分段式多級泵維修技術研究

樊濤濤 常永富 符建軍

【摘 ?要】分段式多級泵是一種垂直剖分多級泵，因其結構簡單、泵效高而被廣泛應用，多用于壓力較高而流量較小的工況。在市政建筑生活、消防給水、石油化工、電力、環(huán)保等領域都得到很好運用。由于長期運行受工況變化、介質腐蝕、材料老化等因素的影響，分段式多級泵在現(xiàn)場可能發(fā)生故障，如不及時修復可能引發(fā)事故。本文結合作者多年來的現(xiàn)場維修經(jīng)驗以及分段式多級泵的結構特點給出了分段式多級泵的常見故障及原因，總結了分段式多級泵的維修要點。

【關鍵詞】分段式多級泵;維修技術;應用

前言

國內分段式多級泵通常分為D型和DG型。其中D型泵吸入段分為水平方向，排出段為垂體直向上;DG型泵吸入段和排出段均為垂直向上。這種泵將若干個葉輪裝在1根軸上串聯(lián)工作，軸上的葉輪代表泵的級數(shù)。葉輪一般為單吸，吸入口都向一邊。每個葉輪配1個導葉將被輸送液體的動能轉為靜壓能。軸的兩端用軸承支撐，并置于軸承體上。兩端均有軸封裝置，軸封裝置在泵的前端和尾段泵軸伸出部分。泵由1個吸入段、1個吐出段和若干個中段組成，并用螺栓連接為1個整體，在吐出段和中段內部有相應的導葉裝置。習慣上根據(jù)泵零部件功能的不同又將泵分成定子和轉子兩大部分。不旋轉的零部件稱為泵的定子，它由吸入段、中段、吐出段、導葉、尾蓋、軸承體等零件組成;旋轉的零部件稱為泵的轉子，它由泵軸、葉輪、平衡盤（平衡鼓）等組成。

1平衡盤的常見磨損原因分析及其解決方法

1.1平衡水管堵塞

如果平衡水管堵塞，則P6將等于P4，也就是說平衡盤已經(jīng)產(chǎn)生不了平衡力，已經(jīng)失去了作用，這時泵的軸向力將使平衡盤嚴重摩擦，輕者磨壞平衡盤、平衡環(huán)，使泵不能運行，嚴重的還會燒毀電機。平衡水管堵塞是最好解決的故障，但是也是最常發(fā)生的，對于維修人員來說遇到平衡裝置故障一定要首先檢查平衡水管是否暢通。

1.2零件形位公差不合格、變形

平衡環(huán)由于厚度較薄，在加工通孔的時候如果裝夾不合理，會造成平衡環(huán)變形，檢查平衡環(huán)是否變形可以用下面的方法：找一個平面，只要是經(jīng)過機械加工的平面即可，把平衡環(huán)放到平面上，然后用手按壓四周，如果出現(xiàn)明顯的晃動，則平衡環(huán)有變形，必須更換。

1.3壓力從平衡環(huán)后泄出

由于平衡環(huán)和吐出段是靠螺釘連接的，如果擰緊不均勻，就會引起壓力從此處泄出，由于壓力的外泄導致平衡力過小，從而引起平衡盤研磨，要檢查壓力是否從此處泄出要檢查平衡環(huán)與吐出段結合處是否有高壓水沖刷過的痕跡，如果有則要消除，可加用密封膠或者O形圈加強密封，另外要注意幾個固定螺釘一定要均勻擰緊。

1.4平衡套和軸套磨損導致間隙過大

使用一定時間后，一些泵會發(fā)生b1磨損過大，由于平衡盤是靠2個間隙泄漏壓差來工作的，因此不可以改變b1間隙大?。ㄩg隙大小是經(jīng)過精確計算的），檢修時發(fā)現(xiàn)過大磨損要及時更換。

1.5平衡環(huán)與平很盤不垂直

如果裝配時，平衡環(huán)背面沒有清理干凈毛刺，或者裝配平衡環(huán)位置吐出段上毛刺等異物沒有清理干凈，這樣會導致平衡環(huán)不能裝平，從而會導致平衡盤和平衡環(huán)偏磨嚴重，檢查時如果發(fā)現(xiàn)平衡環(huán)背面有毛刺和異物，清理干凈即可解決問題。

1.6動反力導致平衡盤后與函體摩擦

遇到過水泵開機超電流，拆開檢查發(fā)現(xiàn)平衡盤后與函體摩擦、末級葉輪與末級導葉摩擦，理論分析為動反力導致轉子后竄，后竄后由于末級葉輪貼緊末導葉導致軸向力沒法形成，并沒法推動轉子向前移動。遇到這種情況，把末級導葉內部大平面多車掉0.5mm即可解決問題。

