抽象的なダイヤフラムコンプレッサーの構成要素の一つである金属ダイヤフラムは、コンプレッサーの長寿命に影響を与え、ダイヤフラムコンプレッサーの耐用年数にも関係します。本稿では、試験ループ装置を用いた回収コンプレッサーの動作条件、金属ダイヤフラムの材質、およびコンプレッサーの油圧システムを検討することで、ダイヤフラムコンプレッサーにおけるダイヤフラムの故障の主な要因と、ダイヤフラムコンプレッサーの金属ダイヤフラムの耐用年数を延ばす方法について考察します。
キーワード: ダイヤフラムコンプレッサー、金属ダイヤフラム、原因分析、対策
ダイヤフラム式圧縮機のダイヤフラムは、主にガスの移送と圧縮を目的として、ガスの作動に使用されます。
ダイヤフラムはコンプレッサーの運転において最もよく使用される部品です。ダイヤフラムの要件材料非常に厳格です。耐用年数を延ばすためには、優れた弾性と耐疲労性を備えている必要があります。ダイヤフラムの破裂は、主にダイヤフラムの選定ミスや運転中の操作技術の不備が原因で発生します。
化学プラントのダイヤフラムコンプレッサーには、より厳格な安全要件が課せられています。日常業務で求められる機能を満たすだけでなく、選定するダイヤフラムは安全性の観点からも十分に考慮する必要があります。金属カドミウムモジュールの役割は、プロセスガスを作動油や潤滑油から隔離し、圧縮ガスの清浄度を確保することです。
1. コンプレッサーダイヤフラムの故障解析
金属ダイヤフラムコンプレッサーは往復式ダイヤフラムコンプレッサーです。コンプレッサーの通常運転時、シリンダー内の液体はダイヤフラムによって駆動されます。ダイヤフラムコンプレッサー内部のダイヤフラムの故障には、主に3つの種類があります。
①膜ヘッド圧力が高すぎると、高インターロック値停止状態に達します。故障が発生した場合、コンプレッサーの出口圧力が高インターロック値が耐えられる圧力に達すると、インターロックが停止します。
②コンプレッサー出口の圧力が設定圧力値よりも低いため、イニシエーターが十分に注入されず反応が停止します。コンプレッサー圧力が低下すると、同時に出口の圧力調整弁の弁位置が徐々に増加します。弁位置は調整性能を失い、100%出口圧力が規定のMPa圧力よりも低い場合、その反応に影響が生じ、場合によっては停止に至ることもあります。
③ダイヤフラムがチェーン動作中の場合、チェーンの停止がトリガーされます。コンプレッサーは設置および使用開始以来、正常に動作しています。選択された回収コンプレッサーは実験装置であるため、コンプレッサーの起動と停止には多くの状態があり、実験の実施時にはダイヤフラムの動作条件もより複雑になります。長期運転では、金属ダイヤフラムの耐用年数が正常運転時の耐用年数の半分以下であることがわかります。特に、コンプレッサーの第2段圧縮ダイヤフラムの耐用年数は非常に短く、コンプレッサーの油側のダイヤフラムは冬季に損傷がより深刻になります。コンプレッサーのダイヤフラムは頻繁に損傷し、最終的に試験中に頻繁な停止と点検を引き起こし、多くの不便をもたらします。
1. コンプレッサーのダイヤフラムに異常が発生し、早期損傷が発生すると、以下のような特徴が見られます。
1.1 コンプレッサーオイルの温度が低すぎます
冬季に気温が氷点下を下回ると、作動油の粘度は通常運転時よりも高くなります。このコンプレッサのパイロットループチューブ装置は試験管装置であり、この装置は起動時と停止時に頻繁に使用され、コンプレッサの起動と停止の頻度も比較的高いです。このコンプレッサには油温を加熱するシステムがありません。油圧プレスを最初に起動すると、気候上の理由により油圧の温度が低すぎ、粘度が高すぎるため、作動油の油圧が低くなりすぎて、油圧システムがうまく機能しなくなります。運転中、コンプレッサ内の圧縮ガスは、各運転リンクでダイヤフラムをオリフィスプレートに近づけ、ガスの圧力によりダイヤフラムが絶えず衝突し、オイルガイド穴が部分的に変形し、ダイヤフラムが規定の耐用年数に達する前に破裂します。
