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BB5型泵盤(pán)車(chē)卡澀問(wèn)題研究

來(lái)源:泵友圈

文| 崔鐘續 王志輝 胡壯 薛景天 楊洋 譚光寧 中化泉州石化有限公司

摘要:隨著(zhù)社會(huì )發(fā)展,各行業(yè)對大流量貌砖、高揚程的需求增加瞄虱,BB5型泵的應用越來(lái)越多。一般情況多級泵運行較為穩定,日常故障多為機械密封泄漏、軸承損壞某弦、振動(dòng)大等,對于高溫泵或者低溫泵有時(shí)候會(huì )有盤(pán)車(chē)卡澀的情況,針對某現場(chǎng)常溫多級泵運行時(shí)正常,停泵后盤(pán)車(chē)多次卡死故障進(jìn)行深入分析,從口環(huán)設計間隙鸭荡、口環(huán)材料硬度對比制造標準、制造廠(chǎng)裝配各項數據、檢修各項數據對比規范標準、工藝系統中是否存在雜質(zhì)等方面查找原因永品,擴大解決思路,最終成功解決問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:BB5型泵;盤(pán)車(chē);卡澀;

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引言

在多級泵發(fā)明之前,19世紀是活塞泵的發(fā)展高潮時(shí)期呻纹,隨著(zhù)人們對泵出口流量的劇增烈耗,20世紀20年代扫外,低轉速枫甲、流量低的活塞泵逐漸被高速的離心泵和回轉泵代替缚进。20世紀初,人們解決了轉子潤滑和密封等問(wèn)題后局冰,1851年至1875年帶有導葉的多級泵相繼被發(fā)明恃栽,使發(fā)展高揚程離心泵成為可能锉上。

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故障情況介紹

某裝置無(wú)烯烴異丁烷泵P4142A/B制造廠(chǎng)家為蘇爾壽感相,泵結構形式為臥式布置徑向剖分多級高壓筒型泵。結構參見(jiàn),如圖1。

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圖1 泵結構示意圖

泵共計11級葉輪苔谱,葉輪背靠背式布置(5+6)。介質(zhì)為異丁烷政斥,操作溫度35℃,出口壓力5.77MPa,流量為59.58m3/h,啟動(dòng)條件為出口閥全開(kāi)自啟動(dòng)炎滞。

該泵2020年7月投用正常碧信,振動(dòng)值較小碍葬,水平/垂直振動(dòng)為0.8mm/s和0.5mm/s,兩側數據相似。

2021年正常切換三次,每周盤(pán)車(chē)兩次,未發(fā)現異常。

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故障經(jīng)過(guò)及處理過(guò)程

2021年大檢修前正常停泵,檢修期間定期盤(pán)車(chē)時(shí)發(fā)現P4142B盤(pán)車(chē)卡澀,使用盤(pán)車(chē)器也無(wú)法盤(pán)動(dòng)。隨即拆檢吃会,發(fā)現中間軸套金屬拉毛凸起,如圖2膊台、3粉铐。

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圖2 中間軸套、襯套位置

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圖3 中間軸套凸起

使用激光熔覆果绰,表面硬度由30 HRC提高至45HRC,修復后徑向跳動(dòng)數據最大0.02mm,中間軸套告嘲、襯套間隙0.29mm,葉輪口環(huán)間隙0.43-0.55mm,轉子總竄量6.9mm,止推間隙0.08mm。檢查入口濾網(wǎng)颊咬、入口管道情況,未發(fā)現問(wèn)題。

回裝投用泵振動(dòng)為1.1mm/s和0.6mm/s,兩側數據相似赘湾。

之后在2月8日窒辖,3月8日,P4142B都為運轉時(shí)振動(dòng)正常,而停泵后再次出現無(wú)法盤(pán)車(chē)情況笋窍。磨損情況也都為中間軸套名致、襯套磨損阐筹,卡澀,如圖4、5。

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圖4 中間軸套磨損

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圖5 中間襯套磨損

3月8日檢修后根據中間軸套損壞程度弦烙,決定更換新采購配件,并要求廠(chǎng)家增加配件硬度。檢修后設備運行正常。7月15日正常停泵后盤(pán)車(chē)再次卡澀,拆檢發(fā)現中間軸套、襯套輕微磨痕,一級葉輪口環(huán)處拉毛凸起,確認引起盤(pán)車(chē)卡死的主要原因崩绑,如圖6。

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圖6 一級葉輪口環(huán)磨損

更換葉輪口環(huán)并新調整軸承箱位置缝漠,調整同軸度偏差小于0.04mm。維修后啟動(dòng)振動(dòng)水平、垂直3.5 mm/s和0.9mm/s(DE),2.9 mm/s和0.8mm/s(NDE)。通過(guò)頻譜分析為1倍頻成分唬版,大概率是轉子不平衡[1]所致,由于本次更換口環(huán),疫情期間轉子無(wú)法外送做動(dòng)平衡。

