесперебойная работа. Нарушение режима работы компрессорных установок, их технического обслуживания (например, срыв сроков, несвоевременное и некачественное смазывание трущихся частей, нарушение режимов охлаждения) вызовет необходимость остановки компрессора для ремонта. Нарушение правил эксплуатации и техники безопасности может привести к поломке отдельных деталей и сборочных единиц и может вызвать пожары, взрывы и, как следствие, человеческие жертвы. Машинист обязан строго соблюдать инструкцию по пуску, безопасной эксплуатации и остановке компрессора.

Процесс сжатия газа в компрессоре осуществляется в объеме, ограниченном жесткой оболочкой (цилиндром). При прекращении выхода газа в напорную систему компрессор в короткий момент может развить давление до значений, превышающих прочность цилиндров и деталей механизма движения. Поэтому процессы пуска, нагрузки компрессора и его остановки являются особо важными, требующими усиленного внимания обслуживающего персонала, умения быстро в нужный момент перекрыть соответствующие задвижки, а в случае отклонения давления от нормального остановить компрессор, перевести на холостой ход и разгрузить его.

Действующими рабочими инструкциями по обслуживанию компрессоров устанавливается правило, разрешающее пуск и остановку компрессора только в присутствии второго машиниста, который контролирует действия машиниста и наблюдает за последовательностью производимых операций. При эксплуатации поршневых компрессоров следует учитывать и тот факт, что вследствие небольших зазоров между поршнем и стенкой компрессора, а также между поршнем и крышкой цилиндра («мертвое» пространство) попадание каких-либо твердых предметов или жидкости приводит к появлению угрожающих стуков, ударов, разрушению деталей цилиндровой группы и т.д.

Подготовка к пуску

Подготовка к работе компрессорной установки заключается в проверке исправного состояния компрессора, холодильников, влагомаслоотделителей, трубопроводов, запорной арматуры, приборов автоматического контроля и управления и т. д. Перед пуском проверяют наличие масла в смазочных системах компрессора (при необходимости его доливают до верхней отметки маслоуказателя). Затем необходимо убедиться в исправности смазочных систем. При низкой температуре в помещении масло в системе циркуляционной смазки направить в обход холодильников, а в случае наличия обогрева маслосборника произвести его включение. После включения насосов в работу (в случае отдельного привода к насосам) производят проверку подачи масла во все точки и проворачивают вал компрессора на два-три оборота.

Затем подают воду на охлаждение цилиндров в промежуточные и масляные холодильники, проверяют подачу охлаждающей воды. Производится проверка состояния запорной и пускорегулирующей арматуры на газовых линиях: закрывают задвижки, соединяющие компрессор с нагнетательным коллектором, и открывают байпасные и продувочные вентили холодильников и влагомаслоотделителей.

Производят внешний осмотр компрессора и вспомогательного оборудования, проверяют крепеж, наличие и подсоединение контрольно-измерительных приборов и средств автоматики. Следует убедиться, что пуск компрессора не представляет опасности для окружающих.

Параллельно с подготовкой компрессора подготавливают к пуску приводной двигатель.

Пуск компрессора

Убедившись в полной исправности компрессора и всего вспомогательного оборудования и получив разрешение начальника смены или ответственного дежурного, производят пуск компрессора вхолостую: прослушивают его работу, проверяют по контрольным глазкам подачу масла в смазочной системе объемного дозирования и давление масла в смазочной циркуляционной системе. Если компрессор запускают после длительного перерыва, то через 30 мин работы на холостом ходу его останавливают, проверяют температурное состояние направляющих крейцкопфа, коренных подшипников и головки шатуна.