1.7平衡水孔底孔太小

有些泵平衡水孔是經(jīng)過筋打到吸入段的，可能會有個別工人加工時會擔心把筋打破，而把平衡水孔低孔鉆小，平衡水孔底孔都是以螺紋底孔尺寸為標準，如果發(fā)現(xiàn)異常磨損情況，再檢查平衡水管的時候也要同時檢查平衡水孔底孔的大小。

1.8軸端鎖緊螺母松動

軸端鎖緊螺母松動會導致平衡盤在、軸套與軸引起摩擦，如果拆開后端軸承壓蓋時發(fā)現(xiàn)螺母松動，一般擰緊螺母即可解決問題。

2機械密封失效癥狀

某泵機封為單彈簧、單端面、部分平衡標準型機械密封，帶冷卻沖洗系統(tǒng)（靜環(huán)背部冷卻）。機封安裝到位后，靜態(tài)灌泵試驗，箱體表面檢查無泄漏，手動盤車后也未出現(xiàn)泄漏，由此說明：密封點Ⅴ：軸間即軸套（外伸）與軸的密封圈完好無損。密封點Ⅱ：靜環(huán)密封圈無問題。密封點Ⅵ：動環(huán)密封圈在靜態(tài)時無問題。密封點Ⅰ：動、靜環(huán)摩擦副端面質量合格，粗糙度達標。當泵動態(tài)運轉試驗時，介質在機封處沿軸向立即發(fā)生大量甩射，在允許憋壓時間內將出口閥全部打開，泄漏量不變。拆卸機封檢查，驗證了機封靜態(tài)時的前述分析結論。（1）動環(huán)密封面未損傷，無熱裂紋等缺陷。（2）靜環(huán)密封面未產(chǎn)生彗星狀紋理，無咬蝕等缺陷。（3）靜環(huán)密封圈無損，尺寸松緊適宜。（4）動環(huán)密封圈無損，但內徑偏小，緊箍在軸套上，活動裕度不夠。（5）動環(huán)摩擦副與彈簧座的配合處接觸不良，在壓縮后復原過程中有阻滯。（6）機封彈簧無變形、斷裂跡象，且表面無腐蝕痕跡;彈簧力正常。（7）軸套內設的密封圈完好。（8）機封彈簧的壓縮量正常（0.8cm）。

3分析原因及選配

3.1動環(huán)密封圈過緊

動環(huán)密封圈過緊，容易變形，還會加劇與軸套間的磨損，引起過早泄漏;縮短彈簧壽命;易導致彈簧無法及時調整動環(huán)的軸向浮動量，以至無法實時適應工況的細微變化，導致機械密封摩擦副端面泄漏。針對此項原因，臨時從數(shù)根動環(huán)密封圈中選取了一根配合尺寸合適的安于軸上，經(jīng)試驗可達到裕度要求。

3.2動環(huán)摩擦副的外表面與彈簧座套配合不好

舊靜環(huán)的外徑為70mm，而新靜環(huán)的外徑則為69.5mm，即端面實際寬度減少了0.25mm。按照相關制造標準，密封端面寬度誤差應該控制在0.1mm內。核算新機封載荷系數(shù)K。

D2為靜環(huán)端面外圓直徑，為6.95cm;D1為靜環(huán)端面內圓直徑，為6.3cm;d0為軸套外徑，為6.5cm。

將上面各數(shù)據(jù)代入公式K=（D22—d20）/（D22—D21）=（6.952—6.52）/（6.952—6.32）=0.703

相比而言，此機封的載荷系數(shù)K比正常值0.725要小，判斷這也是導致端面泄漏的原因之一。通過外觀檢查，決定繼續(xù)使用以前的舊靜環(huán)。經(jīng)過上述3方面的部件重新選型、配合，將新組合的這套機封安裝到機泵上后，靜態(tài)、動態(tài)試驗均未發(fā)生泄漏，經(jīng)48h運行檢驗，證明密封狀況已完全恢復正常。

結束語

分段式多級泵的維修，總體來說維修頻率高的部件有軸承、機封，而這些部件的故障原因往往都與泵體其它部件的磨損有直接關聯(lián)，所以維修不能只停留在故障排除上，還應該找到真正的原因，并及時排除。

參考文獻：

[1]朱慈東，李志鵬，張森，何備荒，丁垣利.口環(huán)密封對高壓多級離心泵臨界轉速的影響[J].流體機械，2019，47（01）：31-35+7.

[2]杭云輝.多級泵的真空罐無底閥改造實例[J].采礦技術，2018，18（01）：73-74+83.

（作者單位：中國石油烏魯木齊石化公司檢維修中心）