一臺在用倉泵的失效分析及修理改進(jìn)

王超

【摘要】一臺投入使用不到半年時間的倉泵發(fā)生了失效，在拆除下封頭后發(fā)現(xiàn)氣化器中的氣化盤4和鉦接板已經(jīng)磨蝕穿孔，連接氣化盤4和鉦接板的螺桿已經(jīng)磨損消失，氣室內(nèi)充滿了水泥灰，導(dǎo)致倉泵失效無法達(dá)到預(yù)期的輸送水泥灰的工藝效果，對此臺倉泵的失效進(jìn)行了分析后，對其進(jìn)行修理，以及分析了如何改進(jìn)以避免再次發(fā)生此類失效情況。

【關(guān)鍵詞】倉泵；失效；磨蝕；改進(jìn)

0前言

倉泵，作為一種輸送用的壓力容器，廣泛用于火力發(fā)電廠或熱電廠及水泥行業(yè)，主要作用是將鍋爐省煤器、電除塵器灰斗內(nèi)的粉煤灰或者水泥灰收集之后，通過倉泵內(nèi)流態(tài)化并均勻進(jìn)入輸灰管路，將粉煤灰或水泥灰輸送到存儲裝置中。但由于粉末狀的介質(zhì)對容器本體以及內(nèi)件的長期沖刷，極容易導(dǎo)致在使用一段時間后容器壁或者容器內(nèi)件的減薄，發(fā)生失效，因此有必要對倉泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，盡量減少沖刷導(dǎo)致容器失效的情況發(fā)生。

1倉泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

倉泵， 作為一耐疲勞、耐磨損的低壓容器，其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1倉泵的基本結(jié)構(gòu)

倉泵的基本工作原理如下：打開進(jìn)料閥，飛灰從倉泵本體上封頭進(jìn)料口進(jìn)入倉泵；下封頭內(nèi)裝設(shè)一個氣化器，內(nèi)裝氣化盤，氣化器與進(jìn)氣管道相連，出料管從氣化器中心附近向上引出泵體并與出料閥相聯(lián)，出料閥控制灰氣混合物排入管道。

圖2下封頭基本結(jié)構(gòu)

2倉泵的失效

某水泥廠一臺倉泵2013年11月投入使用，2014年5月在使用中無法達(dá)到預(yù)期的輸送效果，拆除下封頭查找原因，發(fā)現(xiàn)氣化器中的氣化盤4和鉦接板已經(jīng)磨蝕穿孔，連接氣化盤4和鉦接板的螺桿已經(jīng)磨損消失，氣化盤3也出現(xiàn)磨損，通氣孔比出廠時有所增大，氣室內(nèi)充滿了水泥灰，因此導(dǎo)致倉泵失效無法達(dá)到預(yù)期的輸送水泥灰的工藝效果。下封頭基本結(jié)構(gòu)及磨蝕的氣化盤和鉦接板見圖2-圖6。

圖7鉦接板的穿孔進(jìn)行焊接貼補(bǔ)

3倉泵的修理

由于此臺倉泵設(shè)備為水泥廠的主要輸送設(shè)備，其失效導(dǎo)致該廠無法正常生產(chǎn)，所以需要對受損的倉泵氣化器部件快速進(jìn)行維修，修理方案為：對鉦接板的穿孔進(jìn)行焊接貼補(bǔ)，重新安裝連接螺桿，更換氣化盤4。如圖7-圖9所示。

4倉泵的失效的分析及改進(jìn)措施

4.1磨損腐蝕

磨損腐蝕指的是流體對金屬表面同時產(chǎn)生磨損和腐蝕的破壞形態(tài)。高速流體的沖擊作用破壞了金屬表面的保護(hù)膜，破損處的金屬進(jìn)一步加速腐蝕。高速流和湍流狀的流體，假若其中還含有氣泡或固體顆粒，會加重磨損腐蝕。其特征有：呈局部性的溝槽、波紋、圓滑或者山谷形，通常會有方向性。

4.2失效分析

此次失效的倉泵就屬于典型的磨損腐蝕失效案例。

由倉泵的工作原理可以看出，倉泵的氣化器部位，尤其是氣化盤4持續(xù)受到水泥灰的沖刷，在水泥灰顆粒磨擦沖擊下，氣化盤4逐漸磨蝕穿孔，并且穿孔逐漸變大，將氣化器部件后，發(fā)現(xiàn)氣化盤4的穿孔已達(dá)到Ф77mm，氣化盤4磨蝕穿孔后水泥灰顆粒進(jìn)一步持續(xù)對連接螺桿和氣化盤3以及鉦接板沖刷，導(dǎo)致連接螺桿磨損消失，鉦接板也被磨蝕穿孔，倉泵無法達(dá)到預(yù)期輸送效果而失效。

4.3改進(jìn)措施

改進(jìn)措施大致有以下幾個方面：

1）在氣化器部件受到磨蝕的表面增加耐磨涂料，如耐磨陶瓷涂料，這樣可以保護(hù)幾個受沖刷的部位減少磨蝕；

2）改變氣化器部件材料，用耐磨蝕的材料代替現(xiàn)在所采用的碳素結(jié)構(gòu)鋼；

3）改變倉泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加以下擾流裝置，使水泥灰顆粒在倉泵內(nèi)部較為均勻的擴(kuò)散分布，減少對氣化器部件的長期直接沖刷；

4）將氣化器中的氣化盤4作為一個易耗件，根據(jù)所使用的工況及使用經(jīng)驗綜合分析氣化盤4的磨蝕穿孔時間，在穿孔之前對氣化盤4進(jìn)行更換，以保護(hù)氣化器中的其他部件，保證倉泵的輸送效果。

對比幾個方面的改進(jìn)措施，措施一和措施二都需要改變或增加一些耐磨蝕的材料，而這些材料往往價值比較高，對倉泵的制造成本會有比較大的增加，所以一般不采用這兩種改進(jìn)措施。措施三是一種比較有效且經(jīng)濟(jì)的改進(jìn)措施，但一些擾流擴(kuò)散裝置會涉及到一些制造企業(yè)的制造機(jī)密或者是一些專利項目，無法在大部分的制造過程中進(jìn)行推廣。措施四是一種比較簡便易行的方法，只需要定期對易損部件進(jìn)行更換，過程并不繁瑣，更換價值也不高，往往是現(xiàn)階段一些倉泵的使用單位采用的方法。但從長期有效的使用考慮，使用單位應(yīng)該盡量采用經(jīng)過方法三改進(jìn)過的倉泵，這樣對設(shè)備的長期有效運(yùn)行，使用單位的時間成本，維修成本等方面都是非常也有益的。

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