十壓縮機事故危險性分析與評價

1、十.壓縮機事故危險性分析與評價1. 壓縮機事故綜合分析 事故發(fā)生的原因主要有以下幾個方面。（1）常見的重大壓縮機事故包括燃燒爆炸和機械事故兩大類壓縮機壓縮介 質(zhì)是易燃易爆的氣體，而且在高壓條件下極易泄漏可燃性氣體通過缸體連接處、 吸排氣閥門、設備和管道的法蘭焊口和密封等缺陷部位泄漏壓縮機零部件疲勞斷 裂，高壓氣體沖出至廠房空間空氣進入到壓縮機系統(tǒng)，形成爆炸性混合物。（2）在操作、維護和檢修過程中操作、維護下當或檢修不合理，達到爆炸 極限濃度的可燃性氣體和空氣的混合物一遇火源就會發(fā)生異常激烈燃燒， 甚至引 起爆炸事故。（3）壓縮機氣缸潤滑大都采用礦物潤滑油，它是一種可燃物。當氣體的溫 度劇升，超

2、過潤滑油的閃點后就會產(chǎn)生強烈的氧化， 將有燃燒爆炸的危險。 另外， 呈懸浮狀存在的潤滑油分子， 在高溫高壓條件下， 很容易與空氣中的氧發(fā)生反應， 特別是附著在排氣閥、 排氣管道灼熱金屬壁面上的油膜， 其氧化就更為加劇， 生 成酸、瀝青及其他化合物。 它們與氣體中的粉塵、 機械摩擦產(chǎn)生的金屬微粒結(jié)合 在一起，在氣缸蓋、活塞環(huán)槽。氣閥、排氣管道、緩沖罐、油水分離器和貯氣罐 中沉積下來形成積炭。積炭是一種易燃物，在高溫過熱、意外機械撞擊、氣流沖 擊、電器短路、外部火災及靜電火花等條件下都有可能引起積炭自燃， 甚至爆炸。 在壓縮機啟動過程中，沒有用惰性氣體置換壓縮機系統(tǒng)中的空氣或置換不徹底 （氧的含量

3、超過 （2%或殘存有可燃物等雜質(zhì)）就啟動；因缺乏操作知識，沒有打 開壓縮機的出口閥、旁路閥引起超壓（ 4）在操作過程中， 因壓縮機氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)的儀表失靈， 引起氣體壓力過高 等，都會引起燃燒爆炸事故2. 壓縮機燃燒爆炸事故壓縮機燃燒爆炸事故的原因。（1）吸、排氣閥失靈，密封不嚴，造成泄漏，引起著火爆炸。（2）軸封處泄漏嚴重，引起著火。（3）與高壓合成系統(tǒng)連接的閥門法蘭漏氣，照明接頭處短路，引起著火爆 炸。循環(huán)機出口總管壓力表根部泄漏，高壓氣體沖出，靜電起火爆炸。氮氫氣壓 縮機氣缸支腳斷裂，進口管道漏氣，遇明火引起爆炸。預防措施如下 ：（1）合理安排吸、排氣閥，保證氣閥動作的靈活性和氣密性，及時

4、清理污 垢和更換氣閥。（2）合理安裝活塞桿與填料，定期檢查磨損情況，及時更換填料。將安全 密封氣體流入軸封部位，設置與平衡室保持壓差的調(diào)節(jié)裝置。（3）應合理安裝管路、閥門、法蘭和儀表等管件，保證連接件密封可靠， 并經(jīng)常檢查連接部位的漏氣情況， 設置氣體泄漏的檢測裝置， 監(jiān)視密封系統(tǒng)的異 常現(xiàn)象。3. 因腐蝕、疲勞斷裂，可燃性氣體噴出 因腐蝕、疲勞斷裂，可燃性氣體噴出原因（1）循環(huán)機出口放空管疲勞斷裂，氨泄漏引起著火爆炸。 （ 2）多級缸之間、 氣缸與機身之間連接螺栓的螺紋根部疲勞斷裂， 大量高壓 氣體噴出，引起著火爆炸。（3）機身、高壓缸損壞，引起油系統(tǒng)著火，缸套材質(zhì)低劣，缸體嚴重縮孔缺 陷而

