張健
（吉（jí）林石（shí）化公司有機合成廠（chǎng）丁苯（běn）橡膠車間）
摘 要：屏蔽泵在實際應用中，由於受輸送介質、維（wéi）修和操作等因素的（de）影響，經常（cháng）會出現一些故（gù）障。對屏蔽泵運行中出（chū）現的易發（fā）故障進行（háng）分析，製定有效控製方（fāng）法。
關鍵（jiàn）詞：成型機；重錘；調速；平衡控製
一、屏蔽泵的結構原理與特點
屏蔽泵的電機和（hé）泵構成一個整體，定子（zǐ）的內表麵和轉子（zǐ）的（de）外表麵有非導磁性的耐（nài）腐蝕金屬薄板密封焊接，使定子繞組和轉子鐵芯與輸送液體完全隔開，不會受到輸送（sòng）液的浸蝕。另外，葉（yè）輪與轉子裝在一根軸上，由電機前後2個軸承支撐。整個轉子體浸沒在輸送液中，液部與外界沒有貫（guàn）通的轉動零部件，因而是一（yī）種（zhǒng）無泄（xiè）漏結構（圖1）。
圖1 屏蔽泵結構示意圖
1、屏（píng）蔽泵的優點
（1）輸送液體不（bú）會泄漏，適合於輸送對人體有害的（de）、強腐蝕性的、易燃易爆的、昂貴的、有放射性的液體。
（2）不會（huì）從（cóng）外界吸入空氣或其（qí）他東西，適合於真空係統的（de）運行和一接觸（chù）外界空氣就變質的場合。不需要注入潤滑液（yè）和密封液，既省（shěng）去了（le）注油的麻煩（fán），也不會汙染輸送液（yè）。
（3）適合輸（shū）送高溫、高壓、超低溫、高熔點液體，這是有軸密封的泵難以輸送（sòng）的。
（4）電機與泵一體，采用積木式結構，非常（cháng）緊湊，所以體積小、重量輕、占（zhàn）地麵積小，在安裝方麵無須熟練（liàn）技術。因無冷卻電機風扇，所以運轉聲音很小。主要維護隻是更換軸承，運行成（chéng）本低。
2、屏（píng）蔽泵（bèng）的缺點（diǎn）
（1）由於屏蔽泵采用滑動軸承，且用被輸送的介質來潤滑，故潤滑性差的（de）介質（zhì）不宜采（cǎi）用屏蔽泵輸送。一般（bān）適合（hé）屏蔽（bì）泵輸送的（de）介質的黏度為0.1～20mPa•s。
（2）屏蔽泵的效（xiào）率通常低（dī）於（yú）單端麵機械密封離心泵，而與雙（shuāng）端麵機械密封離心泵大致相當（dāng）。
（3）長時間在小流量情況（kuàng）下運轉，屏蔽泵效率較低，會導致發熱使液體蒸發而造成泵（bèng）幹轉，從而損壞滑動軸承。
二、屏蔽泵使（shǐ）用（yòng）中（zhōng）存在的問題
丁苯橡膠車間所用屏（píng）蔽泵，主要輸送丁二烯。丁二烯（xī）為具有（yǒu）微弱芳香氣味的無色氣體（tǐ），易液化。沸（fèi）點（diǎn）-4.41℃，相對密（mì）度0.6211（20/4℃），凝固（gù）點-108.91℃，閃點＜-6℃，折射率nD（-25℃）1.4292。臨（lín）界溫度152℃，臨界壓力4326.58kPa，臨界密度0.245g/cm3。屏蔽泵2008～2012年共出現故障18次，更換石墨軸承24個、葉（yè）輪（lún）1件，轉子軸2根，更換軸承監視器12個，其他部件損壞較（jiào）少。
（1）泵振動（振動值（zhí）＞6.5mm/s）增加（jiā）後，後（hòu）端軸承部位有異響，軸承監視器指（zhǐ）針到紅區。拆檢機泵，發（fā）現後端石墨軸承磨損（sǔn）嚴重，摩擦麵上有較深的（de）溝（gōu）痕，軸套和止推盤（pán）有不同程度的磨損。
（2）泵過載跳閘，軸承監測器指（zhǐ）向紅色報警。拆檢發（fā）現前（qián）、後石墨軸承有不（bú）同程度（dù）的破碎。
