船用空壓機潤滑油乳化故障分析與處理的研究

李武勝+李日新+許峰

摘 要：船用空壓機的性能與可靠性，直接關系到整船的運用安全與經濟可靠性，由于空壓機使用頻繁，較船上其他設備出故障的概率大，本文分析了船用空壓機常見的潤滑油乳化故障的原因，并分別從排除故障、加工直通式排水閥以及空壓機活塞環的設計控制等方面，提出船用空壓機潤滑油乳化故障的處理方法，為工作人員提供技術參考。

關鍵詞：空壓機 乳化故障 直通式排水閥

1.船用空壓機潤滑油乳化故障現象

渤海海區的某三用拖輪，在海上作業時，經常發生滑油乳化現象，每隔兩三個就需要更換一次滑油，造成的浪費現象十分嚴重，工作人員將滑油倒入檢測瓶中后發現，滑油的顏色發生了明顯變化，逐漸由褐黃色轉變為渾濁的乳白色，且經過一段時間的沉淀作用后，會發現滑油中形成了油水分界層。該三用拖輪使用的空壓機是德國制造的“NK”系列空壓機，能夠實現雙級壓縮的目的，該空壓機自帶的冷卻水泵裝置可以將淡水冷卻，空壓機運轉時，機體內獨立的膨脹水柜，負責為冷卻水泵提供冷卻水，冷卻水在壓力的作用下進入空壓機機體，發揮冷卻一級壓縮空氣與機體的作用，然后冷卻水順著缸頭流到級后冷卻器，實現二級壓縮空氣的冷卻目的，從級后冷卻器流出的冷卻水會進入負責冷卻海水的海水冷卻器，最后又流回到膨脹水柜中，形成一個完整的循環過程。

2.船用空壓機潤滑油乳化故障原因分析

2.1冷凝水進入空壓機機體

通常情況下，由空壓機低壓缸排出的壓縮空氣，在進入空氣冷卻器后的正常壓力值為0.3MPa，由高壓缸排出的壓縮空氣，在進入總風缸的正常壓力值為0.9MPa，在熱學原理的基礎上，可以用表達式：

表示排氣壓力與空壓機排氣溫度之間的關系。在這個函數表達式中，T1代表空壓機的進氣溫度，T2代表空壓機的排氣溫度，P1代表空壓機的進氣壓力，P2代表空壓機的排氣壓力，m代表的是大于1的常數。由這個公式，我們可以得出，空壓機在正常的工作狀態下，機體內壓縮空氣的溫度與壓力呈正比關系，壓力增大時，壓縮空氣的溫度也會隨之增大，空氣在進入空壓機高壓缸之前，需要經過經過低壓缸的壓縮作用，在壓縮空氣得到完全冷卻后，才可進入到空壓機的高壓缸中，否則會對高壓缸的工作造成嚴重影響，增大空壓機的運行風險，通常來說，高壓缸排出的空氣溫度大概為150℃。

水在自然環境中會產生汽化現象，因此空氣中總是存在著水蒸汽，這些含有水蒸汽的空氣被稱為濕空氣。在空氣溫度達到某一標準時，濕空氣中的水蒸汽含量會達到最大值，呈現飽和狀態，這種情況被叫做飽和水蒸汽，在此基礎上增加空氣中的水蒸汽含量，可以實現分離濕空氣與凝結水的目的。除了增加濕空氣中的水蒸汽含量，令冷凝水與空氣分離的方法外，還可以采用降低濕空氣溫度的方法，實現冷凝水與濕空氣的分離，在此過程中，需要保持濕空氣中的水蒸汽含量不變，降低濕空氣的溫度，當濕空氣的溫度降低到一定值時，濕空氣中的水蒸汽含量也會達到飽和狀態，該溫度稱為水蒸汽的露點溫度，當濕空氣的溫度低于露點溫度時，冷凝水則可與濕空氣分離。