5、產(chǎn)生疲勞斷裂，致使高壓氣體沖出，引起空間爆炸。（ 4）活塞鎖母螺紋根部、 活塞桿與活塞連接螺紋根部疲勞斷裂， 活塞桿打擊 起火引起爆炸預防措施如下：（1）減少壓縮機管系振動，保證管材和焊口質(zhì)量。（2）保證連接螺栓結(jié)構(gòu)、幾何尺寸合理，材質(zhì)優(yōu)良，提高螺紋的強度和加工 精度；保證連接面緊密貼合，擰緊力適當。（3）嚴格進行機身、缸體、缸套的質(zhì)量檢查；對主要零部件進行剩余壽命的 診斷。（4）提高熱處理工藝質(zhì)量，保證活塞桿強度；采用圓弧滾制螺紋，提高螺紋 的加工精度；在制造、安裝中保證高質(zhì)量，避免附加彎矩的產(chǎn)生。4. 溫度壓力過高，積炭自燃和可燃物燃燒（ 1）氣缸潤滑劑選擇不當， 潤滑油牌號不符， 加油量

6、過多或太少， 油質(zhì)不佳， 使氣體溫度劇升，形成積炭。（2）循環(huán)冷卻水水質(zhì)差，中間冷卻效果不好，冷卻水意外中斷，致使氣體溫 度升高。中間冷卻器、 油水分離器和貯氣罐排放油水不及時或不徹底， 增加污垢、 阻力，使氣體溫度升高。 。（3）用空氣試壓試漏，高溫下積炭，激烈氧化而爆炸；機械制造過程中，鐵 銹等雜質(zhì)未清除干凈，導致發(fā)熱；濾清器污垢嚴重，吸入氣體含塵量大，易形成 積炭。（4）缺少安全措施和現(xiàn)代化管理手段。預防措施如下：（1）根據(jù)氣體性質(zhì)合理選擇潤滑劑， 選擇閃點高， 氧化后析炭量少的高級潤 滑脂；注油量適當，定期進行油質(zhì)分析，及時更換新油。（2）采取先進的水質(zhì)處理工藝，定期清除污垢、排放油水

7、，嚴格控制排氣溫 度，不得超過允許值。（ 3）充分清除鑄件與配管中的異物與鐵銹， 組裝后整個壓縮機系統(tǒng)進行徹底 吹除；選用耐蝕材料，選擇高效濾清器，及時清除污垢。（ 4）在有爆炸氣體的壓縮機附近設置防爆墻和惰性氣體滅火裝置。 對于高壓、 易燃易爆氣體的安全閥要經(jīng)常檢查其可靠性。采用儀表計測量和自動報警裝置， 發(fā)現(xiàn)異常故障可及時采取安全措施。5 違章作業(yè)，導致燃燒爆炸違章作業(yè)，導致燃燒爆炸原因（1）檢修氮氫氣壓縮機時，用鋁板作盲板，使高壓氣體噴出引起空間爆炸； 壓力升高超過材料強度極限而導致爆炸； 鼓風機運行中， 已發(fā)現(xiàn)異常響聲而沒有 及時停車檢查，致使風機軸頸扭斷，油箱起火爆炸。（ 2）壓縮機

8、負荷試車時， 沒有用低壓氮氣吹除或吹除不徹底， 引起燃燒爆炸。（3）禁油處理不徹底，使填料帶油著火，集油箱爆炸。 預防措施如下 ：（1）熟悉操作知識， 開車前必須打開壓縮機的出口閥門， 開車后密切注視水、 氣、油的壓力和溫度的變化以及異常響聲。（2）負荷試車，啟動壓縮機時，首先用惰性氣體置換其中的空氣，使氧含量 小于 2%。負荷試車必須嚴格按照操作規(guī)程進行。（ 3）禁止用汽油等揮發(fā)性油類清洗零件， 制造安裝過程中， 盡量避免與大氣 接觸，嚴格執(zhí)行禁油處理和控制油溫。（4）精心操作。6. 因管理不善引起爆炸事故因管理不善引起爆炸事故原因（1）壓縮機出口閥損壞，使其超壓，安全閥啟跳，引起著火爆炸；