（3）泵（bèng）體振動劇（jù）烈，出口壓力波動較大，入口管線有雜音，調整出口閥門開（kāi）度後稍（shāo）有緩和，工作狀況介質溫（wēn）度稍高，出口壓力不穩定。觀察（chá）運行兩天後，軸承監測器指向紅區報警，拆檢發（fā）現屏蔽泵前後石墨軸承有不同程度的破裂，止推盤（pán）有磨損，表麵因過熱變藍。
（4 ）2010年7月丁二烯輸送泵P-102A切換後發現泵體溫度36℃，遠遠高出（chū）物料溫（wēn）度19℃，拆檢發現轉動零部件均正（zhèng）常，處理平衡管時發現管內存有丁（dīng）二（èr）烯聚合物（wù），反向平衡管基本堵（dǔ）塞。疏通後試泵，運行（háng）正常。
（5 ）操（cāo）作失誤，操作條件不符合屏（píng）蔽（bì）泵的運行條件，造成屏蔽泵軸（zhóu）承失（shī）效。一次丁苯橡膠車間停車檢（jiǎn）修後開車時，丁二烯混合（hé）輸送泵P-101A發生氣蝕現象。開車時，P-101A泵出口壓力0.45MPa，沒有流（liú）量，泵頭以及管線有雜音，明顯（xiǎn）氣（qì）蝕現象。停泵進行排氣操作，點車啟泵，但還是發（fā）生氣（qì）蝕現（xiàn）象。檢查（chá）丁二烯儲存罐液位及壓力，400m3球罐液位為21%，壓力0.19MPa，判斷為球罐液位和壓力低，造成（chéng）丁二烯物料汽化。進行倒料操作，使球罐液（yè）位升（shēng）高，當液位為35%，壓力0.28MPa時啟泵，出（chū）口壓力為0.8MPa，流量達到12.9m3/h，滿足生產需要。屏蔽泵（bèng）氣蝕原因是泵入口壓力低，造成丁二烯沒有進泵時就氣化了。
另一次P-101A泵振動大，軸承（chéng）監（jiān）視器指（zhǐ）針到紅區（qū），對該泵拆檢，發現石墨軸承損壞，同時在屏蔽泵尾部軸承與軸（zhóu）承監視器（qì）間發現長20mm螺栓一個（gè），螺栓已經磨圓，判（pàn）斷軸（zhóu）承損壞是因（yīn）泵掉入螺栓，顯然是（shì）檢修（xiū）期間丁二烯儲罐沒有清理幹淨，造成泵吸入雜物，使屏蔽泵軸承（chéng）損壞（huài）。從泵的失效形式可以（yǐ）看出，屏蔽泵故障主要是石墨軸承（chéng）的損壞，轉子軸和葉輪的（de）損壞也大多是因為石墨軸承的損壞引起的，而石墨軸承損壞的（de）主要形式為磨（mó）損和破（pò）裂。
三、石墨（mò）軸承失效原因分析
1、磨損損壞
磨損破壞的軸承有12個，引起（qǐ）磨損（sǔn）破壞的主要原因是磨料磨損和（hé）腐蝕磨損（sǔn）。通（tōng）過（guò）對工藝（yì）流程檢查分析，磨料來自工作（zuò）介質，主要由兩部分組成，一是丁二烯（xī）儲存罐的材料為（wéi）16MnR，介質（zhì）已經運行30年，腐蝕老化（huà）嚴重，產生大量鐵鏽，並隨工作介質進入機泵（bèng）。二是由於回（huí）收丁二烯中帶有堿（jiǎn）顆粒以及部分TBC阻聚劑顆粒，這些小顆粒隨丁二烯（xī）進入泵體（tǐ）以及石（shí）墨軸承引起摩擦麵表麵擦傷，嚴重者（zhě）出現條痕和溝槽，產生的新磨屑殘留在（zài）摩擦麵上，形成新磨料，使磨損情況（kuàng）加劇（jù），Z後（hòu）導致石墨軸承的摩擦（cā）麵磨損失效。
另外，由於丁二烯中帶有部分（fèn）堿，可以溶（róng）解和腐蝕石墨中浸漬的樹（shù）脂。浸漬（zì）樹脂從石墨中解析出來，影響了石墨軸（zhóu）承摩（mó）擦表麵的致密度，軸承耐（nài）磨性降低（dī）。針對丁二烯物料中含有堿以及TBC阻聚（jù）劑的（de）問題，應該（gāi）考慮浸潤巴氏合金的石墨軸承，以提高耐腐蝕性和耐磨性。
2、破裂損壞
