在線密度計(jì)撬磁力泵的故障及日常維護(hù)

徐浩

摘 要 磁力泵以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、密封性能好的特性越來(lái)越多地應(yīng)用于石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域。本文簡(jiǎn)要介紹了磁力泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，總結(jié)了磁力泵的一些常見(jiàn)故障及處理方法，深入地分析了蘇南管道運(yùn)行過(guò)程中遇到的磁力泵故障現(xiàn)象及其形成原因和解決方案，并就加強(qiáng)運(yùn)行管理和維護(hù)提出了一些措施和建議。

關(guān)鍵詞 磁力泵 隔離套 自冷卻回路 故障 維護(hù)

中國(guó)石化蘇南成品油管道密度檢測(cè)系統(tǒng)主要由帶溫度補(bǔ)償?shù)恼窆苁矫芏扔?jì)、一臺(tái)小功率磁力泵和兩個(gè)Y型過(guò)濾器組成。如果泵出現(xiàn)故障，密度計(jì)將無(wú)法對(duì)油品進(jìn)行采樣，從而影響混油監(jiān)測(cè)。本文將對(duì)在線密度計(jì)撬磁力泵的故障及日常維護(hù)進(jìn)行分析和研究。

一、磁力泵的結(jié)構(gòu)原理

結(jié)構(gòu)：

磁力泵由泵、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組成。關(guān)鍵部件磁力傳動(dòng)裝置由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)能穿透空氣隙和非磁性物質(zhì)，帶動(dòng)與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的無(wú)接觸傳遞，將動(dòng)密封轉(zhuǎn)化為靜密封。內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與電機(jī)軸通過(guò)鍵連接，內(nèi)裝有磁鋼；外磁轉(zhuǎn)子與泵軸通過(guò)鍵連接，外圓柱面裝有磁鋼。泵軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子被泵體、隔離套完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”的問(wèn)題，消除了煉油化工行業(yè)易燃、易爆、有毒、有害介質(zhì)通過(guò)泵密封泄漏的安全隱患，有力地保證了職工的身心健康和安全生產(chǎn)。[1]

二、常見(jiàn)故障

一是流量不足。產(chǎn)生原因：吸液管漏氣，底閥漏氣；進(jìn)液口堵塞；底閥入液深度不足；轉(zhuǎn)速太低；密封環(huán)或葉輪磨損過(guò)大；吸水高度超標(biāo)等。[2]

二是功率消耗過(guò)大。產(chǎn)生原因：轉(zhuǎn)速太高；主軸彎曲或泵主軸與電機(jī)主軸不同心或不平行；揚(yáng)程不合適；吸入固體雜質(zhì)或有堵塞物；電機(jī)滾珠軸承損壞等。

三是泵體劇烈振動(dòng)或產(chǎn)生噪音。產(chǎn)生原因：安裝不牢或安裝過(guò)高；電機(jī)滾珠軸承損壞；主軸彎曲或與電機(jī)主軸不同心、不平行；泵軸嚴(yán)重磨損；外磁鋼或內(nèi)磁鋼磁片損壞與隔離套接觸；密封環(huán)與葉輪碰磨；泵內(nèi)有異物；泵氣蝕；地腳螺栓松動(dòng)等。

四是傳動(dòng)軸或電機(jī)軸承過(guò)熱。產(chǎn)生原因：缺少潤(rùn)滑油或軸承破裂等。

五是不出水。產(chǎn)生原因：泵體和吸水管沒(méi)灌滿引水；動(dòng)水位低于濾水管；吸水管破裂；泵反轉(zhuǎn)；吸程太高；閥門(mén)沒(méi)有打開(kāi)；進(jìn)水管漏氣；電壓太高、啟動(dòng)時(shí)聯(lián)軸器打滑等。

六是漏液。產(chǎn)生原因：密封圈或密封墊損壞；密封螺栓松動(dòng)；密封罩損壞等。

七是揚(yáng)程過(guò)低。產(chǎn)生原因：流量過(guò)大；轉(zhuǎn)速太低；介質(zhì)內(nèi)帶有氣體；葉輪損壞；介質(zhì)密度大于設(shè)計(jì)密度；口環(huán)間隙過(guò)大；磁性體退磁等。

八是軸折斷或軸承損壞。產(chǎn)生原因：泵空轉(zhuǎn)，軸承干磨；泵內(nèi)有雜質(zhì)；內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子之間同軸度不夠等。