Убедившись в полной исправности компрессора, производят его загрузку и включают в систему. Загрузку осуществляют последовательно, начиная с I ступени. Для этого необходимо закрыть продувочные вентили всех аппаратов, перекрыть байпасные вентили, опустить пластины всасывающих клапанов или отключить дополнительные мертвые пространства. При достижении давления нагнетания компрессора уровня давления в нагнетательном коллекторе немедленно открывают вентиль на нагнетание. Если производят пуск компрессора с промежуточным отбором газа, то сначала загружают ряд низкого давления, а затем ряд высокого давления.

Техническое обслуживание компрессора

После пуска обслуживающий персонал должен поддерживать нормальный режим работы компрессора, руководствуясь показаниями контрольно-измерительных приборов и результатами осмотров машины. Особенно внимательно наблюдают за режимом работы смазочных систем компрессора, так как нарушение его может привести к быстрому выходу компрессора из строя или к аварии.

Важное значение для нормальной работы компрессоров имеет охлаждение цилиндров и газа в межступенчатых холодильниках. Машинист контролирует давление воды в подводящем трубопроводе, проверяет подачу воды по сливным трубам на все охлаждаемые точки и регулирует подачу воды так, чтобы ее температура не превышала 35—40° С. Пускать охлаждающую воду в рубашки цилиндров прогретого компрессора запрещается. Периодически очищают водяные рубашки цилиндров и холодильников.

Во время работы контролируют межступенчатое давление и температуру газа на всасывании и нагнетании ступени, их значения не должны превышать допустимых величин. Обслуживающий персонал обязан знать причины неисправностей, вызывающих отклонения давления и температуры от номинальных, и способы устранения этих неисправностей. Строго следят за работоспособностью клапанов: неисправный клапан обнаруживают по стуку и по изменению температуры и давления газа и незамедлительно заменяют его новым. При этом осматривают полости цилиндра, чтобы в них не остались сломанные пружины или пластины клапана: осколки могут образовать задиры зеркала цилиндра или поршня с кольцами. При смене клапанов или их деталей следует обеспечивать плотность клапана. Всасывающие клапаны запрещается ставить на место нагнетательных, и наоборот.

Постоянно наблюдают за герметичностью всех сборочных единиц компрессорной установки, которые находятся под избыточным давлением. В случае обнаружения нарушения герметичности и значительных утечек газа надо незамедлительно принять меры к их устранению. Контролировать плотность соединений следует путем внешнего осмотра, по показаниям приборов, по шуму (шипению и свисту), возникающему в местах нарушения уплотнений, и другими методами.

Внимательно следят за появлением разного рода стуков и уда ров в компрессоре, выясняют их происхождение и решают вопрос о возможности дальнейшей работы компрессора. Ежесменно проверяют работу предохранительных клапанов, контрольно-измерительных приборов и приборов автоматики.

Периодически производят ревизию и очищают клапаны и клапанные коробки, а также рабочие полости цилиндров от нагара и грязи; проверяют состояние шатунных болтов, крейцкопфов и де талей соединения со штоком; осматривают, чистят и промывают газопровод, межступенчатые холодильники, маслоотделители, буферные емкости.

Масляные фильтры циркуляционной смазочной системы и приемную сетку масляного насоса очищают в сроки, предусмотренные графиком, но не реже раза в два месяца.

Воздушные фильтры проверяют в сроки, предусмотренные инструкцией по эксплуатации компрессорной установки. Сопротивление проходу воздуха в фильтре должно быть не более 50 мм вод. ст. (если в инструкции не указана другая величина). При большем сопротивлении фильтр очищают.

Регулярно осматривают оборудование компрессорной установки, обтирают и очищают наружные поверхности от пыли и грязи. Не допускаются утечки масла и воды, особенно попадание масла на фундамент. Обнаруженные утечки немедленно устраняют. В качестве обтирочных материалов используют только хлопчатобумажные и льняные тряпки.

Обслуживающий персонал осуществляет текущие осмотры, прослушивает компрессор, следит за устранением возникающих неисправностей и своевременным проведением ремонта.

