活塞杆是往复式压缩机的关键部件之一。它起着连接活塞和曲柄连杆机构的作用。因此,在压缩机工作过程中,活塞杆始终承受着非对称循环动载荷的作用。所以,活塞杆也是压缩机中最容易出现问题的运动部件之一。
往复式压缩机的活塞杆断裂事故也较常见,约占重大事故的 25%左右,对于中、小型化肥厂使用比较普遍的对称平衡型氮氢压缩机,活塞杆断裂的事故率达到51.5%。在石化行业,重整氢气压缩机也屡有活塞杆断裂事故发生。活塞杆断裂,不仅损坏活塞和气缸,而且还由于其他零部件的连锁性破坏,使易燃、易爆或有毒气体向外泄漏,带来人员伤亡、生产装置毁坏等一系列严重事故,因此在操作中必须予以足够重视。活塞杆发生断裂的地方多数是在活塞连接处与十字头连接处,其原因如下:
(1)活塞杆的螺纹由于螺纹牙型圆角半径小,应力集中严重,容易在循环载荷下产生裂纹和断裂。因此对大型压缩机需用滚压加工,用以消除应力集中;
(2)退刀槽、卸荷槽、螺纹表面的粗糙度达不到要求,容易产生表面裂纹;
(3)活塞杆的材质和热处理有问题,例如存在粗晶、魏氏体组织、偏析以及强度和塑性不符合要求;
(4)连接螺纹松动或连接螺纹的预紧力不足;
(5)某一级因其他故障原因而严重超载;
(6)活塞杆跳动量过大;
(7)工艺气体腐蚀。