1.2 コンプレッサーの作動状態
気体分圧理論によれば、一定の温度と圧力下では液化しやすく、コンプレッサー内部の元のガスが液化し、金属ダイヤフラムが液相の衝撃を受けることで、ダイヤフラムが早期に損傷する。
1.3 コンプレッサーのダイヤフラム材
コンプレッサーダイヤフラムに使用される材料は、特殊処理を施した優れた機械的特性を持つ材料です。この欠点は、耐食性が弱くなることです。しかし、パイロットリングチューブの製造時には、化学反応を受けていない少量の腐食性媒体が、特殊形状処理を施さずに回収システムに入り込みます。コンプレッサーダイヤフラムはこの問題に直面します。当時、ダイヤフラム材料を選定する際、厚さはわずかでした。0.3mmそのため、その強度は比較的弱いものとなるだろう。
2. コンプレッサーダイヤフラムの耐用年数を延ばすための対策
ダイヤフラムコンプレッサーのダイヤフラムの耐用年数は非常に重要です。コンプレッサーの性能が基準を満たしている場合、コンプレッサーの信頼性は金属ダイヤフラムの耐用年数によって判断されます。ダイヤフラムの寿命に影響を与える要因としては、圧縮ガスの性質、作動油の安定性、ダイヤフラムの材質などが挙げられます。本研究では、ダイヤフラム圧縮機の早期破損の原因を分析し、改善策を策定しました。
2.1 油圧オイル電気加熱システムの強化
コンプレッサーのオイルタンクは熱を発生させるために電気が必要であり、周囲温度に応じてオイル加熱を使用するかどうかを判断する必要があります。冬期には、温度が氷点に達し、より低い 18度摂氏の場合、作動油は電気で自動的に加熱される必要があります。温度が60度以上電気ヒーターのスイッチは自動的にオフになり、外気温は常に暖房と一致するように維持する必要があります。低油圧と低温によるダイヤフラムの衝撃損傷を防ぐための標準規格です。
2.2 プロセス条件の最適化
パイロットループ配管は、圧縮機の運転条件に応じて適切に最適化および改良する必要があります。後段システムの安定運転を確保することを前提として、圧縮機の出口温度を上昇させ、出口圧力を適切に低下させる必要があります。これにより、n-ヘキサンの液化による液相衝撃を防ぎ、金属ダイヤフラムの耐用年数を延ばすことができます。
2.3 金属ダイヤフラムの成形
金属ダイヤフラムの材料を再選定する際には、高い靭性、高い強度、そして優れた耐食性を備えた材料を選択する必要がある。また、金属ダイヤフラムの加工技術も改善する必要がある。
①材料の強度、耐食性、および柔軟性を向上させるためには、材料を時効処理する必要がある。
②機械が完成した後、金属製ダイヤフラム内部の圧力を可能な限り低減するために、ダイヤフラムの両面を研磨する必要がある。
③ダイヤフラムの耐用年数を延ばすためには、ダイヤフラムの中央部の両面に防錆材を塗布し、ダイヤフラム同士が擦れ合って腐食するのを防ぐ必要がある。
④ダイヤフラムの厚みを増すことでダイヤフラムの強度を高め、ダイヤフラムの耐用年数を延ばすことができます。
結論 上記の試験プロセスにおいて、コンプレッサーのダイヤフラムが改良され、その動作条件が最適化されました。ダイヤフラムコンプレッサーの実際の運転において、金属ダイヤフラムの耐用年数が延長され、ダイヤフラムコンプレッサーの長寿命化が促進されます。
投稿日時：2021年11月30日