Úvod

Jednou ze součástí membránového kompresoru je kovová membrána, která určuje schopnost kompresoru pracovat po dlouhou dobu a také životnost samotného zařízení. Tento článek zkoumá hlavní faktory selhání membrány u membránových kompresorů a jak prodloužit životnost kovové membrány zkoumáním provozních podmínek kompresoru, materiálu membrány a systému hydraulického oleje kompresoru.

Membrána membránového kompresoru se používá pro práci s plynem, aby byla zajištěna jeho přeprava a stlačení.

Membrána je nejpoužívanější součástí při provozu kompresoru. Požadavky na materiál membrány jsou velmi přísné: musí mít dobrou elasticitu a odolnost proti únavě, aby se prodloužila její životnost. K prasknutí membrány dochází nejčastěji nesprávným výběrem materiálu nebo nesprávnou obsluhou.

Kompresory chemických závodů mají přísnější bezpečnostní požadavky. Kovový kadmiový modul izoluje procesní plyn od hydraulického a mazacího oleje, čímž zajišťuje čistotu stlačeného plynu.

1. Analýza selhání membrány kompresoru

Kovový membránový kompresor je kompresor s pístovou membránou. Při běžném provozu kompresoru je kapalina ve válci poháněna membránou. Existují tři typy selhání membránového kompresoru.

① Když se tlak na hlavě membrány příliš zvýší, dosáhne se stavu vypnutí s vysokým blokováním. V případě poruchy dosáhne výstupní tlak kompresoru limitu, který blokování vydrží, a dojde k vypnutí.

② Výstupní tlak kompresoru je pod nastavenou hodnotou a odezva se zastaví kvůli nedostatečnému napájení iniciátoru. Jak tlak kompresoru klesá, poloha výstupního regulačního ventilu se bude postupně zvyšovat. V určitém okamžiku ventil ztratí schopnost regulace a dosáhne 100 %. Při poklesu výstupního tlaku pod nastavenou hodnotu v MPa dojde k ovlivnění odezvy, až úplnému zastavení.

③ Když membrána pracuje v řetězovém režimu, může způsobit zastavení řetězu. Od instalace kompresor funguje normálně. Vzhledem k tomu, že vybraný kompresor je experimentální zařízení, jsou během provozu pozorovány četné startovací a zastavovací podmínky, což komplikuje provozní podmínky membrány. Při dlouhodobém používání bylo pozorováno, že životnost kovové membrány je menší než polovina běžné životnosti. Životnost membrány druhého kompresního stupně je obzvláště krátká a membrána na straně oleje je v zimě náchylnější k poškození. Časté poškození membrány vede k častým zastávkám a kontrolám, což způsobuje spoustu nepříjemností.

1. K předčasnému poškození membrány kompresoru dochází z následujících důvodů.

1.1 Teplota oleje v kompresoru je příliš nízká

Když jsou teploty v zimě pod bodem mrazu, je viskozita hydraulického oleje vyšší než při normálním provozu. Zařízení pilotní smyčky tohoto kompresoru je zařízení zkumavky, které se často používá při spouštění a zastavování a frekvence spouštění a zastavování kompresoru je také poměrně vysoká. Tento kompresor nemá systém ohřevu oleje. Při prvním spuštění hydraulického systému je kvůli nízké teplotě oleje a vysoké viskozitě způsobené klimatickými podmínkami tlak hydraulického oleje příliš nízký a hydraulický systém nefunguje správně. Během provozu stlačený plyn v kompresoru při každém pracovním cyklu přibližuje membránu k rozdělovací desce a tlak plynu neustále působí na membránu, což vede k částečné deformaci otvoru pro vedení oleje. V důsledku toho membrána selže před uplynutím stanovené životnosti.

1.2 Provozní podmínky kompresoru

Podle teorie parciálního tlaku plynu se při určité teplotě a tlaku plyn uvnitř kompresoru snadno změní na kapalnou fázi. To způsobí, že kovová membrána je vystavena kapalné fázi, což má za následek předčasné poškození.

1.3 Materiál membrány kompresoru

Materiál použitý na membránu kompresoru je speciálně zpracovaný a má dobré mechanické vlastnosti. Nevýhodou je horší odolnost proti korozi. Během výroby pilotního kroužku se může do systému dostat malé množství neupraveného korozivního média. V době výběru materiálu byla tloušťka membrány pouze 0,3 mm, takže její pevnost byla poměrně nízká.

2. Opatření k prodloužení životnosti membrány kompresoru

Životnost membrány membránového kompresoru je velmi důležitá. Když výkon kompresoru splňuje normu, spolehlivost je určena životností kovové membrány. Mezi faktory ovlivňující životnost membrány patří vlastnosti stlačeného plynu, stabilita hydraulického oleje a materiál membrány. Byly analyzovány příčiny předčasného selhání membrány a byl vypracován plán zlepšení.

2.1 Instalace elektrického systému ohřevu hydraulického oleje

Nádrž kompresorového oleje musí být vyhřívána elektricky v závislosti na okolní teplotě. V zimě, kdy teplota dosáhne bodu mrazu a pod 18 stupňů Celsia, by se měl hydraulický olej automaticky ohřívat elektřinou. Když je teplota nad 60 stupňů, elektrický ohřev by se měl automaticky vypnout, aby se zabránilo poškození membrány v důsledku nízkého tlaku a teploty oleje.

2.2 Optimalizace podmínek procesu

Potrubí řídicího kroužku by mělo být optimalizováno a vylepšeno podle provozních podmínek kompresoru. Pro zajištění stabilního provozu navazujícího systému je nutné zvýšit výstupní teplotu kompresoru a snížit výstupní tlak. To zabrání napadení kapalnou fází způsobenému zkapalněním n-hexanu a prodlouží životnost kovové membrány.

2.3 Upgrade kovové membrány

K opětovnému výběru materiálu kovové membrány je nutné použít materiál s vysokou pevností, dobrou tažností a odolností proti korozi. Zlepšit by se měla i technologie zpracování kovových membrán.

1. Pro zvýšení pevnosti, odolnosti proti korozi a tažnosti materiálu by měl být uměle stárnut.

2. Po dokončení stroje je třeba obě strany membrány vyleštit, aby se snížil tlak uvnitř kovové membrány.

3. Pro zvýšení životnosti membrány je nutné nanést antikorozní materiály na obě strany střední části membrány, aby se zabránilo tření a korozi.

4. Zvětšení tloušťky membrány zvyšuje její pevnost a prodlužuje její životnost.

Závěr: Během testů byla zlepšena membrána kompresoru a optimalizovány provozní podmínky. Tím se prodloužila životnost kovové membrány a zvýšila spolehlivost kompresoru.