淺談螺桿泵的故障分析與處理

韓健(華北油田采油五廠高邑作業(yè)區(qū) 河北 任丘 062552)

張銳(華北油田 河北 任丘 062552)

引言

螺桿泵是一種容積式轉(zhuǎn)子泵,它是依靠由螺桿和襯套形成的密封腔的容積變化來吸入和排出液體的，它的壓力決定于與它連續(xù)的管路系統(tǒng)總阻力。其具有流量和壓力脈動(dòng)很小，噪聲小，壽命長(zhǎng)，有自吸能力，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊等特點(diǎn)。它對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、工作穩(wěn)定性、工作壽命和噪聲等都有直接影響，因此我們?cè)趯?shí)際的“管、維、用、檢”等方面都必須予以重視。

一、基本工作原理和特點(diǎn)

當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸入腔一端的密封線連續(xù)地向排空腔一端做軸向移動(dòng)，使吸入腔的容積增大，壓力降低，液體在差壓的作用下沿吸入管吸入腔。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，密封腔內(nèi)的液體連續(xù)而均勻地沿著軸向移動(dòng)到排出腔，由于排出腔一端的容積逐漸縮小，即將液體排出。它具有流量和壓力脈動(dòng)很小，噪聲小，壽命長(zhǎng)，有自吸能力，而且結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。一般情況下，設(shè)備在使用過程中，為防止由于某種原因（例如排出閥門未打開），使泵鏈接管路的阻力突然增加，以致泵的壓力超過允許值而損壞原動(dòng)機(jī)，必須給螺桿泵配置安全閥，或采取其他保護(hù)措施。

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍對(duì)比

螺桿泵有單螺桿泵、雙螺桿泵和三螺桿泵等結(jié)構(gòu)類型，其特點(diǎn)依次如下：

單螺桿泵出口壓力一般低于4M Pa，特殊情況下可達(dá)10M Pa，流量一般在0.3-40m3/h，可以輸送的介質(zhì)一般可含有固體顆粒，有腐蝕性的液體，粘度范圍大的特點(diǎn)。其泵體內(nèi)襯套常用橡膠制作，螺桿與襯套形成的工作容積大，密封性較好。

雙螺桿泵出口壓力一般低于1.5M Pa，特殊情況下可達(dá)8M Pa，流量一般在0.4-400m3/h，可以輸送的介質(zhì)一般可含有微小固體顆粒，有腐蝕性的液體，粘度范圍大的特點(diǎn)。其螺桿與螺桿，螺桿與泵體不接觸，有一定的間隙，因此密封性較差。

三螺桿泵出口壓力一般低于20M Pa，特殊情況下可達(dá)40M Pa，流量一般在0.6-600m3/h，可以輸送的介質(zhì)一般不含有固體顆粒，無腐蝕性的潤(rùn)滑性液體，粘度范圍大的特點(diǎn)，其螺桿與螺桿，螺桿與泵體不接觸，相互間的間隙很小，密封性好。

三、使用、維護(hù)和檢修中注意事項(xiàng)

設(shè)備在使用過程中，一般我們要求操作人員，在認(rèn)真落實(shí)好設(shè)備巡回檢查制和設(shè)備“十字”作業(yè)的前提下，詳細(xì)記錄檢查軸封泄漏情況、監(jiān)測(cè)軸承使用溫度和振動(dòng)、觀察各部位螺栓緊固情況和冷卻水、油封系統(tǒng)使用情況等。設(shè)備在維護(hù)與檢修作業(yè)中，在認(rèn)真落實(shí)好“兩書一表”的基礎(chǔ)上，按照“四有一卡”的工作要求，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，加強(qiáng)與設(shè)備使用單位操作人員的信息溝通與交流，準(zhǔn)確判定設(shè)備使用中出現(xiàn)的故障，并及時(shí)處理。