破碎損壞的軸承有4個，這種（zhǒng）損壞主要是軸承受熱後再急劇降溫所致。屏蔽泵（bèng）的冷卻和潤滑是用泵（bèng）出口的（de）介（jiè）質，壓力（lì）為0.8MPa，通過循環液管從前石墨軸承的尾部（bù）進入前端石墨軸承座腔（qiāng），再從（cóng）前端軸承的內（nèi）表麵螺旋線槽進入軸承潤滑麵，形成潤（rùn）滑流動液膜，並帶走軸承產生的熱量。從前端軸承推力端麵（miàn）的螺旋槽流出後，再順（shùn）著定子和轉子之間微小的間隙（xì）到達後端軸承，從後（hòu）端軸承推力端麵的螺（luó）旋槽（cáo）進（jìn）入後軸承內表麵的螺旋槽，Z後從後部的循環液出口返回葉輪吸入口，形成泵的整個潤滑冷卻循環。
在運（yùn）行中如果丁二（èr）烯液位及儲罐內壓力低，會導致泵入口壓力（lì）低，工作介（jiè）質丁（dīng）二烯就在泵的吸入口負壓區汽化，形成氣液混合物，使（shǐ）泵內部呈半抽空或者抽空狀態，使得石墨軸承得不（bú）到很好的潤滑和冷卻，一方（fāng）麵（miàn）軸承與軸套、軸承與止推墊片之間的流動液膜遭到破壞。另一方麵，軸承產生的熱量帶不走（zǒu），石墨軸承的溫度快速升（shēng）高，使得（dé）石墨軸承的韌性大大降低，並且泵（bèng）氣蝕後，運轉噪聲和振動增大並產生（shēng）水擊現象（xiàng），引起（qǐ）石（shí）墨軸承載荷周期性變化。石墨（mò）軸承在邊（biān）界摩擦和（hé）周期性衝擊載荷兩方麵的（de）作用下（xià），轉（zhuǎn）子軸隨之前後竄動，Z終導致（zhì）石墨軸（zhóu）承表麵破壞。
3、炸裂損壞
這種損壞的軸承有4個，損壞原因多是（shì）因泵抽空或（huò）回（huí）液管堵塞時，由於丁二烯比較容易自聚，產生的自聚物堵塞泵入口過濾器以及泵（bèng）反衝洗管線（xiàn），機泵不能通過物料的自（zì）身循（xún）環冷卻轉子軸和石（shí）墨軸承等轉動件，使摩擦表麵在無潤滑（huá）、無冷卻的幹摩擦狀況下運行，導致軸承摩擦表麵溫度急劇（jù）升高、膨脹變形，一旦遇到（dào）恢複較冷的循環液體時，高溫表麵受到冷卻，快速收縮，導致石墨軸承（chéng）內外收縮速度不同，引起石墨（mò）軸承表麵開裂，形成（chéng）如同炸裂的徑向裂紋，此（cǐ）時的表麵極易脫落。造（zào）成泵抽空，一是因管線堵塞，泵入口過濾器堵塞或氣阻，二（èr）是（shì）人為誤操作所致。
四、改進措施
（1）為防止顆粒（lì）雜質（zhì）進入（rù）機（jī）泵，將（jiāng）泵入口管道過（guò）濾器的濾網改為100目的過濾網，並對（duì）過濾（lǜ）器每個月清洗、檢查一次。
（2）每三個月對屏蔽泵的循環冷卻管進行檢查、拆（chāi）檢、清（qīng）洗一次，保證對軸承（chéng）的潤滑（huá）冷卻及電（diàn）機的冷卻，每季度對泵（bèng）體電機循環水係統拆清一次，處理堵塞部位，保證有足夠的冷量對泵體冷卻。
（3）製定嚴格的丁二烯屏蔽泵操作規程，加強巡（xún）檢，強化操作培訓，加（jiā）大考核力度。嚴格按（àn）照（zhào）機泵的操（cāo）作規程操作。啟動前要詳細檢查屏蔽泵出入口狀（zhuàng）態，排淨泵腔內的氣體，使泵內充滿（mǎn）液體。運行中（zhōng）嚴格控製丁二烯（xī）儲罐（guàn）內液位，應＞35%，防止工作介質中的丁二烯汽化。嚴禁機泵抽（chōu）空，杜絕在任何情況下機泵的空運轉。
五、結論
通過對（duì）丁二烯屏蔽泵使（shǐ）用過程中（zhōng）遇到的一些（xiē）問（wèn）題（tí），如（rú）泵過熱、異常振動、氣蝕等進行分（fèn）析（xī），在使用及維護（hù）中采取相（xiàng）應措施，如（rú）定期清（qīng）洗泵入口過濾器、疏通反向循環（huán）管、疏通（tōng）泵體冷（lěng）卻水管線、加強巡檢、加強檢修質量管理等，問題基本得到解決，現在丁二烯屏蔽泵運行周期為1.8年（nián）。
來源：《設備管理與維修》2013年01期