九是驅(qū)動(dòng)機(jī)電流偏大或偏小。產(chǎn)生原因：泵內(nèi)進(jìn)入雜物；物料黏度偏高；軸承損壞；系統(tǒng)管路堵等。

十是無(wú)法啟動(dòng)。產(chǎn)生原因：泵內(nèi)有異物；泵軸承內(nèi)雜質(zhì)聚集被卡??；內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子與密封罩摩擦；電氣故障等。

三、蘇南管道中磁力泵故障案例分析

蘇南成品油管道無(wú)錫站和江陰站在混油切割和越站時(shí)，均多次出現(xiàn)密度曲線反應(yīng)滯后和跳變的現(xiàn)象，經(jīng)分析是由于磁力泵故障導(dǎo)致混油頭無(wú)法進(jìn)入密度計(jì)傳感器引起的。解體后發(fā)現(xiàn)，介質(zhì)中鐵質(zhì)懸浮雜質(zhì)被磁力泵內(nèi)磁鋼吸附是導(dǎo)致泵內(nèi)磁鋼堵轉(zhuǎn)（葉輪無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)）的直接原因。

（一）設(shè)備情況及相關(guān)參數(shù)

第一，密度計(jì)撬集成商：南京賽默科技。

第二，密度計(jì)傳感器廠家：艾默生。

第三，進(jìn)口磁力泵：英國(guó)漢勝、揚(yáng)程13米、流量3m?/小時(shí)。配套電機(jī)：南陽(yáng)、1.5kw、1440轉(zhuǎn)/分。

第四，國(guó)產(chǎn)磁力泵：上?；ぱ芯吭?、揚(yáng)程15米、流量6m?/小時(shí)。配套電機(jī)：無(wú)錫電機(jī)廠、2.2kw、1440轉(zhuǎn)/分。

第五，過(guò)濾器目數(shù)：60目。

（二）解體檢修情況

第一，對(duì)無(wú)錫原配進(jìn)口泵解體后發(fā)現(xiàn)：a.電機(jī)正常；b.泵葉輪正常；c.內(nèi)磁缸冷卻進(jìn)出口正常，未有顆粒堵塞現(xiàn)象；d.內(nèi)磁缸與隔離套卡死（正常兩者間有間隙0.3毫米），無(wú)法用人力將內(nèi)磁缸取出，后采用吊拉方式將其拉出，結(jié)果發(fā)現(xiàn)內(nèi)磁鋼表面吸附大量鐵泥導(dǎo)致卡死；e.內(nèi)磁鋼由于卡死堵轉(zhuǎn)，介質(zhì)無(wú)法流動(dòng)，自冷卻功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致溫度升高，引起內(nèi)磁鋼磁力下降（溫度超過(guò)80℃磁鋼即開(kāi)始消磁），無(wú)法使用；f.外磁鋼正常。

第二，無(wú)錫第二臺(tái)進(jìn)口泵解體情況。磁力泵在切割第一個(gè)油頭的時(shí)候正常；切割第二個(gè)油頭時(shí)，發(fā)出異響并出現(xiàn)相同的故障。該泵解體后，發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)部情況與第一臺(tái)泵完全相同。

第三，無(wú)錫第三臺(tái)國(guó)產(chǎn)泵解體情況。為不影響生產(chǎn)，又更換了一臺(tái)國(guó)產(chǎn)泵，內(nèi)磁缸與隔離套間隙為0.6mm（比進(jìn)口泵大了0.3mm），發(fā)現(xiàn)在第一次切割混油結(jié)束時(shí)，聲音出現(xiàn)異?！，F(xiàn)場(chǎng)解體后發(fā)現(xiàn)內(nèi)磁缸與隔離套都是油泥，泵的軸承卡死。對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子和隔離套進(jìn)行了清洗，對(duì)卡死的軸承套更換后可以正常使用。在切割混油的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)聲音異常但能使用，停輸后再次解體發(fā)現(xiàn)內(nèi)磁缸與隔離套出現(xiàn)油泥，雖未完全堵死，但很難拔出。

第四，江陰密度計(jì)泵解體情況?，F(xiàn)場(chǎng)解體發(fā)現(xiàn)情況與無(wú)錫站第一臺(tái)進(jìn)口泵完全相同，也是內(nèi)磁缸與隔離套卡死。清洗后發(fā)現(xiàn)內(nèi)磁缸在溫度升高后已退磁，無(wú)法使用。

