化工泵技术改造措施之议

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［摘要］文章结合南阳石蜡精细化工厂IH125-100-200化工泵在生产运行中出现的问题，分析产生设备故障的原因，提出实施技术改造的相关措施，并取得很好的效果。

［关键词］南阳石蜡精细化工厂泵轴轴承故障技术改造

一、问题的提出

南阳石蜡精细化工厂动力车间水处理装置三台IH125-100-200化工泵，自1993年底投入运行，运行中三台泵经常出现轴承压盖漏油、振动大、轴承损坏、主轴轴头断裂等故障。多次与制造厂家沟通，从设备安装、检修、操作等技术要求检测结果显示，都在质量标准内。后来由于又建了一套装置，该泵就没有连续运行，但故障也时有发生。2009年，厂技术扩能，为了满足生产需要，这三台泵担负整个水处理系统输送处理水的任务，由于该泵反复出现的故障使生产装置波动很大，厂机动部门、生产车间开始重视此问题，寻找对策。

二、原因及分析

由于该泵连续、反复出现这些故障，请油田设计院反复论证测算得出如下结论：（1）该装置工艺上有缺陷，制约泵的工况变化。（2）该泵轴的轴头和轴承承载的载荷接近该泵设计承载载荷的极限边缘。离心泵中的轴承可以支撑施加在叶轮上的液压负荷、叶轮和泵轴的质量以及联轴节和驱动系统产生的负荷。轴承也能将泵轴的轴向和径向偏差保持在叶轮和轴封所容许的范围内。在轴承试图将摩擦降到最低的同时，轴承经常承受着较高的轴向负荷、临界润滑、极高的运行温度和振动。如果这些因素不加以控制，就会产生功率损耗、热量过大、噪音和磨损，使轴承提前损坏。所有这些影响因素会显著地影响轴承的使用寿命和可靠性，从而又会影响泵的使用寿命和可靠性。所以，首先需要在轴承预期的改造运行环境情况下评估轴承(类型、结构和布局)。设计院建议对工艺上存在的缺陷进行改造或换泵保证装置和泵的安全稳定运行。对此，机动部门结合生产车间经过论证，认为工艺改造、换泵费用高，工作量大，同时也影响正常生产，针对出现的机械故障特征，成立攻关小组，尝试通过对泵的技术改造来提高泵的运行效率。

三、改造措施

（一）改进轴承结构

将该泵原设计安装在轴上的两套深沟球轴承，靠泵侧改为一套圆柱滚子轴承，电机侧为两套角接触球轴承，选用两种轴承组合排列方式以提高轴向、径向载荷或有较大轴向刚性时尤为适宜。角接触球轴承（成对背靠背安装）背靠背安装承受的荷载和承载力矩最大，轴向定位最好；轴承安装时，再在这对轴承轴上定位处切削一卡簧槽，装卡簧给轴承在轴上轴向定位。这样改变轴承结构的形式提高轴承的承载能力以适应泵对工艺、工况的要求。

（二）改造后的尺寸

因为轴头螺纹直径设计较细，导致设备运行时泵轴轴头承载力弱，经测算已接近强度极限，运行时若出现较大载荷，就会出现轴头断裂，故将原设计泵轴的轴套螺纹尺寸，由原来的M16×1.5mm改为M27×1.5mm以增加轴头的强度和刚度，使其能承受较大载荷。

（三）改造轴承箱内轴承定位位置

在不改变原轴承箱的长度、外径尺寸的情况下，在轴承箱内两端定位轴承的位置处各切削一个槽，装置卡簧，以定位轴承在轴承箱内轴向位置尺寸。在装配时，调整好轴承箱压盖与轴承间的轴向间隙，保证轴承的灵活性。

（四）轴承压盖改造

把轴承两端的压盖改为螺旋密封。因原轴承两端压盖为骨架橡胶密封，机泵长时间运行使骨架橡胶密封磨损、老化、失效，造成润滑油外流或冷却水进入轴承箱机油乳化，损坏轴承。

螺旋密封是利用螺旋力阻止润滑油外泄实现密封效果的。根据轴的旋向，螺旋密封可分为左旋和右旋，它同轴的配合间隙（直径间隙）一般控制在0.25～0.30mm范围内，这对使用润滑油的轴承来说，在轴承压盖上车削出螺旋式送油槽可有效防止油外流。但这时轴必须只按一个方向旋转，以把欲向外流失的润滑油借螺旋力输送回到轴承箱内。

（五）改变部分配件材质

把轴向固定轴套、叶轮的键，由普通材质提升为不锈钢材质，防止因键腐蚀造成的轴套、叶轮松动，而导致密封失效和振动。

（六）优化联轴器结构和性能

老式的胶圈式联轴器，胶圈容易老化、磨损，引起振动，故改造为法兰双膜片联轴器。因为膜片联轴器靠膜片的弹性变形来补偿所联轴的相对位移，是一种高性能的金属强元件挠性联轴器。双膜片联轴器可以同时曲向不同的方向，补偿偏心、缓蚀和吸收外来振动。膜片本身很薄，所以当相对位移载荷产生时，它很容易弯曲，可以承受1.5度的偏差，膜片具有很好的扭矩刚性，使用寿命长。联轴器找同心时把对中指标控制在0.05m内，以确保该泵工作的稳定性。

四、改造效果

通过以上几个方面的改进和实施，该项目于2010年2月完成第一台设备的改造内容，改造完成后，调试各部件参数和试用验收。在各项性能、技术参数达到标准和要求的前提下，交付车间立即投用。经过4个月运行，设备性能、机械耐用度等各项指标良好。于是又在2010年7月对其他2台同类型泵进行改造，运行7个月，只对1台更换过一次机械密封。总之没有再发生上述故障，设备运行平稳，安全可靠，完全符合工艺指标和满足装置生产的需要。改造取得了非常好的效果，达到预期的目的。