刮油器部件效果不佳造成润滑油的流失

    刮油器部件设计的结构不合理、安装错误、零件加工的质量欠佳及刮油环长期运转造成的磨损，都会造成刮油器部件刮油功能的下降，致使机身油池里的润滑油沿着活塞杆与刮油环之间的间隙进入接筒。无接筒结构的空气压缩机，润滑油将通过填料密封环直接进入气缸。如果进入接筒内的润滑油量比较大，则一定是刮油器存在问题。解决方法如下：

    1、检查刮油环的方向是否装反，使刮油环失去了最好的刮油效果，正确的安装方向是单向刮油环的刀刃朝向机身侧。

    2、观察刮油环的磨损情况，确认拉紧弹簧是否能起到紧固刮油环的作用。如刮油环磨损严重，应更换新刮油环，弹簧失效应更换新弹簧。

    3、检查刮油环与刮油盒之间的间隙值，间隙过小甚至无间隙，致使刮油环不能在刮油盒内部活动，刮油环的刀刃不能与活塞杆密切贴合，刮油环失去了良好的刮油功能。反之，间隙值过大，由于活塞杆做往复运动，刮油环会随着活塞杆运动，左右撞击刮油盒，故刮油环同样不能很好的起到刮油作用。正确的刮油环与刮油盒的间隙值应在0.05～0.1mm之间。

    没有接筒结构的空气压缩机，如空气压缩机站最常用的5L-40/8，4L-20/8空气压缩机，我们就要考虑下面的原因：

填料泄漏是润滑油耗损的关键

    有人会认为润滑油的耗损与填料泄漏是风马牛不相及的两个问题，其实不然，我司从多年的空气压缩机设计经验及现场实地考察得出结论，填料泄漏是空气压缩机润滑油损耗的最重要最直接的原因，就以全国统一规范设计的5L-40/8型及4L-20/8型空气压缩机为例，该两种机型空气压缩机填料部件结构是底部（靠近机身侧）为刮油环，上部(气缸侧)为密封环的二合一结构，该填料部件既起到刮油作用，防止机身内的润滑油进入气缸，又起到防止气缸内的气体外泄、密封气体作用。当刮油器工作状态不佳，不能把粘附在活塞杆上润滑油全部刮掉，润滑油就会沿活塞杆与刮油环之间的间隙进入气缸内，致使润滑油耗损。如果填料的密封环工作不佳，当活塞部件向缸盖方向运动时（即向盖行程），一级气缸内就会形成负压（活塞式空气压缩机热力计算时，很清楚表明了这一点），机身内的大量油气就会被吸入到气缸内，尤其是刮油环工作效果也欠佳时，油雾及液态润滑油就会进入气缸内。试想，每分钟几百转活塞往复运动，将会有多少含油气体（严重时将是液态润滑油）被吸进气缸里，其润滑油流失速度是非常惊人的，这就是为什么空气压缩机机身并不存在缺陷造成漏油，而润滑油会大量流失的重要原因。

    我司在做空气压缩机用户调查走访时，长春第一汽车制造厂使用的2D12-100/8型空气压缩机，有一台机组每天流失25kg润滑油，两天机身油池中润滑油就会抽光。铁道部沈阳客车厂空气压缩机站有3台4L-20/8型空气压缩机，运行工况都很正常，其中有一台机组一个星期就需要向机身油池中补充润滑油，仔细检查机身，并不存在漏油缺陷，我司提出是填料部件泄漏造成的，排污阀打开后，乳白色的（润滑油与水混合就会形成乳白色的溶液，类似肥皂水状）油水混合液大量流出，这时，大家才相信大量的润滑油确实是通过气缸流失了。

    在这里顺便提及一点，请操作空气压缩机的工人师傅注意，一定要及时排放空气压缩机中间冷却器的油水混合物积液，以防引起空气压缩机液击事故的发生，造成空气压缩机设备的损坏，尤其是夏季阴雨天，由于空气湿度大，冷凝液量较大，更要每班多次打开排污阀进行排液，当排出物是清水时，说明空气压缩机填料部件（刮油环及密封环）工作良好。气缸注油的有油润滑空气压缩机排污阀放出的油水混合物如为很清淡的乳白色，也是正常的。如果从排污阀放出的液体为乳白色，就说明润滑油已有较大量进入气缸内，此时应及时更换刮油环，密封环，否则，不但大量浪费宝贵的润滑油，而且将造成严重的后果。