Остановка компрессора может осуществляться под нагрузкой и с переводом на холостой ход. При отсутствии автоматической продувки открывают вентили продувки всех ступеней и байпасные вентили; закрывают вентили на всасывании и нагнетании; прекращают подачу смазки (в случае применения отдельного привода к насосам) и охлаждающей воды.

После остановки машинист осматривает и обтирает компрессор.

Компрессор, работающий на взрывоопасных и токсичных газах, перед остановкой на длительный период продувают азотом или другим инертным газом.

Немедленно останавливают компрессор в случаях, предусмотренных в инструкции завода-изготовителя, а также при появлении следующих признаков:

  • падение давления масла в циркуляционной смазочной системе ниже допустимого;
  • прекращение подачи масла в цилиндры и сальники;
  • прекращение подачи воды;
  • значительное или непрекращающееся повышение давления в какой-либо ступени;
  • повышение температуры в какой-либо ступени выше допустимой;
  • нарушение уплотнений и значительная утечка газа;
  • слышны стуки, удары в компрессоре или двигателе или обнаружены неисправности, которые могут привести к аварии;
  • непрерывное увеличение нагрева коренных подшипников или других частей компрессорной установки и рост их температуры выше допустимой;
  • перегрузка двигателя (высокая температура обмоток);
  • появление запаха гари или дыма из компрессора или электродвигателя;
  • заметное увеличение вибрации компрессора.

После аварийной остановки сбрасывают давление из всей системы. Вновь запускают компрессор только после устранения неисправностей. Машинист несет ответственность за допущенную аварию и принимает участие в ремонтах.

Характерные неисправности поршневых компрессоров, причины их возникновения и способы устранения

Резко снижается давление масла в циркуляционной смазочной системе
Разрыв маслопровода Исправить маслопровод
Поврежден перепускной клапан масляного насоса Отремонтировать перепускной клапан масляного насоса или заменить новым
Поврежден насос Отремонтировать насос
Отсутствие масла Долить профильтрованное масло той же марки, какое имеется в картере.


Давление масла в циркуляционной смазочной системе падает постепенно
Засорение приемной сетки масляного насоса При первой же остановке компрессора снять приемную сетку масляного насоса, очистить и установить на место
Засорение масляного фильтра Очистить масляный фильтр
Износ шатунных или коренных подшипников (в компрессоре появляется глухой стук) Подтянуть подшипники, если подтянуть нельзя — заменить вкладыши, подогнав, если это необходимо, по валу
Увеличенный зазор между шестернями и крышкой масляного насоса Установить в масляном насосе более тонкую прокладку
Применение масла несоответствующего качества, теряющего вязкость при нагреве, или разжижение смазки при нагреве Слить старое масло и залить новое требуемой вязкости. Устранить перегрев масла
Неисправен манометр Заменить манометр
Попадание в масло воды Заменить масло и устранить причину попадания воды


Возрастает температура масла в циркуляционной смазочной системе
Недостаточное охлаждение масла в масляном холодильнике по следующим причинам: загрязнение масляного холодильника Очистить масляный холодильник от грязи
неправильная сборка холодильника, вследствие чего масло проходит вдоль корпуса, а не поперек трубы Правильно собрать холодильник
загрязненность или несоответствующая инструкции вязкость масла Слить загрязненное масло и залить свежее необходимой вязкости
засорение трубки, подающей масло Прочистить трубку


Нагреваются обратные клапаны смазочной системы цилиндров и сальников
Неплотность в обратном клапане Устранить неплотность проточкой седла клапана, притиркой или заменить клапан новым


Уменьшилась подача смазки смазочной системы цилиндров и сальников
Засорение сетки фильтрации масла поступающего в насосную секцию Очистить и промыть сетку
Плохое уплотнение или засорение всасывающей трубки насоса, засоре­ние маслопроводов Очистить, промыть и продуть детали сжатым воздухом
Неисправность привода насоса Отремонтировать привод