2.2配件間隙超標以及逆止閥作用不良

當空壓機配件間的間隙超標時，很容易導致水分泄露到機體中，造成空壓機潤滑油乳化故障。活塞的開口間距、缸壁與活塞環的密貼性指標以及環槽與活塞環的測向間隙，如果超出相應標準，就會導致空壓機的乳化故障。除此之外，當逆風閥作用不良時，空壓機停止運轉后，水會由外力作用倒流至高壓缸中，進而引起潤滑油乳化現象。

3.船用空壓機潤滑油乳化故障的處理方法

3.1排除故障

在處理船用空壓機潤滑油故障時，工作人員需要先找出故障原因，然后采取針對性的解決方法，以此來更好地處理故障。在排除故障的過程中，工作人員需要將機體內部的冷卻水泵接頭拆卸下來，并為其安裝一個嶄新的接頭，用這個接頭實現壓力水柜與水管的連通，保證冷卻水泵的出口壓力遠小于壓力水柜的壓力，最好將冷卻水泵的出口壓力控制在 0.2MPa左右，將壓力水柜的壓力控制在0.4MPa，這樣，一旦機體存在泄漏點，便很容易被工作人員察覺。與此同時，工作人員需要將空壓機冷卻器的出口管拆下，把出口管兩頭堵死，然后將紅墨水倒入出水管中，完成上述步驟后，打開水閥，帶有顏色的水會在壓力的作用下流入空壓機機體。

3.2加工直通式排水閥

為保證在空壓機停止工作時，空壓機冷卻器的直通式排水閥能夠自動打開，工作人員需要對空壓機冷卻器的直通式排水閥進行加工。通常選擇A3圓鋼作為冷卻器直通式排水閥的制作原材料，然后按照空壓機的工作需求，由專業設計人員繪制冷卻器直通式排水閥的設計圖，在制造冷卻器直通式排水閥的過程中，工作人員需要保證裝車試驗單泵打風時間在30秒以內，按照圖1的尺寸設計圖，設計制造空壓機冷卻器的直通式排水閥。

3.3空壓機活塞環的設計控制

為了解決空壓機潤滑油乳化現象，設計人員需要對空壓機進行優化設計，在設計制造空壓機時，需要控制高壓缸活塞環靠口間隙的大小，使開口間隙大于0.15mm，小于0.30mm，同時控制高壓缸活塞鉻層的厚度大于0.10mm，小于0.15mm，避免高壓缸中的冷凝水進入到機體內部，使機體在運作中出現故障。為了確保氣缸與空壓機活塞環間緊密貼合，安裝活塞環時，需要控制缸壁和高壓缸活塞環的徑向不密貼范圍，將此范圍控制在30°圓弧角弧長之內，將二者之間的間隙控制在0.02mm以內。

3.4檢查逆止閥的工作狀態

工作人員可以根據總風缸的壓力表顯示數據，判斷逆止閥是否正常工作，當總風缸壓力表顯示空壓機在打風后，出現保壓時間短，甚至不保壓的情況，而且機體內無漏風點存在時，工作人員需要及時更換新的逆止閥，保證空壓機的正常運轉。檢查逆止閥時，工作人員需要將逆止閥的后蓋擰開，將逆止閥內的彈簧與閥芯取出，檢查二者是否損壞，一旦損壞，立即采取更換措施，同時還需要檢查閥芯上是否有異物存在，然后仔細觀察是什么異物，查出逆止閥出現故障的原因，并加以解決。工作人員在安裝逆止閥時，首先需要擰下排氣管壓冒，將排氣管移開，然后將彈簧與閥芯安裝在導向孔內，用特定的工具對準導向孔，壓住并擰緊閥芯，如果在操作中導致逆止閥的密封圓環損壞，需要及時更換逆止閥總成。

4.總結

綜上所述，及時處理船用空壓機潤滑油乳化故障，可以提高整船的安全可靠性能，減少整船維護檢修工作量，使用上述船用空壓機潤滑油乳化故障的處理方法，可以準確找出故障點，使逆止閥充分發揮其作用，避免由于配件的質量問題，導致水分進入空壓機機體內部，造成潤滑油乳化故障，以此來提高空壓機的制動性能。因此，相關工作人員在處理空壓機故障時，可參考本文的故障分析與處理方法。

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