PTA裝置立式高速泵故障分析及處理維護方法

王奇年

（烏魯木齊石化公司，新疆 烏魯木齊 830019）

PTA裝置使用的主要有LMV331、LML-311Z、LMV322Z立式高速泵，泵、增速箱、電動機三位一體安裝在底座上，電機與增速箱采用聯(lián)軸器連接。增速箱是兩級平行軸傳動，齒輪為直齒圓柱齒輪，低速軸承采用滾動軸承，高速軸采用滑動軸承。泵端結(jié)構(gòu)主要由誘導輪、葉輪、泵殼、泵蓋組成，在運行時，液體從葉輪中心進入葉輪，經(jīng)葉輪作用升高壓力，經(jīng)泵殼擴散管輸出泵外。

1 立式高速泵的故障原因及處理

1．1 管道堵塞或腐蝕造成泵出口流量不足

入口流量不足是立式高速泵在實際運行中最常見的故障之一。泵殼的密封效果會受到了多種因素的影響，空氣進入泵體，泵的泵送能力就會大大的降低。同時，由于輸送PTA漿料等易結(jié)晶物料，后造成管線局部堵塞，然后導致了泵流量不足。處理方法：可以通過對泵入口管的工藝進行調(diào)整，保證到設(shè)備管內(nèi)只有一種介質(zhì)，可以防止腐蝕、雜質(zhì)堵塞泵入口管線，延長其的使用壽命；泵進水管之前應(yīng)該安裝一套欄式過濾器，定期進行切換清洗，保證過濾效果，盡量的減少管道堵塞，確保高速泵正常運行。

1．2 主油泵損壞

在立式高速泵油的系統(tǒng)里，主油泵是一臺定量擺線齒輪泵，由齒輪箱的輸出直接驅(qū)動。損壞的主要原因是因為主油泵銷斷裂，因為主內(nèi)圈和外圈油泵可以分離，內(nèi)圈與輸出軸相連，外圈與齒輪箱鉸接。在主油泵的實際運行里，一旦外圈堵塞而不能轉(zhuǎn)動，內(nèi)圈和輸出軸一起轉(zhuǎn)動，兩者之間會產(chǎn)生相對的運動，改變到其的容積，形成了一個壓力傳遞。旋轉(zhuǎn)的錯誤，會導致了主油泵外圈將與油箱體分離。此時，如果啟動主泵，油泵會對銷軸產(chǎn)生了一個強烈的沖擊，造成了主泵的損壞，然后會造成漏油、泵軸及齒輪損壞等一系列的不良現(xiàn)象。處理方法：主要從加載階段改進油泵齒輪的定位銷，即將齒輪箱的平面定位銷重新組合成平臺式，然后平臺式上的定位銷會減小到油泵的受力和影響。

1．3 介質(zhì)機械密封壽命短

PTA裝置主要使用LMV型立式高速泵，一臺泵用兩套機械密封，介質(zhì)側(cè)的機械密封為部分平衡型，潤滑油端的機械密封為非平衡型。由于PTA漿料潤滑性差、易結(jié)晶，由于泵的操作條件不穩(wěn)定，致使介質(zhì)端機械密封處的壓力略有變化，由于泵的轉(zhuǎn)速較高，補償環(huán)達不到所需的追隨性，因此介質(zhì)壓力波動在谷值時易泄露、壓力波動在峰值時易產(chǎn)生干摩擦，由于摩擦狀態(tài)不穩(wěn)定，致使機械密封產(chǎn)生失效而泄漏。另外，沖洗水壓力、流量不足或沖洗水中含有雜質(zhì)，也是造成密封摩擦壽命短的原因，PTA裝置機泵機械密封水是由沖洗水系統(tǒng)統(tǒng)一供水，一旦其他機泵泄露介質(zhì)倒竄，就會污染沖洗水系統(tǒng)，密封水中含有細小的顆粒結(jié)晶物，在運行的過程里會對介質(zhì)的機械密封造成一個嚴重的破壞，容易發(fā)生泄漏的情況。處理方法：考慮操作壓力對端面比壓的影響作用，對機械密封平衡系數(shù)進行調(diào)整，從而保證端面比壓值在一個合理的范圍內(nèi)，這樣就可以保證端面摩擦狀態(tài)相對穩(wěn)定，受操作壓力變化的影響變小，提高了密封性能；在密封沖洗水進出管線設(shè)置流量計、壓力表，進水管線設(shè)置Y型過濾器，確保沖洗水流量、壓力正常，提高密封使用壽命；保持系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性，在裝置負荷調(diào)整、局部水洗時及時調(diào)整高速泵出口流量，保證機械密封在穩(wěn)定的工況下工作，大大的提高到機械密封的使用壽命，減少更換的次數(shù)。