Скопление масла в напорном маслопроводе смазочной системы цилиндров и сальников
Увеличение подачи масла в цилиндры и сальники Установить нормальную подачу масла в цилиндры компрессора


Чрезмерно высокое нагревание цилиндра, штока и сальника
Недостаточная подача смазки в цилиндры и сальники Увеличить подачу масла. Проверить загрязнение маслоподводящих трубок и каналов, продуть их и проверить, проходит ли через них масло
Недостаточное охлаждение цилиндров Проверить трубопровод, подводящий воду в рубашку охлаждения цилиндров. Если нагреваются цилиндры высокого давления, проверить подачу воды к холодильнику
Падает давление воды в подводящем трубопроводе Увеличить подачу воды открытием соответствующих задвижек
Недостаточный тепловой зазор в стыке поршневых колец Проверить тепловой зазор в стыке колец, в случае необходимости припилить кольцо
Пропуск воздуха в нагнетательных клапанах Установить, какой клапан пропускает газ. Если при разборке клапана выявились поломанные детали, их заменяют
Нарушения в пригонке и сборке сальников Тщательно подогнать и собрать сальник


Нагрев подшипников
Чрезмерная затяжка и чрезмерно малые зазоры во вкладышах, что ограничивает поступление смазки и вызывает сухое трение Отрегулировать зазоры, учитывая, что слишком большие зазоры ведут к потерям масла и к нагреву подшипников
Недостаточная подача смазки из-за засорения фильтра, маслопровода, открытия перепускного клапана на низком давлении, низкого уровня масла в картере, плохой работы маслонасоса и большой вязкости масла Отрегулировать подачу смазки к подшипнику, устранив, если имеются, неисправности в смазочной системе
Масло загрязнено или смешано с водой Залить очищенное (профильтрованное) масло. Проверить герметичность водяных полостей масляного холодильника и уст ранить обнаруженные течи
Перекос осей подшипников и шеек вала, осей подшипников относительно осей цилиндров, перекосы в кривошипно-шатунном механизме. Эти дефекты приводят к возникновению местного сухого трения Конусность и овальность шеек вала Выявить и устранить перекосы приведением к норме зазоров и взаимного рас положения соединяемых деталей, центровкой рамы, направляющих, цилиндров и правильной укладкой коленчатого вала
Плохая пригонка вкладышей к шейкам вала, недостаточный осевой зазор в упорном подшипнике и отсутствие осевого разбега в остальных подшипниках, неправильная припиловка по валу галтелей вкладыша Обмерить шейки вала, сравнить с пас портными. Исправить шейки припиловкой, шлифовкой вручную Тщательно пришабрить вкладыши и установить нормальные зазоры


Нагрев башмаков крейцкопфа
Недостаточный зазор между верхним башмаком и направляющей Отрегулировать зазор между верхним башмаком и направляющей установкой прокладок
Коническая форма направляющей Пришабрить поверхность направляющей


