氢气增压机现场制造中的技术质量监管实践

氢气增压机现场制造中的技术质量监管实践

朱卫朋

南海德氢能源科技（江苏）有限公司

摘要：本论文首先，定义了氢气增压机并探讨了其应用场景并阐述了氢气增压机现场制造的背景与需求，突出了技术质量管理在此过程中的重要作用。其次，论文以某氢气增压机为例，详细介绍了其设计与制造特点。最后，论文进行了现场制造的技术质量监管实践，包括原材料与季部件的质量控制、尺寸公差与加工精度的监管以及性能试验的实施，其中包括油站性能试验、一级、二级气缸压力试验、富气气体增压机组空负荷机械运转试验、水站性能试验和机组外观油漆检查。这些实践为氢气增压机的现场制造提供了可靠的技术支持和质量保障。

关键词：氢气增压机；技术质量监管；现场制造；性能试验

引言

氢气增压机作为氢能产业的重要组成部分，在实际应用中扮演着至关重要的角色。然而，在现场制造过程中，保证氢气增压机的质量和性能是一项复杂而关键的任务。本论文旨在探讨氢气增压机现场制造中的技术质量监管实践，通过对原材料质量控制、尺寸公差与加工精度监管、以及性能试验的实施等方面进行深入研究，为提高氢气增压机制造质量和性能水平提供参考和指导。通过对现场制造过程中的关键环节进行监管和控制，有效确保氢气增压机的可靠性、安全性和稳定性，推动氢能产业的持续健康发展。

1氢气增压机的现场制造概述

1.1氢气增压机定义与应用场景

氢气增压机是一种专门用于提高氢气压力的设备。它通过压缩氢气，将其压力提升到所需的水平，以满足各种工业、科学实验室和其他领域的需求。这种设备在各个领域都有着广泛的应用，在氢能源领域，氢气增压机被用于为氢燃料电池车辆和储能系统提供高压氢气。在化工工业中，它则用于氢气的输送和灌装等工艺。氢气增压机在推动氢能源技术发展、化工工业生产、科学研究等方面都起着不可或缺的作用。

1.2氢气增压机现场制造背景与需求

随着氢能源技术的发展和应用领域的不断拓展，对氢气增压机的需求也日益增加。然而，传统的氢气增压机往往需要从制造厂商处购买并进行运输安装，这种方式不仅费时费力，而且可能会面临供货周期长、运输成本高等问题。因此，将氢气增压机的制造过程搬到现场进行，成为了一种解决方案。

1.3技术质量管理在氢气增压机现场制造中的作用

随着现场制造的推进，技术质量管理成为确保产品质量、安全性和性能稳定的关键环节[1]。技术质量管理通过建立严格的质量控制体系，监督原材料采购、零部件加工和组装调试等每个环节，确保产品符合标准要求。同时，注重问题的预防和及时处理，通过分析问题风险、采取预防措施和纠正措施，有效防止和解决质量问题。此外，质量管理持续推动工艺改进和优化，提升生产效率和产品质量，降低成本提高竞争力。最重要的是，技术质量管理能及时对产品质量进行全面评价和反馈，发现问题并提供改进方案，为持续改进提供支持。

2氢气增压机的设计与制造特点——以某氢气增压机现场制造项目为例

2.1设计要求

本次氢气增压机的设计与制造围绕着连续重整装置燃料电池汽车氢能建设技术改造项目的特定要求而展开。产品设计参数如表2-1所示。

表2-1设计参数

结构上，采用了对称平衡型双作用往复式设计，两列二级压缩，气缸水平双作用布局，配以软化水强制冷却系统，以提高效率和稳定性。在材料选择上，关键部件如机身、曲轴、连杆等选用了HT250、35CrMoA、JT25-47C等高性能材料，并通过调质热处理来满足严格的力学性能要求。无油润滑设计的应用，不仅减少了维护需求，还提升了运行的清洁度。活塞杆与十字头的液压螺母连接方式，以及滚制螺纹的使用，增强了连接的稳定性和可靠性。设备还配备了压力润滑系统，每个主轴承内嵌入的铂热电阻(Pt100)提供了精确的温度监测。流量控制方面，采用了卸荷器控制结合回流调节，实现了0%至100％的无级气量调节。通过整合安全阀、止回阀、入口过滤器等安全部件，以及润滑油冷却器和主电机冷却器等环保设施，确保了设备的安全性和环境友好性。

2.2制造工艺

原材料经过严格检验，确保满足化学成分和物理性能标准。关键部件如机身、曲轴、连杆经过专业热处理，优化其机械性能。精密加工采用先进机械设备，确保尺寸精度和表面质量符合要求。无损检测对焊接和热处理部件进行100%检测，确保无内部缺陷。组装调试在清洁环境下进行，确保装配质量。性能测试检查各项参数是否符合要求。清洁度控制防止污染物进入压缩系统。外观处理保护设备并符合标识要求。最终检验确保每台机器达到出厂标准，并详细记录制造过程，便于未来维护。

2.3关键零部件的加工难点

本次氢气增压机使用高强度合金材料，如35CrMoA和HT250，需要更耐磨的工具和高能量加工，以确保加工质量。作为大型设备，关键零部件需要极高的尺寸精度和表面质量，对加工设备和工艺控制提出了严格要求。热处理过程中需要注意温度的把控，以免零件变形，但部分零部件的复杂几何形状增加了加工难度。检测内部缺陷如裂纹和气孔需要高级的无损检测技术来确保质量。零部件的配合精度和动平衡对整机性能至关重要，需要精密的加工和调整。此外，表面处理和保持高清洁度也是确保设备耐磨性和性能稳定的关键。最后，完成加工后，进行一系列性能测试，如水压试验和运转试验，以验证其性能是否符合设计要求。