呼吸器的功能

    活塞式空气压缩机的机身部件中安装有曲轴、连杆、十字头传动部件，是空气压缩机的心脏，机身的下部储藏润滑油以及回收润滑传动部件流出的润滑油，起到一个油箱的作用，相当一个密封的容器，为了机身内的通风换气，防止润滑油气化形成高浓度的可燃性气体引起爆炸燃烧的危险发生，要求严格的工艺性空气压缩机通常采用氮气置换的方法，大多数空气压缩机是在机身上安装一个或几个呼吸器的方法来达到这个目的。呼吸器的另一个重要功能，能够起到缓解填料部件泄漏造成负压吸气，造成损耗润滑油的平衡作用。所以，对于呼吸器部件也应引起重视，经常检查该部件是否堵塞，如果呼吸器的金属网被油污塞堵，应拆下呼吸器用清洗剂（如四氯化碳）清洗干净，吹干后装回原处。

润滑油是引起空气压缩机站爆炸的重要原因

    众所周知，燃烧与爆炸的必要条件为：燃烧物、氧化剂（助燃剂）及燃烧源，三个条件缺少任何一个，都不会发生燃烧或爆炸。

    导致空气压缩机燃烧或爆炸的燃烧物是润滑油。气缸注油润滑的空气压缩机供给气缸的润滑油大部分由活塞以油膜的形式沿气缸镜面分布，微小部分的润滑油通过活塞杆的填料函被导走。绝大部分随空气压缩机空气流带入排气管线（包括冷却器等辅机设备）。即使是气缸不注油的压缩机（通常称作无油润滑），当填料部件工作状态欠佳，尤其是一级气缸填料部件，机身内的润滑油将带进气缸，其数量将比注油器的注油量更多。排气管内，在气体的流动和脉动的作用下，润滑油继续向前运动。油层越厚，粘性越小，越容易流动，油膜被气流撕破、掉落的油滴被空气流带走，这种情况多在有急剧收缩的锐边处发生。管路中的铁锈和积碳的存在能够吸收润滑油，可很大程度延缓润滑油的移动过程，对油层的加厚和积碳的加剧起到了促进作用，增大了爆炸燃烧的可能性。

    大量的润滑油进入气缸，再进入管路，冷却器的换热效果将降低，气液分离器的工作负荷增加，操作工人如不能及时打开排污阀门，排放油水混合物，管路系统中润滑油的含量可想而知，二级气缸将进入含有大量气态、液态润滑油，使最终排气中含有大量润滑油。

    润滑油进入冷却器，使冷却器换热效率降低，致使排气温度提高，而随着温度的增加，又使空气中的润滑油的浓度增加，因为随着温度的增加，润滑油蒸汽压力很快增加。文献①记载：当压力为6kg/cm2，温度由40℃提高到80℃，空气压缩机油的蒸汽压力增加40～100倍，温度由80℃升到160℃，空气压缩机油的蒸气压力增加到250～500倍，当温度达到180℃以上时，润滑油的蒸汽压力显然将与爆炸极限相应。没有温度自动控制装置的空气压缩机，一旦发生冷却水压力降低，甚至停水事故，排气温度将迅速上升，很快就会超过200℃，达到润滑油爆炸极限。

由于使用压缩空气量的波动性，空气压缩机经常采用空转（压开吸气阀阀片）或旁通管路方式进行排气量调节，而此时注油器仍在正常工作供油，因此压缩空气中润滑油的浓度急剧增加。依据文献②数据，空气压缩机空转润滑油的浓度增加300～1000倍，这就是空气压缩机的爆炸事故多数发生在机器转入空转或满负荷运转后突然刹车时的原因。