Стуки в цилиндровой группе компрессора
Удары поршня в крышку вследствие недостаточной величины мертвого пространства (результат неправильного монтажа) Регулируют мертвое пространство и доводят линейный зазор между торцами поршня и крышками до нормы
Попадание между поршнем и одной из крышек цилиндра твердых металлических частей (часть клапана, пружина) Снять крышку цилиндра, удалить по павший предмет, осмотреть стенки цилиндра, а также видимую часть поршня, проверить, нет ли на них царапин, рисок. Поставить крышку на место
Попадание в цилиндр воды, которая скапливается в мертвом пространстве и может вызвать гидравлический удар. Вода может просочиться из полости охлаждения по трещинам, которые возникли при изготовлении цилиндра или в результате перегрева цилиндра при перебоях в охлаждении. Наличие нагара в виде уступа на зеркале, в связи с длительным сухим трением поршня о зеркало цилиндра из-за отсутствия в цилиндре конической расточки для пробега колец. Место течи устранить тампонированием жидким стеклом, путем чеканки, если трещина невелика, загужонить или заварить, если трещина большая. В случае гидравлического удара осмотреть весь механизм движения (шток, шатун, коленчатый вал), поршень, крышки цилиндров.
Ослабление посадки поршня на штоке (двойной стук в момент прохода поршня в крайнее положение) из-за недостаточной затяжки гайкой, крепящей поршень на штоке, или некачественных прокладок, установленных между поршнем и буртом штока при регулировке мертвых пространств. Затянуть гайку и законтрить ее.
Слишком свободная посадка колец в канавках поршня. Заменить кольца более высокими и обеспечить хорошую пригонку и нормальный зазор между кольцом и стенкой канавки.
Заедание, износ и поломка поршневых колец в результате износа или заеданий в канавке при большом нагарообразовании. Заменить кольца новыми, предварительно очистив поршень от нагара, проверить свободу перемещения поршневого кольца в канавке.
Износ боббитовой заливки на скользящем поршне из-за плохой обработки зеркала цилиндра, плохой очистки газа, с которым попадают грязь и пыль; применение некачественного масла, склонного к нагарообразованию. Проверить весь механизм движения и цилиндры. Выяснить причину и устранить ее.
Значительный перекос осей цилиндра и направляющих крейцкопфа Проверить соосность осей цилиндра и направляющих крейцкопфа. Устранить несоосность.


Скрип в цилиндрах
Недостаточное количество или отсутствие смазки. Проверить и отрегулировать подачу масла.
Перекос сальника Перебрать сальник.


Стук в клапанах
Недостаточное плотное прижатие седла клапана фонарем и крышкой Установить кольцевую прокладку из меди между фонарем и крышкой и плотно прижать крышку.
Касание торцом поршня седла клапана в связи с углубленной посадкой седла в гнезде Установить под седло более толстую прокладку
Поломка пластины клапана Установить новую пластину, проверив при этом ее твердость и перекос при посадке пластины на седло; пластину и седло притереть
Поломка или ослабление пружин клапана из-за неправильной их термообработки. Заменить пружины новыми. Жесткость всех пружин в комплекте должна быть одинаковой.


Резкий стук в компрессоре
Чрезмерный стук между башмаком крейцкопфа и направляющей Зазор довести до нормального установкой прокладок между башмаками и корпусом крейцкопфа, при этом проверить совпадение осей отверстия крейцкопфа и штока.
Недостаточное поступление смазки в направляющие из-за падения давления масла в смазочной системе или засорения маслоподводящих каналов. Продуть масловыводящие каналы и установить нормальное давление масла.
Ослабление соединений штока с крейцкопфом. Подтянуть крепление штока с крейцкопфом. Проверить затяжку крейцкопфного кольца и плотность посадки конусов пальца в теле крейцкопфа.
Износ крейцкопфного пальца. Заменить дефектную втулку.


Глухой стук в компрессоре
Чрезмерные зазоры между шейкой коленчатого вала и вкладышем подшипника. Увеличить затяжку подшипников, при необходимости уменьшить толщину наборов прокладок в стыках между половинками вкладышей.
Износ коренных и шатунных подшипников и шеек вала. Заменить вкладыши на ремонтные, или проточить шейку вала под ремонтный размер, залить подшипники и расточить их по шейке вала.
Отсутствие или недостаток смазки, поступающей к подшипнику. Засоренные маслопроводящие трубки продуть сжатым воздухом, отрегулировать перепускной клапан, проверить уровень масла в картере.


