压缩机组连接螺栓异常断裂失效分析与治理

禹贵成，宋伟，梁天佑，汤丁，黎明，韩华明

（1.中国石油西南油气田分公司 储气库管理处，重庆 401147；2.中国石油西南油气田分公司 重庆气矿，重庆 400021；3.重庆大学 机械工程学院，重庆 400044）

往复式压缩机组是油气储运中的关键设备[1-2]，在复杂的内外源激励下，其动力传递结构、气体进出及密封结构、辅助结构[3]等易产生各种故障[4]。压缩机激励源主要有四大类：惯性力、气体力、机械冲击和摩擦力[5-7]。气缸压力周期性缓变易导致管系及相关部件疲劳破坏[8]。同时，往复式压缩机在工作过程中，因气缸内部结构分布不均，产生气体脉动，该压力脉动的主要频率应高于气缸压力引起的振动频率。气缸内气体虽然总体平稳，振动频率低[9]，但是在气阀开关瞬间，易产生气流冲击与涡动，对缸体气阀产生冲击，引起设备某阶共有频率振动[3]。另外，气阀开启瞬间，两侧内外压力差会造成冲击性激励。该激励的频率很高，该过程发生在气阀周期性吸气或排气过程中，气阀容积流量曲线分解到转轴频率基频的谐波分量上，这些分量将引起系统各阶固有频率的振动。

中石油川渝地区某储气库机组一级进气缓冲罐连接螺栓多次发生断裂，连接管嘴发生开裂，而运行时间远未达到设计寿命。文中通过机组气流脉动和机械振动测试分析，分析了结构的异常失效原因，提出了机械结构上的治理方案，并进行了效果分析[10-11]。

1 压缩机结构异常失效

压缩机为DTY4000型电驱分体式压缩机组（Ariel KBU/6压缩机）。……