9、油水分離 器因制造缺陷爆炸；緩沖器因操作帶水而發(fā)生爆炸。（2）操作時壓力超高，大量高壓氣體放空，電火花引燃。（3）電機絕緣老化而引起著火，燒壞壓縮機。預防措施如下 ：（1）加強質(zhì)量管理和質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時補救或更換易損件。（2）密切注視壓力表讀數(shù)的變化。（3）加強電機繼電器的維護和保養(yǎng)。（4）及時更換絕緣老化的電機。7. 活塞桿斷裂的原因活塞桿斷裂的原因原因（1）與十字頭連接方式不合理活塞桿與十字頭的連接一般采用方法蘭連接， 其受力形式有兩種：一是預緊時活塞桿受拉伸；二是預緊時活塞桿受壓縮。（ 2）連接螺紋結(jié)構(gòu)設計不合理， 螺紋加工質(zhì)量差由于活塞桿的連接螺紋處在 活塞桿運行時承受交變應力，

10、 這就要求連接螺紋具有較強的抗疲勞性能。 而螺紋 的幾何形狀、螺紋根部圓角半徑、 光桿部分的過渡圓角以及加工精度等將對螺紋 的耐疲勞性能有直接影響。（3）由于在活塞桿鍍鉻時，鍍鉻陰板吸氫，氫原子深入到基體，而鍍鉻后又 未作去氫處理，以及工作環(huán)境中有氫存在，由于氫的作用，使活塞桿材質(zhì)變脆， 加之承受交變載荷，從而導致氫脆腐蝕斷裂。 鍍層是導致活塞桿產(chǎn)生裂紋的起源， 而環(huán)境中的氫和承受的交變載荷則是使裂紋擴展乃至斷裂的主要原因。預防措施如下 。（1）定期采用無損探傷和磁粉檢查，及時更換已出現(xiàn)裂紋的活塞桿。（ 2）活塞桿的表面盡量不采用鍍鉻的方法充氫和高頻淬火的方法， 以降低疲 勞強度。8. 氣缸和

11、氣缸蓋破氣缸和氣缸蓋破原因（1）安裝時，氣缸兩側(cè)的余隙容積過小，甚至沒有間隙，活塞在運行中撞擊 氣缸蓋，或氣缸帶油水造成液擊現(xiàn)象，致使氣缸蓋損壞。（ 2）活塞與活塞桿連接固定的鎖緊螺母松動， 造成活塞撞缸， 或活塞絲堵松 脫，氣閥損壞，其碎物及連接螺栓、螺母等異物掉入氣缸打壞氣缸蓋。（3）在天氣寒冷的季節(jié)，壓縮機長期停用，而冷卻水系統(tǒng)包括氣缸夾套）的 水沒有全部排放，造成水結(jié)冰膨脹，使氣缸、缸蓋凍裂。（4）壓縮機運行中斷水后，氣缸溫度劇升，如果突然通入冷卻水，將使氣缸 驟然收縮而破裂。預防措施如下 。（ 1）調(diào)整活塞與氣缸上下死點的間隙， 一般采用減少活塞桿與十字頭體接合 面的墊片或增加氣缸與

12、氣缸蓋之間的墊片。 對于中小型壓縮機， 可用旋轉(zhuǎn)活塞桿 調(diào)整活塞與氣缸蓋的間隙。（2）嚴格執(zhí)行檢修和裝配質(zhì)量標準，防止螺帽上開口銷、防松墊、活塞絲堵 松脫。檢修后，先用人工盤車，檢查是否有異物掉入氣缸。（3）長期停止使用時，必須將水冷卻系統(tǒng)及氣缸水夾套中的水全部放出。（4）遇有氣缸因嚴重缺水而溫度劇升時， 應停車， 待氣缸自然冷卻下來后再 進行處理。9. 曲柄移位和曲軸斷裂曲柄移位和曲軸斷裂原因 。（1）曲柄在高轉(zhuǎn)速、振動大、交變載荷作用下長期運行，因曲柄幾何形狀突 變、曲軸經(jīng)修磨后過渡圓角留得太小， 產(chǎn)生了高度應力集中現(xiàn)象， 從而導致過早 疲勞斷裂。（2）曲軸長期運轉(zhuǎn)或超期服役、主軸頸磨損嚴