8月15日渊输,P4142A停車(chē)后盤(pán)車(chē),出現無(wú)法盤(pán)車(chē)情況狈究,停泵拆檢發(fā)現中間軸套、襯套但荤、平衡鼓、7級和10級口環(huán)磨損详嗜,如圖7、8。

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圖7 10級本體口環(huán)磨損

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圖8 10級葉輪口環(huán)磨損

P4142A檢修更換中間軸套、襯套槐纵,由于口環(huán)磨損較小石景,不會(huì )對軸向力影響過(guò)大[2-4]脏诈。未大面積拉毛凸起,打磨后回裝,未更換口環(huán)。測量軸跳動(dòng)朴魁、葉輪跳動(dòng)、調整軸承箱位置,檢查入口過(guò)濾器辑显、檢查泵出入口管線(xiàn)應力[5]淋袖、調整管線(xiàn)支撐,確認數據合格后回裝唐矿。

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原因分析

前兩次故障原因為中間軸套票玲、襯套磨損[6-9],從測量軸跳動(dòng)情況來(lái)看侠洋,軸未見(jiàn)彎曲,其他葉輪口環(huán)未見(jiàn)磨損窃这,分析可能原因:

3.1 介質(zhì)臟:異物進(jìn)入軸套在間隙較小位置沉積,盤(pán)車(chē)致使硬物將中間軸套、襯套位置金屬拉毛凸起携冤。檢查入口過(guò)濾器較干凈,濾網(wǎng)為40目,對于造成中間軸套、襯套卡澀粒徑應在0.1mm左右,泵入口濾網(wǎng)無(wú)法過(guò)濾該尺寸雜質(zhì)。

3.2 口環(huán)等材質(zhì)軟:中間軸套、襯套金屬材質(zhì)為泵殼材質(zhì)A743 CA6NM润绵,葉輪口環(huán)材質(zhì)A743 CA40,表面淬火處理,從損壞現象分析,該材質(zhì)偏軟慢络,異物進(jìn)入后引起金屬凸起并黏合,導致無(wú)法盤(pán)車(chē)励己。按照API 610要求,口環(huán)耐磨表面應當具有至少50布氏硬度差秉全,除非兩種耐磨環(huán)表面硬度都超過(guò)400HB[10]。

3.3 軸跳動(dòng)測量數據如下:如圖9闽晦,表1(標準≤0.025mm)

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圖9 測量軸跳動(dòng)位置示意圖

表1 軸跳動(dòng)值

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3.4 葉輪口環(huán)跳動(dòng)數據,跳動(dòng)數據可以看出軸是否彎曲變形码杆。測量數據如表2(標準≤0.05mm)

表2 葉輪口環(huán)跳動(dòng)值

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3.5 葉輪口環(huán)間隙,口環(huán)間隙過(guò)大影響泵效率[11-14],過(guò)小易造成動(dòng)靜摩擦锚扎。測量數據如表3

表3 葉輪口環(huán)間隙值

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3.6 泵出入口管線(xiàn)應力:

泵出入口管線(xiàn)應力會(huì )影響泵的運行,經(jīng)過(guò)現場(chǎng)檢查發(fā)現出口管線(xiàn)錯口1.2mm,重新焊接出入口管線(xiàn)確保錯口小于0.5mm捌义,角位移小于0.2mm。

3.7 泵初始定中問(wèn)題:

泵兩側軸承箱在對角有兩個(gè)定位銷(xiāo)硬膜,如果初始定位不準將會(huì )導致轉子與定子同軸度出現偏差件冷,嚴重會(huì )造成間隙小的位置磨損。

通過(guò)檢測泵轉子與密封腔同軸度,發(fā)現偏差較大,非驅動(dòng)偏差0.1mm,調整后數據如圖10。

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圖10 轉子定中數據

3.8 軸撓度

該泵軸長(cháng)2270.1mm,軸承位置直徑60mm,跨度較大,軸存在一定撓度敛椭,撓度可以通過(guò)公式計算或者實(shí)際測量,但實(shí)際需了解制造廠(chǎng)在制作擴壓器時(shí)是否考慮轉子撓度問(wèn)題。根據情況適當調整轉子相對位置。

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原因進(jìn)一步思考

幾次故障現象為運轉時(shí)未發(fā)現問(wèn)題,停泵后盤(pán)車(chē)卡死,從現象分析造成盤(pán)車(chē)卡死的主要原因是中間軸套寨脖、襯套谓厘、口環(huán)材料磨損凸起,造成這樣現象原因為動(dòng)靜零件摩擦,中間軸套、襯套間隙在0.28-0.32mm(直徑),泵投用時(shí)間約2年,運行穩定,近半年造成動(dòng)靜磨損中間一定有誘因,通過(guò)擴大排查范圍,該泵入口罐前有精制器過(guò)濾器,過(guò)濾精度為2μm,考慮過(guò)濾器是否存在問(wèn)題。

通過(guò)工藝專(zhuān)業(yè)配合鸽唾,精制器過(guò)濾器打開(kāi)后發(fā)現精制器濾芯傾倒狞吏,部分濾芯短路,且在濾芯出口側發(fā)現金屬鐵銹及沙粒叽盾,應該是造成卡澀的主要原因,如圖11。