3现场制造的技术质量监管实践

3.1原材料与零部件的质量控制

本次研究的现场制造中，所有原材料在使用前都经过严格的验收程序，对机身和气缸体的外观、尺寸和材质进行检查，确保符合符合QSJ0061-2019企标要求。需要热处理的部件按标准进行去应力退火热处理，消除内部应力[2]。关键零部件在热处理后进行100%的超声波检测和磁粉检测，确保无内部缺陷。尺寸和精度检查使用精确的测量工具和方法，保证零部件符合设计要求。外观和清洁度检查确保零部件无制造缺陷和污染。

3.2尺寸公差与加工精度的监管

本次研究以润滑油站的设计参数润滑油流量和供油压力为加工和检验的基准。接着，进行性能试验，记录油站的通电试运行和各项参数，包括供油口压力、流量、噪音等，以验证设计参数的准确性和稳定性。对于100目滤网，进行了目测检查以确认无氧化皮、金属屑、锈蚀、砂粒等杂质存在，并通过触摸检查确认无灰粒。对富氢气体增压机组进行了空负荷机械运转试验，记录了转速、机身振动、气缸振动、主轴承温度、活塞杆温度、润滑油温度和油压等参数。对水站进行了性能试验，记录了气缸供水流量、供水压力、电机电流、电机振动、泵振动、电机噪声和泵轴承温度等。对配套容器进行了压力试验，包括壳程和管程的试验，记录了试验介质、设计压力、试验压力以及保压时间。

3.3性能试验的实施

3.3.1油站性能试验

油站性能试验是为了验证润滑油站在实际运行中的性能表现。试验开始时，润滑油站的系统进出口阀门全部打开，然后进行通电试运行。在试验过程中，调整调节阀和手阀的开度，以确保润滑油站的出口压力和流量达到设计参数。根据设计要求，试验的目标是确保润滑油流量为63L/min，供油压力为0.4Mpa。试验结果显示，两台泵的润滑油流量分别为64L/min和66L/min，供油压力均为0.42MPa，符合设计标准。此外，泵的振动、泵轴承温度、电机振动、电机轴承温度以及噪声等参数也都在合格范围内，表明润滑油站的性能满足要求。安全阀的设定值也经过了检查，合格无误。

3.3.2一级、二级气缸压力试验

在气缸的压力试验中，研究按照要求进行了30分钟的保压，观察是否有渗漏、可见变形和异常声响等现象。试验结果无渗漏、变形和异常声响。根据试验结果显示，两个二级气缸和两个以及气缸的水压试验和气密性试验均合格，在试验期间未出现任何渗漏、变形或异常声响的情况，符合试验的要求。

3.3.3富氢气体增压机组空负荷机械运转试验

在富氢气体增压机组的空负荷机械运转试验中，研究采用记录转速、机身振动、气缸振动、主轴承温度、活塞杆温度、润滑油温度和油压等参数的方法进行。根据试验标准，要求转速为375r/min，并且振动、温度、油压和噪音等参数必须符合特定的要求。试验结果显示，两台机组的振动、温度、油压和噪音等参数都符合API618、技术协议以及试车规范的要求，可以满足实际工作中的要求。

3.3.4水站性能试验

在水站性能试验中，研究采用了以下试验方法：在系统进出口阀门全开状态下进行通电试运行，并调整调节阀和手阀的开度，以确保出口压力和流量达到要求[3]。试验标准规定了气缸供水流量为10t/h，供水压力为0.4MPa；填料供水流量为2t/h，供水压力也为0.4MPa。试验结果显示，电机电流、振动、噪声、泵轴承温度等参数均在合格范围内，同时滤网检查也合格。

3.3.5机组外观油漆检查

机组外观油漆检查包括外观检查、颜色检查和漆膜厚度实测。试验标准规定颜色为苹果绿，漆膜厚度要求在200450μm之间。试验结果显示外观检查合格，漆膜厚度实测为250400μm，符合要求。这表明机组的外观油漆质量良好，颜色和漆膜厚度均符合标准要求，保证了设备的外观美观和防腐性能。

4结语

本论文系统地探讨了氢气增压机现场制造中的技术质量监管实践，深入剖析了原材料质量控制、尺寸公差与加工精度监管、性能试验等关键环节。通过对这些实践的研究，研究不仅深刻理解了现场制造中的质量管理重要性，也提出了一系列有效的监管方法和措施。这些研究成果为氢气增压机制造业提供了重要的指导和借鉴，有助于提升产品质量、降低生产成本、提高企业竞争力。未来，研究将继续深入研究，探索更加创新的质量管理方法，为氢能产业的发展贡献力量。

参考文献

[1]白云山,马金铭,龙颜长,等.某天然气增压机振动故障诊断及处理[J].东北电力技术,2022,43(01):37-40.

[2]李倩君.浅析提升特种设备检验质量的举措[J].上海轻工业,2023,(06):135-137.

[3]李浩宸,穆岩,段承锟,等.核级设备生产过程的质量监督措施[J].阀门,2023,(03):374-378.

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