13、重、橢圓度及圓錐度過大、超 負荷運行等，都有可能導致曲軸疲勞斷裂。（ 3）操作中主軸承斷油或因澆鑄質(zhì)量不好而造成巴氏合金熔化、 脫落、 中間 滑塊托座止口碎裂、 油系統(tǒng)中混入異物、 軸承夾損壞、 因強烈振動平衡鐵脫落或 受到強烈沖擊以及緊急剎車等都會引起曲軸移位或斷裂。預防措施如下 。（ 1）曲軸修磨后必須保證曲軸頭、 根部適當?shù)膱A角， 以改變應力過度集中的 情況。（ 2）根據(jù)設計要求和實際使用情況制定使用周期及判廢標準， 超過使用期限 或達到報廢標準的曲軸不得繼續(xù)使用。 在每次大、 中、小修和一切可利用的機會 對曲軸進行無損探傷檢查、 橢圓度及圓錐度的測量， 以便及時發(fā)現(xiàn)曲軸內(nèi)部裂紋 或缺陷

14、，發(fā)現(xiàn)缺陷后要查清 原因，采取相應的防范措施，未經(jīng)處理和安全評定的曲軸不得繼續(xù)使用（ 3）嚴格執(zhí)行操作規(guī)程， 竭力避免操作失誤， 絕不可使壓縮機在超溫、 超壓、 超負荷、油溫高、油質(zhì)差、斷油、氣缸內(nèi)帶油水情況下運行。如發(fā)生金屬零部件 脫落、劇烈沖擊時，應立即停車檢查，在排除故障的同時，應認真檢查曲軸有無 損傷和裂紋等。10. 連桿斷裂和變形連桿斷裂和變形的原因（1）連桿結(jié)構(gòu)設計不合理，如連桿小頭軸頸太細，過渡圓弧太小，易產(chǎn)生應 力集中；材質(zhì)內(nèi)部存在砂眼、裂紋等缺陷，鑄造或鍛造質(zhì)量差，機加工精度低。（ 2）連桿屬于二力構(gòu)件， 在交變應力作用下， 極易在應力集中部位產(chǎn)生微裂 紋或晶間裂紋。隨著運行

15、時間的增長，裂紋逐漸擴展，以至造成疲勞斷裂，一般 多在連桿小頭處斷裂。（3）安裝檢修時，預緊力過大，使連桿螺栓產(chǎn)生裂紋以及在運行中擴展、斷 裂；連桿螺栓運行中脫扣或松動而造成撞缸， 使連桿受很大的彎曲應力作用而折 斷或彎曲； 檢修中連桿小頭瓦與十字頭銷調(diào)整間隙小， 造成抱軸而拉斷連桿； 鎖 緊十字頭的開口銷折斷、 卡環(huán)脫扣， 運行時十字頭銷滑出， 也會造成連桿斷裂或 撞彎。（4）壓縮機運行中，傳動系統(tǒng)的潤滑油油質(zhì)低劣，油溫高或突然斷油，使得 連桿、小頭軸瓦（或十字頭銷） 、十字頭滑板潤滑情況極其惡劣，由于產(chǎn)生很大 的摩擦力或連桿卡死， 在較大應力的作用下使連桿拉長、 彎曲或折斷， 或氣缸帶 入

16、油水而發(fā)生水擊，都可能會引起撞缸而使連桿折斷或彎曲。預防措施如下：（1）改進設計結(jié)構(gòu)，力求完善合理，確保材質(zhì)和制造加工質(zhì)量，加工完的成 品應進行嚴格的質(zhì)量驗收、 磁粉和超聲波檢查， 發(fā)現(xiàn)不合格 （桿身與頭部過渡圓 弧太小、材質(zhì)牌號不對、 存在缺陷、 桿身有粗的刀痕或劃傷等） 者不得投入使用。（2）利用大、 中修機會對連桿進行全面的無損探傷檢查。 發(fā)現(xiàn)連桿內(nèi)出現(xiàn)裂 紋、缺陷，未經(jīng)處理或安全評定不得繼續(xù)使用， 超期服役或已達到報廢標準者應 停止使用。（ 3）嚴格按安裝檢修規(guī)程施工， 保證安裝檢修質(zhì)量， 安裝檢修后應進行嚴格 的質(zhì)量檢查，尤其是認真檢查連桿螺栓的受力與拉伸情況； 鎖住開口銷， 使其預