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圖11 過(guò)濾器出口雜質(zhì)

對于口環(huán)磨損時(shí)機有兩種推測:(1)泵運轉時(shí)磨損。(2)停泵后盤(pán)車(chē)磨損。根據深入分析認為停泵后盤(pán)車(chē)磨損可能更大,原因有:

1)泵運轉時(shí),電機扭矩較大,如果發(fā)生摩擦喊衅,所產(chǎn)生的熱量較大,對于此類(lèi)金屬材質(zhì)將產(chǎn)生更大的金屬凸起豆患,會(huì )導致泵在運轉時(shí)抱死。

2)泵運轉時(shí)軸套、襯套或口環(huán)兩側有差壓,且零件間隙較小蜕楔,即大雜質(zhì)無(wú)法進(jìn)入小間隙,小雜質(zhì)進(jìn)入再被沖出去峡蟋,不會(huì )停留在中間軸套鱼忱、襯套位置另婉。

3)停泵后雜質(zhì)沉積在泵底部,盤(pán)車(chē)后雜質(zhì)仍保留在間隙中,口環(huán)圓周間隙并不相等管移,間隙變化雜質(zhì)導致口環(huán)磨損卡澀,而后使用盤(pán)車(chē)器盤(pán)后加重磨損,而金屬材質(zhì)較軟,金屬拉毛凸起培笼,造成卡死。

至于泵入口過(guò)濾器是否考慮增加目數,答案是否定的栅受,理由是如果增加到能過(guò)濾0.1mm雜質(zhì)撩怠,過(guò)濾精度過(guò)高岭辣,在入口過(guò)濾器堵塞時(shí)將會(huì )導致泵抽空丈枫,進(jìn)而引起其他問(wèn)題貌嫡。

為驗證硬度問(wèn)題,使用里氏硬度計測量口環(huán)硬度,如表4:

表4 泵各位置硬度測量值

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洛氏硬度HRB和布氏硬度通過(guò)ASTM金屬換算表查詢(xún)近似156-187HB.當然通過(guò)里氏硬度計現場(chǎng)測量會(huì )存在一定偏差。查詢(xún)ASTM A743 CA40最大硬度不超過(guò)269HB民姿,CA6NM最大硬度不超過(guò)285HB[15]。從口環(huán)損壞情況看遏遍,硬度不夠是主要原因。前兩次臨時(shí)熔覆的配件,雖說(shuō)修復廠(chǎng)承諾硬度能達到45HRC,但拆檢結果說(shuō)明硬度并沒(méi)有達到或者熔覆加工面較薄,硬雜質(zhì)將表面破壞拍斜,最終仍拉毛凸起。所以解決該問(wèn)題的根本方法還是增加配合零件硬度揽乱。

轉子定中:定中正常在制造廠(chǎng)完成,現場(chǎng)不需要調整。但該泵在故障兩次后线衫,我們重新梳理了所有原因,決定擴大排查范圍芙糙。調整定中步驟:先不安裝機械密封,回裝軸承箱⊥啵現場(chǎng)需要使用小直徑千分表固定在軸上,千分表測量桿與密封腔內圓接觸最咖,旋轉讀數。調整軸承箱調節螺栓理促,改變轉子位置。調整后重新為軸承箱加工定位錐孔坪江,建議使用1:50錐度銷(xiāo)。加工后使用定位銷(xiāo)定位后復測定中值,復核調整值是否準確。

盤(pán)車(chē)頻次:按照公司動(dòng)設備管理制度規定每周盤(pán)車(chē)兩次,查詢(xún)了國內外多家泵廠(chǎng)說(shuō)明書(shū)智蝠,如表5。

表5 不同泵廠(chǎng)對于盤(pán)車(chē)要求

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通過(guò)上表可得,從各廠(chǎng)家說(shuō)明書(shū)上查詢(xún)儲存及運輸維護間隔欢伏,差別較大,從實(shí)際工程建設期間及泵運轉情況,大部分泵出廠(chǎng)至現場(chǎng)安裝試泵哑了,間隔6個(gè)月以上,實(shí)際試車(chē)并沒(méi)有大批軸彎曲問(wèn)題。而預冷/熱問(wèn)題國內與國外理念也完全不同针如,但從實(shí)際經(jīng)驗上看預冷/熱期間盤(pán)車(chē)并不必要,與盤(pán)車(chē)頻次一樣,都值得商榷。

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總結

后續使用情況:在排查并整改各類(lèi)原因后,泵投用運轉正常,多次停泵后盤(pán)車(chē)再未出現卡澀情況,問(wèn)題徹底解除。

設備故障后荡明,需要從不同角度展開(kāi)問(wèn)題位俩,不但從設備角度出發(fā),同時(shí)也應考慮工藝系統的影響,另外設備廠(chǎng)家的安裝參數也可以大膽懷疑浆左,對比技術(shù)協(xié)議蓄揭、制造標準等找出異常,盡可能做到全面排查,才能從根本上解決問(wèn)題。

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