（三）故障原因分析

雜質(zhì)經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入磁力驅(qū)動(dòng)器內(nèi)，通過(guò)泵內(nèi)循環(huán)冷卻流道隨油品流經(jīng)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的間隙通道。這些雜質(zhì)中含有鐵銹粉末，在磁力作用下被吸附、黏著在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子表面，最終堵塞內(nèi)轉(zhuǎn)子與隔離套之間的間隙，使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套卡住，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，或雖能運(yùn)轉(zhuǎn)但摩擦產(chǎn)生大量熱量，加之內(nèi)循環(huán)冷卻系統(tǒng)流道被堵塞，熱量無(wú)法被油品帶走，磁力驅(qū)動(dòng)器溫度急劇上升，磁性逐漸消退，磁力密度計(jì)泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子滑脫，永磁體完全失去磁性。[3]電機(jī)空轉(zhuǎn)，磁力泵失效。

（四）處理辦法和使用效果分析

對(duì)已發(fā)生故障的磁力泵解體分析，查找出原因后，與廠家溝通，進(jìn)行了以下三條處理：

第一，對(duì)在線密度計(jì)撬泵前管道進(jìn)行改造，增加兩臺(tái)大容量過(guò)濾器，過(guò)濾器中加裝高磁性的磁力棒（磁力6000高斯），通過(guò)吸附介質(zhì)的鐵屑，減少雜質(zhì)進(jìn)入磁力泵。

第二，對(duì)每套密度計(jì)加裝流量計(jì)，觀察泵的流量是否正常。

第三，定期對(duì)各站的密度計(jì)磁力泵進(jìn)行維護(hù)，清洗內(nèi)磁缸與隔離套，視解體情況確定清洗周期。

使用高磁過(guò)濾器后，帶鐵屑的雜質(zhì)被吸附在磁力棒上，無(wú)法進(jìn)入磁力泵，每批次拆洗過(guò)濾器，保證了磁力泵的正常運(yùn)行。

四、管理與維護(hù)措施

一是減少磁力密度計(jì)泵的運(yùn)行時(shí)間?？蓪⒋帕Ρ玫拈_(kāi)啟時(shí)間定為油頭到站前15分鐘，關(guān)閉時(shí)間定為過(guò)站后5分鐘，從而達(dá)到減少磁力泵運(yùn)行時(shí)間的目的。

二是加強(qiáng)巡檢和運(yùn)行監(jiān)護(hù)。測(cè)量、記錄磁力泵出口流量計(jì)讀數(shù)和外殼溫度，如產(chǎn)生噪音，應(yīng)及早停泵并解體進(jìn)行清理檢修。

三是注意過(guò)濾器的清洗維護(hù)。定期清洗泵前過(guò)濾器，視過(guò)濾器拆洗情況確定清理周期。

四是加強(qiáng)人員培訓(xùn)。使員工了解磁力泵的運(yùn)行特點(diǎn)和監(jiān)控要點(diǎn)，并具備解體清理的能力。

五是定期清管。定期清管掃線，以減少成品油管道內(nèi)油泥、銹渣等雜質(zhì)對(duì)磁力泵內(nèi)循環(huán)自冷卻流道的影響，減小磁力泵被堵塞的概率。

五、結(jié)語(yǔ)

目前，國(guó)外磁力泵的使用總量達(dá)到泵使用總量的30%，在一定范圍內(nèi)有取代普通泵和其他無(wú)泄漏泵的趨勢(shì)。加強(qiáng)磁力泵的運(yùn)行管理與維護(hù)，可以避免故障的發(fā)生，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，具有極其深遠(yuǎn)的意義。

（作者單位為中國(guó)石化華東分公司揚(yáng)州輸油處）

參考文獻(xiàn)

[1] 趙克中.磁力驅(qū)動(dòng)技術(shù)與設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2] 趙洋，徐民，朱健，趙鵬，楊東輝.磁力泵在醋酸系統(tǒng)中的應(yīng)用及故障分析[J].石油和化工設(shè)備，2010（07）.

[3] 林巖.釹鐵硼永磁電機(jī)防高溫失磁技術(shù)的研究[D].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，2006.