17、 緊力不會過大，即使裂紋產(chǎn)生，也不會因預緊力過小，在運行中松動。嚴格檢查 十字頭銷的鎖緊卡環(huán)是否穿好、 十字頭銷外保護壓板螺栓有無裂紋， 以防運行中 十字頭銷滑出，使連桿與十字頭分離。檢查大、小瓦瓦量、裝配過盈量及與曲軸 頸、十字頭銷間的調(diào)整間隙，以防止抱軸、燒瓦和拉斷連桿事故發(fā)生。（4）保證潤滑油質(zhì)量和正常供應，不得斷油，如發(fā)現(xiàn)十字頭銷襯套缺油、溫 度升高或產(chǎn)生不正常響聲時，應立即停車檢查。操作中嚴防“水擊”現(xiàn)象發(fā)生， 以防撞缸使連桿撞 彎或折斷。11. 連桿螺栓斷裂連桿螺栓斷裂原因（ 1）連桿螺栓的結(jié)構(gòu)設計不合理， 幾何尺寸和制造精度不符合圖紙要求， 經(jīng) 檢查外表面有刻痕、刮傷、裂紋、毛刺

18、或敲擊痕跡以及材質(zhì)低劣，都可能會導致 連桿螺栓疲勞斷裂。 從連桿斷裂事故原因分析可知， 制造質(zhì)量缺陷是不可忽視的 重要原因。（2）安裝檢修時，違反安裝檢修規(guī)程，將連桿螺栓、螺帽擰得太緊或緊固時 產(chǎn)生偏斜， 使連桿頭部的支承面和螺栓的接觸面接觸不均勻， 連桿螺栓承受過大 的預緊力和不均勻的載荷而被拉斷。（3）運行時，螺帽、連桿螺栓松動或者脫落而產(chǎn)生敲擊、撞擊，致使連桿螺 栓在承受過大的應力下折斷。（ 4）連桿大頭軸承過熱， 運行時連桿螺栓受熱膨脹而拉長， 從而破壞連桿大 頭瓦正常的徑向間隙而松動，引起敲擊、振動，以致拉斷連桿螺栓。（5）壓縮機排氣壓力過高，超負荷運行。（6）軸承間隙過大，發(fā)生沖擊

19、振動。預防措施如下 ：（ 1）連桿螺栓的兩個面之間均采用圓角過渡， 最后一道螺紋在桿身上應逐漸 消失，螺紋根部不得制成尖角而應做成圓角， 連桿螺栓頭和與連桿大頭貼合的螺 母端面加工精度必須符合圖紙的規(guī)定。 安裝連桿螺栓前， 應檢查外表面和螺紋絲 扣是否完整、桿身是否有裂紋，通常采用放大鏡或使用煤油清洗、涂白粉檢查。（2）安裝檢修時，擰緊連桿螺栓時的用力要適當，盡可能使用扭力扳手。通 常在擰緊螺栓后， 用千分卡尺、 專用卡規(guī)和塞尺檢測其伸長度， 以保證扭力符合 制造廠規(guī)定的扭矩要求。 為避免連桿螺栓承受偏心載荷， 還要檢查連桿螺栓頭及 螺母端面與連桿頭部支承面的接觸情況，通常采用紅鉛油涂色法進行

