往复式压缩机管道应力分析及其振动解决方案

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　　[摘 要]随着时代的发展，人类对石油等资源的需求量越来越高，进而使人们积极创新发明装置以提升石油等化学物质的利用效率，在这之中发明了很多提纯类型装置，往复压缩机就是其中的一种，但使用时往复压缩机存在着一定的缺陷，如：管道震动。本文就往复压缩机管道震动原因、减小震动措施等方面进行分析论述。
　　[关键词]往复压缩机；管道应力分析；主要原因；减震措施分析；减震措施
　　中图分类号：G711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0107-01
　　引言：
　　往复压缩机是在化学方面重要的仪器，在石油炼制等方面有着极其重要的作用。但在使用是由于管道震动会给管口等带来很大的冲击影响压缩机的运行，因此在运行时应该采取适当的措施进行减震保护压缩机的安全，并促进压缩机的稳定运行。
　　一、引起往复压缩机振动的主要原因
　　（一）往复压缩机本身震动引起管道振动
　　在振动原因中有一类是是由于压缩机本身运行不稳定造成的，由于压缩机的动力等问题导致压缩机本身的平衡出现问题，加之管道与压缩机直接相连导致压缩机管道出现很大的晃动，进而对压缩机直连附近的管道造成影响。在各个零件制造和安装时或多或少存在着一定的误差，这也直接使整个安装的机器的安全性受到威胁。同时安装的错位也会增大由气流产生的振动对管壁产生的影响。
　　（二）往复压缩機内气流振动引起管道振动
　　往复式压缩机由于其工作原理导致其在使用时会出现大量气体压缩或释放的情况，长时间气压规律性变化就会使管壁内部出现规律性振动，再遇到一些管道节点时就会在结点处出现振动集中的现象，是波动合体进而影响到压缩机内部的管道。例：图1.就是管道弯曲处振动产生的力的关系图，有关系图可以看出其中的力学关系，当管道受力时每个部分都回收相应的力，压缩机管道弯曲的角度改变也会导致振动产生力大小的变化。减少在建设时应该尽量采用直管，减少去管弯曲处由于气流振动问题引起的应力集中现象中对整体建设的影响。
　　（三）共振引起管道振动
　　1.气体共振
　　气体引起的共振主要是指气柱共振，是指改变气柱的结构进而改变其体的固有频率，在气体进行压缩等操作时会使管壁的弹性等出现周期性变化，使气柱产生的频率对对相应的管壁产生影响，进而根据振动的传导特性进行传导。如果管道内壁的振动频率与气柱的振动频率相同的话，振动造成的影响就会无限的扩大，进而对管道内壁产生影响。
　　2.机械共振
　　机械共振是指压缩机管道的结构与支架处建设的管道结构形成新的管道结构，该结构对于管道的稳定性产生一定的影响。新形成的管道结构也有自己的振动频段，它与空气柱发生共振现象也是不可忽视的，在建设应该注意规避这些问题。
　　二、往复压缩机管道减震措施分析
　　往复压缩机在建设时可以在很多方面进行改进，如合理对气体的压力以及温度进行控制将其控制在管道可控的范围内。在建设时应该对管口应力等问题进行分析，使不同端点都可以在可控范围。在建设时需要结合实际情况对电子元件的一些参数进行改进，进而提升整体的质量。
　　（一）压缩机机体分析
　　使用软件对压缩机体本身振动进行分析，机器在运行时由于内部气压变化问题使机器振动发生周期性变化，进而产生一定的振动频率在管道与反复压缩机的连接位置出现应力集中进而影响整个压缩机的安全稳定。在建设时应该选择合适的振动频率，使振动频率在合理范围内波动。
　　（二）管道材料原有频段分析
　　管道建设时采用不同的材料也会产生不同的作用效果，因而选择合适的管道材料可以改善峰值变化问题，避免共振现象的出现。因此在反复压缩机在建设时应该对压缩机的振动频率等进行改进，防止压缩机振动频率与管道振动频率相同，减少共振的现象发生，保护反复压缩机的安全。
　　三、往复压缩机管道的主要减震措施
　　（一）改变振动管系的系统结构，进而改变管系的振动频率
　　1.安装孔板
　　在压缩机安装时应该安装孔板，加强管道的稳定性，减少异常振动给整个板件带来的危害。压缩机进出口的压力等会受到管道内流动的气柱的变化的影响，因此在气体进出口出应该减少弯曲位置避免气体与弯曲处出现碰撞形成反射现象影响整体的安全性。在建设时应该合理安排孔板位置，使孔板设计不仅可以起到消振的作用还可以减少材料的浪费。
　　2.安装缓冲器
　　在反复压缩机气缸处应该设计缓冲装置，将整个气流对压缩机气孔的挤压作用，同时还可以缓解压缩气体对管道的冲击，进而减小冲击效果减弱共振强度。缓冲器在安装时应该尽量靠近压缩机气缸位置，防止气流柱对其他设备产生影响。
　　（二）减小系统激振
　　在系统设计时可以采取改变原有的振动管支架的形式改变原有振动管的固有频率减少震动情况的发生。同时在设计时还应该合理调整振动管的管道与附近支架位置之间的间距。通常固有振动频率在（0.9-1.3）f=15.7-24.3Hz范围以外很远，不会再出现共振的情况。
　　（三）防止管道发生共振
　　在建设时应该对管道建设材料的固有振动特性与反复压缩机内一些零部件的固有振动特性进行统计，建设时避免他们的震动峰值相同，减少共振给管道带来的危害，进而保证管道可以长时间高效稳定的运行。在建设时最根本的降低方式还是降低通气口的气体流速，进而减少空气柱的压强。因此当前在建设是应该再增加整体刚度的同时对通气口问题进行改进处理，从源头上解决问题。通常采用增加卡箍型管夹的方式增加压缩机本身的稳定性，减小振动对压缩机本体的影响。
　　四、结束语
　　往复压缩机是当前化学类物质提纯等工作的一个重要仪器，对科学研究有着重要的作用。当前压缩机振动是一个十分重要的问题，该问题是由于设计、施工、选用材料等各方面共同决定的，因此压缩机在建设时应该对各个方面进行充分的考虑，进行合理的设计进行建设，在建设时同时也应该尽量保持精准性。只有做到这些方面才能真正的减少振动，保证压缩机的稳定运行。
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