J436A磁力泵抱軸原因分析與防范措施

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(1.中海石油建滔化工有限公司，海南 東方 572600；2.中海石油化學(xué)股份有限公司，海南 東方 572600)

中海石油化學(xué)股份有限公司2 500 t/d甲醇裝置回收塔回流泵J436A所輸送的介質(zhì)為精甲醇，由于精甲醇為易燃、易揮發(fā)的有毒液體，因此J436A選擇為無(wú)介質(zhì)泄漏的磁力泵。該泵由上海漢勝工業(yè)設(shè)備有限公司制造，型號(hào)為GSP 8X6X11.5 FA8，其設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

額定轉(zhuǎn)速 2 900 r/min

葉輪直徑 275 mm

額定流量 312.6 m3/h

額定揚(yáng)程 115.8 m

裝置汽蝕余量 13.2 m

介質(zhì)密度 0.749 g/cm3

介質(zhì)溫度 101 ℃

介質(zhì)粘度 1.55 cP

1 故障現(xiàn)象

回流泵J436A于2010年10月投入使用。2011年10月25日凌晨2：30，J436A驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流開(kāi)始波動(dòng)；3：00電機(jī)超電流跳車(chē)，跳車(chē)后手動(dòng)盤(pán)泵，發(fā)現(xiàn)盤(pán)不動(dòng)泵，泵已經(jīng)抱軸。10月25日早上8：00，安排檢修人員解體J436A檢查。

2 磁力泵的拆卸

(1)拆下聯(lián)軸器和泵體緊固螺栓，用頂出螺栓頂開(kāi)泵體組件，卸下泵體組件帶到檢修工作間。

(2)松開(kāi)固定盤(pán)緊固螺釘，將隔離罩及內(nèi)部旋轉(zhuǎn)組件一同拉出。為了克服內(nèi)磁缸和外磁缸之間的吸引力，需要用力。

(3)拆開(kāi)葉輪螺母，取下止動(dòng)墊圈和葉輪。發(fā)現(xiàn)葉輪后側(cè)根部與前軸套發(fā)生磨損，約2 cm的深度(見(jiàn)圖1)，前止推墊已經(jīng)完全碎裂(見(jiàn)圖2)；磁力泵的前軸套和徑向軸承已經(jīng)磨損，前止推軸承已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞(見(jiàn)圖3)。

圖1 葉輪后側(cè)根部磨損狀貌

圖2 前止推墊碎裂狀貌

圖3 前軸套和徑向軸承磨損及前止推軸承損壞狀貌

(4)松開(kāi)隔離罩緊固螺釘，移開(kāi)隔離罩。發(fā)現(xiàn)內(nèi)磁缸已經(jīng)磨壞，主要為內(nèi)磁缸脹大，外表面不銹鋼保護(hù)層破裂，磁條外露，內(nèi)部固化層已損壞(見(jiàn)圖4)；隔離罩(與內(nèi)磁缸)嚴(yán)重磨損(見(jiàn)圖5)。

圖4 內(nèi)磁缸磨壞狀貌

圖5 隔離罩磨損狀貌

(5)取出軸承支座。發(fā)現(xiàn)磁力泵的后徑向軸承和止推軸承已經(jīng)磨損(見(jiàn)圖6)，后軸套和止推墊已經(jīng)粉碎(見(jiàn)圖7)。

(6)打平內(nèi)磁缸上螺母防松墊(見(jiàn)圖8)，擰下內(nèi)磁缸螺母，內(nèi)磁缸螺母螺紋為左旋，按順時(shí)針?lè)较驍Q開(kāi)，拆下泵軸。發(fā)現(xiàn)泵軸安裝軸套處已經(jīng)嚴(yán)重磨損(見(jiàn)圖9)。

圖6 后徑向軸承和止推軸承磨損狀貌

圖7 后軸套和止推墊粉碎狀貌

圖8 打平內(nèi)磁缸上螺母防松墊示意

圖9 泵軸安裝軸套處磨損狀貌

(7)使用扭動(dòng)的方式拆下前軸套(見(jiàn)圖10)，從軸的凹槽中取下兩個(gè)“O”形圈。

(8)拆下軸承座銷(xiāo)釘，把前、后軸承座(見(jiàn)圖11)從軸承支座上取下。

(9)把軸承座放到350℃的加熱爐中加熱大約30 min，從軸承座中取下徑向軸承。

圖10 前軸套狀貌

圖11 前、后軸承座狀貌

3 磁力泵的裝配

(1)清理干凈所有備件配合內(nèi)孔和表面。

(2)在新徑向軸承和止推軸承裝配到軸承座上之前，將新軸承放到加熱爐內(nèi)保持50 ℃以?xún)?nèi)的溫度大約30 min。將軸承座法蘭面朝上垂直放置在加熱爐內(nèi)加熱到300 ℃。