    空气中氧气的体积百分比达到20%以上，为润滑油积碳沉淀物的燃烧爆炸提供了充分的氧化剂。由于氧气的存在，润滑油会发生氧化反应，氧气在烃中比在水中更容易溶解，很容易被油吸收。随着温度的升高，氧气的溶解量逐渐增加。润滑油的氧化强度与氧气的浓度成正比，同时润滑油的氧化速度也与温度有关，温度约达到60℃，有积碳沉淀物的润滑油就已经有明显的氧化。当温度为100～150℃时，氧化速度急剧增加，氧化反应是放热的，本身又成为温度升高的因素，自燃是最危险的氧化反应过程。油与中性焦油的存在，沉淀物较高的多孔性，加强了氧化过程。空气压缩机运转时，润滑油的氧化过程越深入，则此油积碳沉淀物的存在越危险。较新的润滑油是深度氧化物形成的根源，同时又是防止沉淀物自燃的保护物，润滑油的深度氧化物是最危险的，除去碳化物中的油焦质后，在非燃烧的混合物内，实际上大约50℃左右就要发生自燃。在大气压下，引起沉淀物自燃不可逆过程的温度区开始于250℃～285℃，在压缩空气系统中的压力升高，则上述的区域向更低的温度侧移动，出现自燃的可能性增加。

空气压缩机站燃烧爆炸的防范措施

    1、严格控制机身内润滑油的流失
    通过上面的分析我们得出结论：润滑油是引起空气压缩机站燃烧爆炸的罪魁祸首。如何防止润滑油超量进入气缸是关键所在。机身油池内的润滑油流失是最危险的，一旦发生一级填料池泄漏严重，大量的润滑油就会吸入气缸，后果可想而知。长春第一汽车制造厂2000年发生的空气压缩机站爆炸事故，近百米输气管线炸毁，大量机身润滑油流失是引起此次事故的重要原因。运转的空气压缩机日常操作维护，一定要经常通过视油板观察油位状况。一旦发生超过正常油耗的油位下降，应及时查明原因，消除隐患。千万不要忽视润滑油流失将会带来的严重后果。

    2、使用无油润滑空气压缩机

    新建空气压缩机站应安装无油润滑空气压缩机，避免向气缸内注油润滑，减少燃烧物的产生，降低爆炸事故发生的起因。尽管无油润滑空气压缩机较有油润滑空气压缩机在价格上贵一些，但是有油润滑空气压缩机将消耗大量的润滑油（气缸注油），冷却器，液气分离器及管线的清除工作量大大高于无油润滑空气压缩机，管理费用上升，从长远观点及安全性考虑，无油润滑空气压缩机是经济的。

    3、空气压缩机应设置后冷却器和分离器

    走访空气压缩机站发现，现行运转的开山空气压缩机大多数是有油润滑空气压缩机，并且大多没有后冷却器和液气分离器，这可能是当时订购设备时考虑减少后冷却器和液气分离器可减少部分资金。认为使用压缩空气没有含油量及温度限制，或考虑到输送管线较长，起到了降温作用，忽视了没有后冷却器和液气分离器所带来的危险性。混入润滑油的高温空气直接进入储气罐及排气管线，高温区段可延长数百米，为油积碳沉淀物的生成提供了条件。也就是为管线爆炸提供了起因，为安全起见，应设置后冷却器和液气分离器，并及时排放油水积液。

    4、选择合适的润滑油

    应按产品使用说明书规定选用润滑油。为保证空气压缩机安全运转，对润滑油提出的要求是：所有的油膜应该是暂时的，即不断的蒸发和更新。蒸发的油应能很快地随空气进入空气压缩机的冷区，此处的积碳危害较小。有的粘度较高，蒸发得较慢，进而滞留在热区并强烈的氧化。因而认为采用高闪点润滑油比较安全的想法是错误的。所谓闪点是指某物质在大气压力下加热形成的蒸气压力达到用明火点燃的下极限浓度时的温度。闪点越高的润滑油越容易产生较多的积碳，而闪点较低的润滑油积碳较少，即比较稳定。

