聚四氟乙烯PTFE无水润滑改造技术

前言:随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年都在以20%左右的速度增加。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。因此，氮气在冶金工业、电子工业、化学工业中广泛的用来作为保护气和密封气，其纯度的要求在99.99%以上，有的要求甚至在99.999%以上。3Z3.5-1.67/150 气体压缩机，该压缩机为立式三级压缩结构，其中2台用于压缩氮气，其工作特点是通过使用软化水作为润滑剂，来降低摩擦和气缸内的温度，但是，由于其使用了这种润滑方式，存在很多缺点，主要是导致压缩后的气体中水分含量过多，在压缩好的氮气瓶中，有的甚至达到100ml左右的游离水，严重降低了氮气质量，在有的要求高的生产工艺中，根本无法使用，甚至导致次品的产生，针对以上情况，公司决定对该氮气压缩机进行无水润滑技术改造，来提高产品的质量，满足各种生产工艺要求，技术改造的主要环节介绍如下。

一、活塞环的选用：一般气体压缩机的活塞环所使用的材料为聚四氟乙烯，其虽然有良好的自润滑性能，但导热性、耐腐蚀性、形态稳定性较差，而在无水润滑的压缩过程中，气缸内的温度明显升高，导致活塞环的使用寿命大大降低，所以要想办法解决以上存在的问题，根据其他气体厂家的经验及活塞环生产厂家的多次实验，采用在制作活塞环的材料里加填充物的方法来改进聚四氟乙烯所存在的缺点，称为填充聚四氟乙烯，以填充聚四氟乙烯为材料制作的活塞环，其耐磨性和使用寿命取决于材料成分的配比和活塞环的结构，填充聚四氟乙烯填料成分的配比的选择，主要是从压缩的介质、压缩机的结构、机器的转速等方面综合考虑，经实验发现用石墨为主要添加填料，来增加活塞环的润滑性，再增加一定量的青铜粉，来增加活塞环的机械强度，使用以上材料的填充聚四氟乙烯制作的活塞环，其摩擦系数大大降低，使用寿命也相应延长了；

二、管路系统的改进：为了提高压缩后气体的纯度及改进压缩机的工况，在压缩机的前级与分馏塔之间增加一只平衡气罐，体积在0.5—1.0立方左右即可以满足需要，将压缩机的进气管口改成在一级阀门盖上打孔，用管道与平衡气罐直接连接，并且将进气管道直径加粗，这样可以减少管道对气体的阻力，增加了气体的流速，从而提高压缩机一级活塞吸气运动时的进气量。在压缩机原进气口与平衡气罐之间用管道连接，当密封函的密封性能不是很好时，由于该管道提供了一定的压力，阻止了空气从密封函和活塞杆的间隙里泄露入汽缸，从而保证了压缩后的氮气纯度，通过以上改进后的压缩机的工况有了很大的改良；

三、气缸散热性能的改进：由于采用了无水润滑方式，压缩机各级气缸的温度都有一定幅度的上升，其中三级气缸的温升最大，为了改善该级气缸的散热性，避免温升过大，在制作三级气缸时，要求气缸的生产厂家，将其外壁设计成翅片式，内壁镶导热性能良好且耐磨的铜套，通过以上方式生产出来的气缸，其性能及寿命都大大提高；

四、控制系统的改进：该种气体压缩机的控制系统一般都比较简单，有的年份比较早的压缩机，采用的电动机多是绕线式电机，其启动方式采用频敏变阻器来启动的。近几年基本上都改成了使用鼠笼式电机，很多采用直接启动方式的，可这种启动方式的启动电流太大，存在很大的安全隐患，在安全和操作方面带来了很多不利，为了改善这些问题，我们将电机的控制系统改为星三角启动方式，来降低了启动电流，并且对整个控制系统增加了连锁和报警功能，主要是对设备的供油系统和供水系统设置了连锁和报警功能，同时对三级排气温度和排气压力均设置了报警功能，当一旦出现断油或断水现象时，控制系统会发出报警指示，并且延时停机以保护氮气压缩机，当三级排气温度和压力超过设定植时，系统也会发出报警声，来提醒操作人员及时排除问题，避免安全事故的发生；

五、总结：经过整个系统改造的氮气压缩机，经过一段时间的运转，发现其各方面的运转参数均符合机器本身的运转要求，并且提高了氮气压缩机的产量，同时也提高了氮气的质量，由于管路系统的改进，可以用该设备来压缩高纯氮气，提高了该机器的实用性，同时该机器的控制连锁系统进行的改造，对设备的安全、操作等方面也提高了很大的改善。