Заедание поршня
Применение некачественного масла для смазывания цилиндров. Залить чистое масло в соответствии с инструкцией по техническому обслуживанию.
Нарушение смазывания трущихся деталей кривошипно-шатунного механизма компрессора. Проверить подачу масла к трущимся деталям, соблюдать правила смазывания компрессора.
Перебой смазывания цилиндра из-за засорения маслопровода. Проверить маслопровод, устранить неисправности смазочных приспособлений.
Резкое изменение режима охлаждения цилиндра. Которое, обычно ведет к схватыванию поршня около мертвых точек. После недостаточного охлаждения разогретого цилиндра происходит усиленное охлаждение. Цилиндр, охлаждаясь сжимается и происходит «схватывание» поршня. Не допускать резкого изменения режима охлаждения цилиндра.
Перекос в кривошипно-шатунном механизме, что приводит к возникновению местного сухого трения. Выявить и устранить перекосы проверкой и приведением к норме зазоров взаимного расположения соединяемых деталей.
Попадание в цилиндр посторонних предметов Осмотреть поршень, выяснить, возможна ли дальнейшая его эксплуатация или заменить поршень новым
Нагрев поршневого пальца, что приводит к заеданию пальца в плоскости, перпендикулярной качанию шатуна Пропилить поршневой палец для по­лучения нормального зазора
Неправильный зазор между цилиндром и поршнем, в результате чего заедание происходит в первые часы работы компрессора Отправить компрессор в ремонт
Коробление поршня в результате чрезмерного нагрева поршня или вследствие того, что поршень не про шел старения или отжига, если он выполнен сварным Отправить компрессор в ремонт


Пропуск масла сальниками
Поломка пружин, прижимающих секции сальников одну к другой Заменить пружины
Износ штока Заменить шток
Риски, царапины на поверхности штока и уплотнительных сальниковых кольцах Заменить шток и сальниковые кольца
Износ уплотнительных колец и отсутствие зазора в их стыках Заменить уплотнительные кольца


Вибрация компрессора
Неправильная центровка валов компрессора и электродвигателя Проверить центровку валов компрессора и электродвигателя. Правильно сцентрировать валы


Повышение давления в одной из ступеней
Поломка пластин или пропуски газа всасывающим клапаном, следующим за ступенью, в которой повысилось давление. Обнаруживается по нагреву соответствующего клапана и падению давления за последующей ступенью Проверить прилегание пластины к седлу, притереть пластину к седлу; проверить высоту подъема клапана
Увеличено мертвое пространство последующей ступени Отрегулировать мертвое пространство последующей ступени
Неплотность или поломка поршневых колец. Обнаруживается по возрастанию давления в ступени (для машин с цилиндрами двойного действия) Проверить состояние поршневых колец, в случае необходимости заменить новыми
Ухудшение охлаждения в промежуточном холодильнике Отрегулировать охлаждение промежуточного холодильника


Понижение давления в одной из ступеней
Поломка пластин или пропуски газа всасывающими и нагнетательными клапанами I ступени. Обнаруживается по падению давления во всех ступенях Проверить прилегание пластин к седлу, притереть их, проверить высоту подъема клапана
Неплотность или поломка поршневых колец 1-й ступени. Обнаруживается по падению давления во всех ступенях. Неплотность или поломка колец какой-либо ступени вызывает падение давления в последующей ступени. Проверить состояние поршневых колец. В случае необходимости заменить новыми.
Повышение сопротивления всасывающей линии (большая скорость во всасывающем трубопроводе, большое сопротивление фильтра, чрезмерное сужение всасывающего трубопровода) Уменьшить сопротивление фильтра.


Понижение температуры по ступеням
Пропуск газа поршневыми кольцами (для машин с цилиндрами двойного действия), поломка пластин всасывающих и нагнетательных клапанов. Проверить состояние поршневых колец и клапанов.
Неисправность холодильников предшествующей группы и недостаточная подача воды для охлаждения. Проверить состояние холодильника, отрегулировать подачу воды.
Неплотность или поломка пластин нагнетательных клапанов предшествующей ступени. Проверить прилегание пластин к седлу, притереть их, проверить высоту подъема клапана.