在設(shè)備檢修作業(yè)中，我們應(yīng)注意的安裝事項(xiàng)有：1、螺桿軸線直線度直徑的0.05mm；螺桿頂與泵體間隙為0.14-0.33mm；螺桿嚙合時(shí)齒頂與齒根間隙為0.14-0.33，法向間隙為0.12-0.25mm。2、滾動(dòng)軸承外圈與軸承壓蓋的軸向間隙為0.02-0.06mm；滾動(dòng)軸承采用熱裝時(shí)，加熱溫度不得超過100℃，嚴(yán)禁用火焰直接加熱；滾動(dòng)軸承的滾子和內(nèi)外滾道表面不得有腐蝕、坑疤、斑點(diǎn)等缺陷；滑動(dòng)軸承的襯套和軸的配合間隙為軸頸直徑的萬分之一到萬分之二。3、壓蓋與軸的間隙應(yīng)為0.4-0.5mm。4、聯(lián)軸器斷面間隙為2-4mm；彈性聯(lián)軸器對(duì)中時(shí)，徑向圓跳動(dòng)為0.1mm，斷面圓跳動(dòng)為0.08mm；爪式聯(lián)軸器對(duì)中時(shí)，徑向圓跳動(dòng)為0.12mm，端面圓跳動(dòng)為0.1mm。5、齒輪嚙合側(cè)間隙為0.08-0.1mm。

四、故障分析與處理

目前，采油作業(yè)過程中主要以單螺桿泵為主，正確判斷和處理設(shè)備中出現(xiàn)的各種故障，對(duì)我們的生產(chǎn)安全平穩(wěn)運(yùn)行將起到一定的作用。其主要故障可以歸納為五大類：

1.流量不足或輸出壓力太低

此類故障引起的原因可能是吸入壓頭不夠，泵體或管線漏氣，或入口管線或過濾器堵塞或螺桿間隙過大；可以通過增高液面，進(jìn)行堵漏處理，或進(jìn)行清理，或更換螺桿排除故障。如果是變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，還可以調(diào)整電機(jī)工作頻率來驗(yàn)證是否是襯套磨損。而機(jī)泵軸封泄露引起的流量不足或輸出壓力降低可直接直觀判斷確定。

2.運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，輸出壓力太低

此類故障引起的原因可能是聯(lián)軸器對(duì)中不好，軸承磨損或損壞，或泵殼內(nèi)進(jìn)入雜物或同步齒輪磨損或錯(cuò)位，以及地腳螺栓松動(dòng)；可以采取的措施有重新對(duì)中聯(lián)軸器，更換軸承，或清除雜物，調(diào)整、修理或更換，以及緊固地腳螺栓等。

3.油封泄損過多

此類故障引起的原因可能是機(jī)械密封安裝不良，機(jī)械密封零件損壞，油封壓力太低，或軸頸磨損，以及填料燒壞；可以采取的措施有更換已損零件、調(diào)整封油壓力、更換填料。

4.電機(jī)過載

此類故障引起的原因可能是泵殼內(nèi)進(jìn)入雜物，出口壓力過高或電流表失靈以及配置比例不合要求等；可以采取的措施有清理雜物，調(diào)整溢流閥，重新配置物料等。

5.傳動(dòng)軸過熱

螺桿泵的傳輸軸過熱或電機(jī)軸承過熱，多數(shù)可能產(chǎn)生在摩擦生熱導(dǎo)致，其一是軸承缺少潤(rùn)滑油，其二是可能機(jī)泵在沒有載荷空轉(zhuǎn)運(yùn)行，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與定子的干摩擦生熱。長(zhǎng)時(shí)間的空運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致螺桿和腔體不可修復(fù)的損壞。因此螺桿泵在運(yùn)行過程中必須保障潤(rùn)滑部位有足夠的油脂，且不宜過多。同時(shí)在出現(xiàn)泵體過熱時(shí)應(yīng)立即停泵檢查，嚴(yán)禁杜絕螺桿泵空運(yùn)轉(zhuǎn)。

結(jié)束語

綜上所述，我們對(duì)螺桿泵的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了概述，并結(jié)合設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行、維護(hù)和檢修過程中存在的故障進(jìn)行分析和總結(jié)，旨在提高使用和維護(hù)人員的實(shí)際專業(yè)技能，提高操作人員的理論水平，使設(shè)備實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

[1]《石油化工廠設(shè)備檢修手冊(cè)-泵》薛敦松等著，中國(guó)石化出版社，1998年6月第一版.

[2]《化工機(jī)器安裝于檢修》蕭開梓主編，中國(guó)石化出版社，1998年10月第一版.

[3]《螺桿泵故障診斷》陳小波著，中國(guó)科技縱橫，2014年3月.