容積式隔膜泵氮?dú)饩彌_器隔膜非正常破裂原因分析

李之學(xué)

（山東南山東海氧化鋁有限公司，山東 龍口 265706）

隔膜泵是氧化鋁生產(chǎn)溶出工序的核心設(shè)備直接影響到生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，隔膜泵的緩沖器多采用預(yù)填充氮?dú)獾母裟な骄彌_器，這種緩沖器因?yàn)橛邢鹉z隔膜的密封具有體積小、緩沖效果好的特點(diǎn)，在同類(lèi)型泵中具有廣泛的應(yīng)用，但橡膠隔膜的使用壽命通常較短而導(dǎo)致隔膜壽命縮短而破裂的因素又有很多，給設(shè)備的正常運(yùn)行造成一定的被動(dòng)，因此要確保設(shè)備正常運(yùn)行就必須通過(guò)不斷的總結(jié)分析原因，并有針對(duì)性的采取措施以確保設(shè)備和生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 氮?dú)饩彌_器工作原理

氮?dú)饩彌_器是一個(gè)承壓容器，在緩沖器內(nèi)部安裝有橡膠隔膜，橡膠隔膜填充氮?dú)鈱⑷萜鞣譃榈獨(dú)饪臻g和輸送介質(zhì)的空間如圖1，泵輸送的液體實(shí)際是不可壓縮的，因此容積泵的周期性輸送礦漿會(huì)在管路里產(chǎn)生有較大危害的脈動(dòng)沖擊。氮?dú)饩彌_器是利用氣體的波義爾原理通過(guò)氣體體積與壓力的變動(dòng)，氣體被壓縮壓力下降時(shí)，壓縮氣體膨脹，進(jìn)而將氮?dú)饩彌_器內(nèi)的液體壓入管路。通過(guò)這種方式達(dá)到吸收脈動(dòng)沖擊減緩管路振動(dòng)，降低噪聲，保護(hù)容積泵，提高管路的安全性。

圖1 氮?dú)饩彌_器

圖2 非正常損壞橡膠隔膜

2 氮?dú)饩彌_器使用情況介紹

氧化鋁公司溶出車(chē)間管道化機(jī)組使用了9臺(tái)荷蘭威爾公司的TZPM-2000型隔膜泵4臺(tái)低壓泵每臺(tái)泵出口安裝各一個(gè)氮?dú)饩彌_器，5臺(tái)高壓泵每臺(tái)泵出口串聯(lián)安裝2個(gè)氮?dú)饩彌_器，根據(jù)正常的使用壽命要求需要每年更換氮?dú)饩彌_器中的橡膠隔膜，但由于生產(chǎn)和操作中的原因仍然會(huì)有部分橡膠隔膜無(wú)法達(dá)到使用的壽命，給生產(chǎn)造成被動(dòng)同時(shí)也導(dǎo)致設(shè)備的維修費(fèi)用和故障率居高不下。

3 導(dǎo)致橡膠隔膜損壞的常見(jiàn)原因

（1）氮?dú)馓畛鋲毫Σ缓线m。氮?dú)饩彌_器在工作之前需填充一定壓力和數(shù)量的氮?dú)?，氮?dú)獾奶畛鋲毫Σo(wú)固定值，在運(yùn)行壓力穩(wěn)定的時(shí)候按照運(yùn)行壓力的60%填充，只要填充壓力不低于運(yùn)行壓力的30%不高于運(yùn)行壓力的80%即可，而非正常損壞的橡膠隔膜中主要是底部破裂如圖2這種橡膠隔膜底部硫化板脫落或底部橡膠因氮?dú)饩彌_器“擊底”造成的泄露，主要原因是因?yàn)榈獨(dú)饩彌_器的工作壓力高于了運(yùn)行壓力的80%造成的，當(dāng)?shù)獨(dú)饩彌_器的壓力較高時(shí)會(huì)導(dǎo)致橡膠隔膜在運(yùn)行中沖擊氮?dú)饩彌_器的底部造成橡膠隔膜的頻繁沖擊損壞，而造成氮?dú)饩彌_器壓力高的原因既與填充壓力不合適有關(guān)也與隔膜泵的進(jìn)料不足造成出口壓力不穩(wěn)定有關(guān)，當(dāng)隔膜泵出口壓力運(yùn)行不穩(wěn)定的情況下按照30%填充氮?dú)饪捎行Ь徑庀鹉z隔膜對(duì)緩沖器底部的沖擊，同時(shí)要盡快查明造成壓力不穩(wěn)定的原因。

（2）進(jìn)料壓力過(guò)低進(jìn)料量不足。容積泵具有較高的出口壓力，但對(duì)礦漿的抽吸能力卻很差，正常的運(yùn)行情況下需要通過(guò)供料槽內(nèi)的高液位自壓保持隔膜泵的穩(wěn)定供料，根據(jù)隔膜泵輸送的礦漿的密度理論計(jì)算結(jié)果隔膜泵的供料槽液位需要保持在10m以上。