(3)將加熱的碳化硅軸承裝入軸承座內(nèi)。測(cè)量軸套和徑向軸承間隙在0.08～0.12 mm之間。

(4)在泵軸上安裝好新的“O”形圈和軸套，把泵軸組件安裝到內(nèi)磁缸上緊固好，再把內(nèi)磁缸安裝到車(chē)床；百分表固定在車(chē)床上，表針靠在內(nèi)磁缸外側(cè)，旋轉(zhuǎn)內(nèi)磁缸，檢查同心度，最大徑向跳動(dòng)為0.10 mm。如果徑向跳動(dòng)過(guò)大，轉(zhuǎn)動(dòng)部件動(dòng)平衡就不好，運(yùn)行時(shí)泵振動(dòng)較大，甚至和隔離套發(fā)生摩擦。

(5)把百分表固定在泵體上，表針靠在外磁缸內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)外磁缸，檢查外磁缸的同心度，最大徑向跳動(dòng)為0.50 mm。如果徑向跳動(dòng)過(guò)大，外磁缸動(dòng)平衡就不好，運(yùn)行時(shí)泵振動(dòng)大，甚至和隔離罩發(fā)生摩擦。

(6)測(cè)量泵體口環(huán)和葉輪口環(huán)間隙，應(yīng)在0.47～0.63 mm之間。

(7)更換新內(nèi)磁缸、隔離罩和葉輪后，回裝泵各零部件完畢，用百分表檢查葉輪端面跳動(dòng)，應(yīng)在0.45～1.60 mm之間。

4 原因分析

磁力泵J436A的損壞情況是比較嚴(yán)重的，損失也比較大。造成J436A損壞的主要原因是：磁力泵在運(yùn)行過(guò)程中，后軸承突然碎裂，碎裂的碳化硅顆粒卡在內(nèi)磁缸和隔離罩之間，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而相互摩擦；由于碳化硅硬度很高，加上內(nèi)磁缸和隔離罩間隙很小，這樣就將內(nèi)磁缸表面磨壞，同時(shí)隔離罩內(nèi)側(cè)也磨損嚴(yán)重，從而導(dǎo)致磁力泵抱軸。由于后軸承碎裂導(dǎo)致泵軸和內(nèi)磁缸同軸度變差，而前軸承和軸套的間隙又小，相互受壓后造成軸套和泵軸之間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪根部與軸套相互摩擦，造成葉輪根部后側(cè)磨損約2 cm的深度。

后軸承發(fā)生突然損壞的原因有很多種，但筆者個(gè)人認(rèn)為這次后軸承突然碎裂是因?yàn)閮?nèi)潤(rùn)滑不夠引起的，特別是在軸和內(nèi)磁缸部分，對(duì)泵送介質(zhì)溫度和內(nèi)循環(huán)量有特殊要求的情況，如果發(fā)生進(jìn)口介質(zhì)壓力降低或瞬間斷流，軸承潤(rùn)滑不到位，會(huì)造成軸承立即碎裂。

5 防范措施

此類(lèi)故障的突發(fā)性比較大，要防止類(lèi)似情況的發(fā)生，必須嚴(yán)格要求，做好維護(hù)和操作。

(1)每次磁力泵倒泵時(shí)，應(yīng)對(duì)備用泵入口過(guò)濾芯進(jìn)行清洗，并檢查過(guò)濾芯是否完好，如有損壞必須修復(fù)或者更換新過(guò)濾芯。

(2)現(xiàn)場(chǎng)操作人員巡檢時(shí)，認(rèn)真檢查磁力泵入口和出口壓力情況；主控人員觀察磁力泵流量情況，如果發(fā)生異常，就立即倒泵。

(3)由機(jī)械技術(shù)監(jiān)督繪制一個(gè)專(zhuān)門(mén)針對(duì)磁力泵的巡檢表，班組人員對(duì)磁力泵泵頭振動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)(每班檢測(cè)2次)，并按要求做好記錄，尋找振動(dòng)的變化趨勢(shì)與軸承損壞的規(guī)律。

(4)請(qǐng)儀表人員把磁力泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流報(bào)警信號(hào)設(shè)在主控有顯示，當(dāng)磁力泵電流超出正常運(yùn)行電流的5%時(shí)報(bào)警。一旦發(fā)生報(bào)警，工藝人員應(yīng)迅速采取倒泵措施，防止事故擴(kuò)大。

6 結(jié)束語(yǔ)

J436A檢修完成交付使用后，我們注意監(jiān)測(cè)其入口和出口壓力、流量、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流、泵體振動(dòng)、噪音等，到目前一直運(yùn)行良好，為甲醇裝置的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了保證。