1．4 齒輪箱振動大

依據(jù)PTA裝置LMV型立式高速泵的結(jié)構(gòu)，泵在運行的過程里可能會振動。原因有電機軸與變速箱輸入軸錯位、滾動軸承故障、轉(zhuǎn)動部件不穩(wěn)定以及齒輪的故障。泵的主要來源是安裝或維修的校直，在運行的過程里也會發(fā)生軸校直。在運行故障的分析中，觀察到了頻譜的特征：當軸平行錯位的時候，徑向振動主要由雙頻所產(chǎn)生的，并伴有多頻的振動，工頻軸向振動主要是由角度誤差引起的，伴隨著多頻的振動。在生產(chǎn)的實踐里，泵軸的偏斜往往是兩個偏斜的組合。預防的措施：可以增強到對維修質(zhì)量的控制，盡量的采用膜軸。

1．5 軸承的故障

滾動軸承的主要故障有：斷裂、磨損、疲勞剝落以及保持架損壞等。LMV型立式高速泵滾動軸承的運行主要發(fā)生疲勞剝落和腐蝕。滾動軸承的疲勞剝落引起軸的振動，對泵的運行造成了危害；軸承腐蝕會產(chǎn)生了噪聲，伴隨振動，加速滾道和滾道疲勞?；瑒虞S承的主要故障有：巴氏合金松脫或磨損、疲勞腐蝕、軸承殼體松動、軸承間隙不當?shù)?。滑動軸承結(jié)構(gòu)布置合理、油系統(tǒng)運行穩(wěn)定，在大修周期（1～2年）不會因滑動軸承的故障引起振動。然而，軸承的間隙過小會導致了巴氏合金過熱熔化，甚至抱軸。從變速器油溫的變化很難準確的進行判斷。異物進入滑動軸承的內(nèi)表面可能會導致了磨損。如果徑向軸承的間隙過小、潤滑不良會導致了巴氏合金層的熱粘著磨損甚至熔化。在齒輪箱裝配的過程里，如果輸出軸竄量太小，會引了止推塊的熱粘著磨損，巴氏合金會熔化或脫落。巴氏合金的磨損、熔化和脫落會增加滑動軸承的游隙。預防措施：增強到故障振動的分析，嚴格控制檢修質(zhì)量，按規(guī)定標準執(zhí)行軸、軸承的測量數(shù)據(jù)。

1．6 轉(zhuǎn)動件不平衡、軸彎曲轉(zhuǎn)動件不平衡

在運行過程中，只有葉輪和感應(yīng)輪受到介質(zhì)的侵蝕和沖刷，與介質(zhì)碰撞產(chǎn)生的不平衡。旋轉(zhuǎn)部件的不平衡主要引起旋轉(zhuǎn)頻率的徑向振動。有時，輸出軸和葉輪上的軸頸會腐蝕，造成不平衡振動。軸的原始曲率不會產(chǎn)生異常振動。由于齒輪軸強度高，泵結(jié)構(gòu)合理，在運行過程中輸入軸和輸出軸不會彎曲。在操作過程中輸出軸會因?qū)θ~輪或誘導輪的過度沖擊而彎曲。齒輪的失效模式有：齒面磨損、齒面接觸疲勞、彎曲疲勞、齒面斷裂和齒面腐蝕。如果齒輪嚙合有問題，很容易斷齒。齒面腐蝕主要是為了控制油中的含水量，而不是腐蝕環(huán)境。預防措施：加強檢驗質(zhì)量控制，嚴格數(shù)據(jù)監(jiān)測，注意油品分析，防止水分超標。此外，潤滑油系統(tǒng)的穩(wěn)定運行也是保證齒輪箱運行的重要因素。