但是管道內(nèi)的結(jié)疤、進(jìn)料管道的長(zhǎng)短、進(jìn)料管道上采用的閥門(mén)以及彎頭、三通等都會(huì)影響到隔膜泵的進(jìn)料，而且一臺(tái)供料槽會(huì)向多臺(tái)泵供料，多數(shù)情況下進(jìn)口管道和閥門(mén)的安裝位置也會(huì)產(chǎn)生相互影響，隔膜泵的進(jìn)口閥門(mén)因?yàn)槭┕ず图胁僮鞯脑驎?huì)并列安裝在同一水平位置，這樣當(dāng)輸送的流量較高時(shí)并排的閥門(mén)進(jìn)料無(wú)可避免產(chǎn)生相互影響而導(dǎo)致隔膜泵的進(jìn)料不足從而影響其穩(wěn)定運(yùn)行造成出口壓力的波動(dòng)，這種情況下需要盡快對(duì)隔膜泵的進(jìn)口管道進(jìn)行清理，減少穩(wěn)定進(jìn)料的不良影響并盡可能的提高供料槽的液位以提高供料壓力。

（3）進(jìn)料補(bǔ)償器緩沖量不足。進(jìn)料補(bǔ)償器時(shí)隔膜泵供料槽到隔膜泵進(jìn)口之前的一個(gè)小容積的儲(chǔ)罐，起到保持隔膜泵平緩、穩(wěn)定供料的作用，氧化鋁公司的高壓泵進(jìn)料補(bǔ)償器容積是1.8m3低壓泵的進(jìn)料補(bǔ)償器容積只有0.8m3，低壓泵的進(jìn)料緩沖器容積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高壓泵的進(jìn)料補(bǔ)償器容積，相同的情況下進(jìn)料補(bǔ)償器容積大能夠?yàn)楦裟け玫倪M(jìn)料提供更多的緩沖量，通過(guò)實(shí)際的運(yùn)行觀察，當(dāng)隔膜泵供料處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)采用大容積補(bǔ)償器的隔膜泵有更好的緩沖補(bǔ)償效果。

（4）管道內(nèi)的積料及淤塞清理不徹底。隔膜泵的進(jìn)料管道要保持定期的檢查清理，對(duì)于輸送容易結(jié)晶或結(jié)疤介質(zhì)的隔膜泵而言，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移如果不定期清理管道內(nèi)淤積的料漿或結(jié)疤會(huì)對(duì)管道的輸送能力產(chǎn)生非常大的影響，由于工藝原因限制這些管道的清理要么采用人工清理要么利用高壓水沖洗清理但是無(wú)論是人工還是高壓水清理都難免有清理不到的死角，所有即便是大部分管道內(nèi)的積料被清洗干凈，短時(shí)間內(nèi)仍可保持當(dāng)時(shí)的進(jìn)料量，但是未能清洗干凈的部位極易形成“瓶頸”從而再次影響進(jìn)料穩(wěn)定性。

（5）備件的質(zhì)量問(wèn)題。由于橡膠制品本身存在老化過(guò)程，因此備件的質(zhì)量問(wèn)題包括兩個(gè)方面一是生產(chǎn)出來(lái)的橡膠隔膜的性能達(dá)不到使用的技術(shù)要求，另一方面是由于備件存放周期較長(zhǎng)導(dǎo)致的橡膠老化而難以達(dá)到使用技術(shù)要求，要落實(shí)備件質(zhì)量方面的問(wèn)題首先要確定好備件的生產(chǎn)日期以及倉(cāng)儲(chǔ)條件是否能夠達(dá)到要求，避免因存儲(chǔ)周期過(guò)長(zhǎng)存儲(chǔ)條件不善而導(dǎo)致橡膠老化而失效。

4 處理措施

綜上所述造成氮?dú)饩彌_器隔膜破裂的因素除隔膜的質(zhì)量問(wèn)題以外幾乎全部與隔膜泵的進(jìn)料穩(wěn)定性有關(guān)，因此要確保氮?dú)饩彌_器橡膠隔膜的使用壽命的重點(diǎn)在于穩(wěn)定進(jìn)料量，利用檢修時(shí)間對(duì)進(jìn)料到補(bǔ)償器的管道徹底檢修，確保沒(méi)有結(jié)疤，保證暢通，必要時(shí)加大供料槽到隔膜泵閥門(mén)的管道直徑，確保隔膜泵充足進(jìn)料。

5 結(jié)語(yǔ)

隔膜泵發(fā)展至今已經(jīng)有幾十年的歷史了，技術(shù)性能及成熟性處于穩(wěn)定期，改進(jìn)提高主要集中在局部細(xì)節(jié)問(wèn)題上對(duì)實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)不斷進(jìn)行細(xì)節(jié)的優(yōu)化提升。