    5、正确选择油耗量

    正确选择油耗量的定额，能有效的降低油积碳沉淀物的形成。一般的说空气压缩机制造厂所提出的润滑气缸的耗油量都偏高，通过运转试验可以降低油耗量定额。苏联专家K.C波里谢柯指出，供油量减少一半油积碳沉淀物的数量可以降低20～30倍。调查表明空气压缩机站爆炸事故与维护人员对制定润滑油耗量定额问题认识不足有关，错误的认为多注润滑油有利于空气压缩机的运行，忽视了过量润滑油所带来的隐患。为了减少积碳沉淀物，冷却器应尽可能靠近气缸安装，在空气压缩机最末级建议安装高效除油器。在空气压缩机空气系统中，应当避免促使油蒸气或积碳聚集的结构缺陷，如容器中的死区、盲管、气囊、由小直径管道急剧变为大直径管道。

    6、清除油积碳沉淀物

    因为完全避免油的氧化和分解是不可能的，因此，适时、定期地清除压缩空气系统中废润滑油和分解物具有特别的重要性。当吹除容器时，油水乳液被除掉。容器吹除可完成清除冷凝液之外，还有第二个作用，就是对死区进行通风，降低了油蒸气浓度。空气压缩机通气通道内清除油积碳沉淀物每六个月至少一次，有油过滤器时，在油过滤器之前，或者储气罐之前，包括储气罐在内都要清洗。清洗剂可选用苏打、碱或者烷基苯璜酸钠溶液。清洗结束后，必须从系统中仔细除去化学剂，因为它的存在会促进腐蚀的积碳。

    7、消除燃烧源

    为了避免形成静电，空气压缩机装置应当接地。阀门附件不可突然开启或关闭。为了预防可能产生的火花，不允许容器和管道零件松动，禁止采用具有可燃性的密封材料。特别着重指出，空气压缩机装置为防止气体倒流均设有止回阀（重力式阀），这是很危险的。活塞式空气压缩机输送气体是脉动的，加之用气量的波动性，气流很不稳定，阀瓣随气流波动上下动作，撞击阀体密封面，阀瓣较重，而且速度又快，冲击能量很大，很容易产生火花，引燃油积碳沉淀物。同时升降式止回阀的撞击声音也是很大的噪音源，影响操作工身体健康，建议取消升降式止回阀。旋起式止回阀由于阀瓣质量较小，冲击能量较升降式小得多，因此安全性较好一些，尤其是阀瓣上包有氯丁橡胶类非金属材料，更加安全可靠；选用类似空气压缩机排气阀性质的止回阀，由于阀片质量小、升程小、冲击能量不会产生火花，是理想的空气压缩机用止回阀。

    8、注意材料的使用

    当润滑油中混入铝的细粉末，着火的温度会大大降低，油积碳沉淀物中如存在铜和锈蚀时，或者从铜管和铁中溶出的铜、铁离子生成的羧酸，会更增加着火爆炸的危险性。因此，空气压缩机装置中缓冲器、冷却器、液气分离器及储气罐内壁应杜绝使用铝粉类防锈漆。使用铜管作为换热管的冷却器，当有青绿色冷凝液排出时，此时一定要注意油沉淀物的积聚情况，油积碳沉淀层允许的最大厚度不超过3mm，否者很容易发生爆炸事故。
    特别提请注意的是，气体管路不要采用镀锌管材。认为镀锌管材不易生锈，是较好的气管路用材料的观点是错误的。铝、铜、锌都可能成为润滑油热氧化的催化剂。

    9、选择合适的气流速度

    为了防止形成油与空气混合物的爆炸浓度，正确选择空气压缩机装置各区段空气流速是很重要的。当空气流的速度超过8m/s时，油沿排气管壁面做较快的移动，不会产生很大的变化。因为空气压缩机站所提供的空气压缩机空气属于低压气体，气流速度应在12～18m/s，早期的空气压缩机站输气管路追求减少压力损失，管径选得都比较大，不但浪费大量的钢材，而且从安全的角度看，也是不合适的。为了使压缩空气流有效的冷却自动加热的油积碳沉淀物，空气流速绝对不可以低于2m/s，如低于此流速时，管路系统必须进行改造，否者将成为螺杆空压机系统爆炸燃烧的隐患。