20、檢查。（ 3）連桿螺栓上螺帽所使用的開口銷應是鋼制的標準銷， 而且在螺帽鎖緊后 一定要穿上開口銷。（4）連桿大頭瓦的徑向間隙要合適，不能太小，保證潤滑油的正常供應，以 控制連桿大頭瓦的溫度，以防燒瓦、抱軸，甚至將巴氏合金熔化；一旦發(fā)現(xiàn)軸承溫度升高時，應立即停車檢查（ 5）運行中必須防止壓縮機背壓劇升， 注意經(jīng)常檢查安全閥和氣量調(diào)節(jié)裝置 是否靈敏?？煽浚瑖澜摵蛇\行。（ 6）連桿大頭瓦安裝時， 采用塞尺或壓鉛法調(diào)整徑向間隙， 用涂色法檢查瓦 背與瓦塊鏜孔的接觸面；采用塞尺檢查并調(diào)整連桿大頭瓦的軸向間隙。12. 活塞卡住與開裂活塞卡住與開裂主要原因。（ 1）氣缸潤滑油油質(zhì)差， 在高溫高壓下油分解

21、易生成積炭， 活塞在氣缸中運 行時因積炭而產(chǎn)生過大的摩擦力而使活塞卡??； 潤滑油中斷， 活塞在干摩擦狀態(tài) 下運行，將會產(chǎn)生巨大的摩擦力，活塞發(fā)熱以致卡住、撞裂。（ 2）氣缸夾套冷卻水不足或斷水， 致使氣缸冷卻條件惡劣， 氣缸內(nèi)溫度劇升， 潤滑油分解變稀，潤滑效果顯著下降，其摩擦力增大，從而導致活塞卡死；在氣 缸冷卻效果惡化的情況下突然加水強制冷卻，因氣缸受冷驟燃收縮而使活塞卡 住。（3）安裝時，活塞與氣缸（或氣缸套）之間的間隙太小， 連桿機構(gòu)偏斜過大， 活塞在材質(zhì)內(nèi)部存在砂眼、裂紋等缺陷，鑄造或鍛造質(zhì)量差，機加工精度低。（ 4）連桿屬于二力構(gòu)件， 在交變應力作用下， 極易在應力集中部位產(chǎn)生微裂

22、 紋或晶間裂紋。隨著運行時間的增長，裂紋逐漸擴展，以至造成疲勞斷裂，一般 多在連桿小頭處斷裂。（5）安裝檢修時，預緊力過大，使連桿螺栓產(chǎn)生裂紋以及在運行中擴展、斷 裂；連桿螺栓運行中脫扣或松動而造成撞缸， 使連受很大的彎曲應力作用而折斷 或彎曲； 檢修中連桿小頭瓦與十字頭銷調(diào)整間隙小， 造成抱軸而拉斷連桿； 鎖緊 十字頭的開口銷折斷、卡 環(huán)脫扣，運行時十字頭銷滑出，也會造成連桿斷裂或撞彎。（6）壓縮機運行中，傳動系統(tǒng)的潤滑油油質(zhì)低劣，油溫高或突然斷油，使得 連桿、小頭軸瓦（或十字頭銷） 、十字頭滑板潤滑情況極其惡劣，由于產(chǎn)生很大 的摩擦力或連桿卡死， 在較大應力的作用下使連桿拉長、 彎曲或折斷

23、， 或氣缸帶 入油水而發(fā)生水擊，都可能會引起撞缸而使連桿折斷或彎曲。預防措施如下 ：（1）改進設計結(jié)構(gòu)，力求完善合理，確保材質(zhì)和制造加工質(zhì)量，加工完的成 品應進行嚴格的質(zhì)量驗收、 磁粉和超聲波檢查， 發(fā)現(xiàn)不合格 （桿身與頭部過渡圓 弧太小、材質(zhì)牌號不對、 存在缺陷、 桿身有粗的刀痕或劃傷等） 者不得投入使用。（2）利用大、 中修機會對連桿進行全面的無損探傷檢查。 發(fā)現(xiàn)連桿內(nèi)出現(xiàn)裂 紋、缺陷，未經(jīng)處理或安全評定不得繼續(xù)使用， 超期服役或已達到報廢標準者應 停止使用。（ 3）嚴格按安裝檢修規(guī)程施工， 保證安裝檢修質(zhì)量， 安裝檢修后應進行嚴格 的質(zhì)量檢查，尤其是認真檢查連桿螺栓的受力與拉伸情況； 鎖住開口銷， 使其預 緊力不會過大，即使裂紋產(chǎn)生