往复压缩机高压气缸失效分析

2021-02-24曾柏森卢福志

压缩机技术 2021年6期

邓晶，李强，曾柏森，黄禧，卢福志

(1.中国石油集团济柴动力有限公司成都压缩机分公司，四川成都 610100；2.中国石油塔里木油田分公司塔西南勘探开发公司泽普油气开发部阿克采气作业区，新疆维吾尔自治区喀什地区 844800；3.加拿大中加压缩机撬及管道工程公司，卡尔加里加拿大)

1 引言

往复压缩机的气体压缩是在气缸内完成的。压缩机曲轴运转一圈，活塞就运动一个来回完成吸气和压缩的周期。在此过程中，压缩缸体内的气体载荷也经历一次从吸气时的最低值到压缩时的最高值的变化，在气缸内部产生交变循环应力。气体压缩过程中，其温度会升高，在缸体内形成一个温度场。该温度场产生的温度载荷加上气体力产生的交变循环载荷极易在缸体内产生疲劳裂纹，导致气缸失效甚至报废。在交变循环载荷的作用外，下列因素会加快缸体内产生宏观裂纹，如结构设计不合理，材质不满足要求，材料存在初始缺陷，制造加工工艺不完善或热处理不满足要求等。因此，气缸一旦因产生宏观裂纹而失效，要确定裂纹产生原因相对较复杂。

本文使用有限元法对某高压失效气缸进行了应力分析，结合电镜扫描、磁粉探伤、酸蚀检查、机械性能测试、化学成分分析及金相检测等，成功找到了气缸在短时间内产生裂纹并失效的原因，为避免以后同类事故的发生提供了一个参考实例。