【壓縮機網(wǎng)】氣閥失效原因主要分為兩大類：環(huán)境因素和機械因素。本文主要研究環(huán)境因素中氣缸活塞的不恰當潤滑對往復(fù)式壓縮機氣閥的影響，包括：加重氣閥閥片與閥座之間的油膜粘滯效應(yīng)，并z*終導(dǎo)致氣閥的過早失效。為便于研究，以下僅以進氣閥為例，但排氣閥也存在類似情況。

　　有油潤滑往復(fù)式壓縮機中的進氣閥閥片與閥座之間的油膜呈現(xiàn)出使閥片吸附在閥座的趨勢，并使氣閥打開時間較無油潤滑大為延遲[Giacomelli and Giorgetti,1974]。本文主要研究了有油潤滑往復(fù)式壓縮機中，油膜對氣閥使用壽命及壓縮機能耗效率的影響。表1實驗結(jié)果說明油膜粘度對進氣閥定時開啟的影響。此實驗中，所有試樣都設(shè)定為：油膜初始厚度0.001英寸，壓力比2.5和進氣壓力0.2MPaA。z*后一條曲線顯示潤滑油粘度z*大時氣閥z*遲打開（油膜粘度為400cst）[Khalifa, E.H. and Liu, X., 1998]。這說明油膜粘度對氣閥定時打開的影響：油膜粘度越高，由此產(chǎn)生的氣閥粘滯力越大，氣閥越容易延遲打開；同時閥片的初次撞擊力度越大，氣閥壽命縮短越快。

　　研究表明：過度潤滑也會惡化閥門的粘滯效應(yīng)，并z*終由于過量的液體和氣體含油率導(dǎo)致氣閥壽命的降低。

　　案例分析

　　項目名稱：中石油西南油氣田天然氣儲氣項目。天然氣儲氣，是指將天然氣用往復(fù)式壓縮機提高到一定壓力，如300公斤左右，重新打到具有特殊地質(zhì)條件的地下儲備起來，是天然氣儲備的主要形式之一。項目使用的壓縮機潤滑油：某知名品牌的ISO VG 460-680粘度復(fù)合礦物油。

　　研究表明，天然氣處于121℃度時，在低壓環(huán)境中的被稀釋效應(yīng)并不明顯。但當壓力超過100公斤后，高壓天然氣對礦物油的稀釋效應(yīng)明顯，指數(shù)加速上升，類似于“沖刷效應(yīng)”。因此，高溫高壓環(huán)境，加上礦物油與工藝氣（天然氣）的極性形似，且復(fù)合礦物油中礦物油成分具有高揮發(fā)性，大大加劇了該稀釋效應(yīng)。

　　為保證氣缸/填料中有足夠粘度的油膜，該知名品牌潤滑油供應(yīng)商推薦了一款含有有一定抗稀釋抗沖刷作用的動物脂肪成分的復(fù)合油，同時在一定程度上提高了潤滑油初始粘度，并提高了氣缸/填料的加油量。這樣的補救措施暫時可以緩解問題但并不是z*優(yōu)方案。因為客戶在解決油膜強度和粘度問題的同時，相當程度上增加了氣缸填料的注油量，再加上礦物油成分的高揮發(fā)率，這加大了氣體的含油率。如果再加上額外提高的潤滑油初始粘度，三者疊加，嚴重加大氣閥的粘滯效應(yīng)，從而使氣閥的壽命大幅降低。氣閥的平均壽命降低至幾十個小時。

　　氣體介質(zhì)中的粉塵，遇上居高不下的氣體含油率和過高的初始粘度，會導(dǎo)致異常加重的氣閥粘滯效應(yīng)（詳見圖1和圖2）。這是氣閥壽命異常大幅縮短的另一個不可忽視的因素。（氣源中的粉塵可能造成的油污問題，此處暫不做討論）

　　圖1是異常加重的氣閥粘滯效應(yīng)導(dǎo)致的氣閥延遲打開并使閥片初次撞擊速度動能異常升高，撞擊氣閥底座而導(dǎo)致的氣閥底座密封面異常損壞，z*終導(dǎo)致整閥的過早損壞、使用壽命大幅降低。

　　圖2是異常加重的氣閥粘滯效應(yīng)導(dǎo)致的氣閥延遲打開并使閥片初次撞擊速度動能異常升高，大幅加速閥片、彈簧的應(yīng)力疲勞而導(dǎo)致的閥片/彈簧過早損壞、閥門使用壽命大幅降低。（此案例氣閥使用壽命不足100小時）

　　由于閥門延遲打開，閥片初次動能/速度大幅上升，使閥片初次撞擊幅度增大，同時對閥座的撞擊增強，使閥座受損的幾率大幅上升，進而大幅降低閥門（進氣閥/排氣閥）的使用壽命。

　　該案例很好地印證了上述氣閥粘滯效應(yīng)對有油潤滑往復(fù)式壓縮機氣閥（實際不僅限于氣閥）的負面影響。

　　為尋求z*佳解決方案緩解氣缸中氣閥粘滯效應(yīng)，克魯勃潤滑劑公司推薦使用Klüber Summit NGL-888或Klüber Summit NGP-220。與前述某知名品牌的ISO VG 460-680粘度的復(fù)合礦物油相比，其對氣閥粘滯效應(yīng)的改進主要體現(xiàn)以下兩個方面：

　　·降低潤滑油初始粘度

　　通過提高潤滑油的粘溫指數(shù)和具體量化計算潤滑油在該高壓天然氣中的稀釋率，從而在保證實際工況中氣缸部件充分潤滑的前提下，降低潤滑油的初始粘度（由ISO VG 460-680粘度降為ISO VG 220）。

　　·降低注油量/油耗

　　由于潤滑油抗稀釋性能的提高和揮發(fā)性的降低，在保證有效油膜強度的前提下，不必額外增加注油量以彌補高壓天然氣沖刷效應(yīng)/稀釋效應(yīng)帶來的有效油膜不足，有效降低潤滑油的揮發(fā)損失，降低注油量/油耗。