2 立式高速泵的日常運行維護

2．1 齒輪箱油位的維護

立式高速泵在運行維護中的基礎(chǔ)工作是保證齒輪箱的正常油位，這直接關(guān)系到立式高速泵的運行質(zhì)量。作為設(shè)備管理人員和現(xiàn)場操作人員日常檢查的時候，尤其注意油箱油位是否高于油視窗的中心線，即I/2～2/3。發(fā)現(xiàn)油位低于油視窗紅線的時候，應(yīng)該要嚴格的執(zhí)行三級過濾，并且依據(jù)實際的情況向齒輪箱加油。但注意不要加太多油，否則會有很多油泡，不利于快速降溫。檢查的時候，除檢查泵的密封性外，還應(yīng)該充分注意到潤滑油的質(zhì)量，定期（每6個月）檢查潤滑油的質(zhì)量，依據(jù)潤滑油的不同粘度和工作條件來進行判斷，并更換濾油器，這樣才可以避免到損壞的齒輪箱和泵體油乳化。

2．2 潤滑油壓力和溫度的維護

立式高速泵的油壓一般為0.12～0.45MPa，為此，現(xiàn)場操作人員在日常維護和運行時可依據(jù)指標調(diào)整油壓，嚴格的按照操作規(guī)程，把油壓控制在正常范圍之內(nèi)。當油壓過高的時候，減壓閥處于泄壓的狀態(tài)，背壓安全閥使用周期長。油壓低是高速泵正常運行的潛在危險。此外，應(yīng)該嚴格的控制好潤滑油的油溫范圍（50～70℃）。如果油溫過低，會使?jié)櫥妥兂?，影響到油泵的正常工作。如果油溫過高，會稀釋油液，降低到潤滑油的粘度，使得油泵工作部位難以形成均勻的油膜。這不僅會影響油泵的使用壽命，而且因為軸瓦溫度的升高，造成齒輪箱的齒輪、軸承缺少潤滑而損壞。

2．3 油泵齒輪的維護

檢修人員每次檢修立式高速泵的時候，一定要仔細的檢查好齒輪間隙和嚙合面有無毛刺或劃傷。如有異常，立即修理或更換備件，避免影響到潤滑油壓力。每一次大修都要對油泵油管進行全面檢查，重新檢查運轉(zhuǎn)潤滑點和噴嘴，并根據(jù)實際情況進行清洗。要清理油管內(nèi)的污垢，保證到油管暢通。

2．4 輔助密封的維護

機械密封輔助沖洗水是保障密封運行的關(guān)鍵，現(xiàn)場操作人員在日常巡檢時控制密封沖洗水流量（250～350kg/h）、壓力(3.0MPa)正常，確保機械密封不會出現(xiàn)干摩擦損壞。

2．5 開停機嚴格執(zhí)行操作規(guī)程

開泵時要嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，盤車無卡澀、放盡泵體內(nèi)氣體等，停機后對泵體及進出口管線徹底沖洗，避免泵體或管線留有結(jié)晶物。

2．6 加強狀態(tài)監(jiān)測及分析

設(shè)備管理人員對高速泵的狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)收集，通過分析測振頻譜圖的，掌握齒輪軸與軸承的運行情況，提前發(fā)現(xiàn)故障，做到預知性檢修。

3 結(jié)語

在裝置日常運行中，要注意立式高速泵常見故障的處理，找出故障的原因和規(guī)律，對各種缺陷提出應(yīng)急處理的方案，以便盡早發(fā)現(xiàn)隱患，正確的處理。掌握日常維護技巧，積累維修經(jīng)驗，保證維修質(zhì)量，立式高速泵的良好使用，不僅取決于泵本身的性能，更重要的是日常的維護保養(yǎng)，良好的日常維護可以延長設(shè)備的使用壽命，使其以最佳狀態(tài)運行，發(fā)揮泵最高的性能，保證裝置的平穩(wěn)運行，取得好的經(jīng)濟效益。