在線密度計撬磁力泵的故障及日常維護

徐浩

摘 要 磁力泵以其結構簡單、維修方便、密封性能好的特性越來越多地應用于石油化工生產領域。本文簡要介紹了磁力泵的結構特點和工作原理，總結了磁力泵的一些常見故障及處理方法，深入地分析了蘇南管道運行過程中遇到的磁力泵故障現象及其形成原因和解決方案，并就加強運行管理和維護提出了一些措施和建議。

關鍵詞 磁力泵 隔離套 自冷卻回路 故障 維護

中國石化蘇南成品油管道密度檢測系統主要由帶溫度補償的振管式密度計、一臺小功率磁力泵和兩個Y型過濾器組成。如果泵出現故障，密度計將無法對油品進行采樣，從而影響混油監測。本文將對在線密度計撬磁力泵的故障及日常維護進行分析和研究。

一、磁力泵的結構原理

結構：

磁力泵由泵、磁力傳動器、電動機三部分組成。關鍵部件磁力傳動裝置由外磁轉子、內磁轉子及不導磁的隔離套組成。

當電動機帶動外磁轉子旋轉時，磁場能穿透空氣隙和非磁性物質，帶動與葉輪相連的內磁轉子作同步旋轉，實現動力的無接觸傳遞，將動密封轉化為靜密封。內磁轉子與電機軸通過鍵連接，內裝有磁鋼；外磁轉子與泵軸通過鍵連接，外圓柱面裝有磁鋼。泵軸、內磁轉子被泵體、隔離套完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”的問題，消除了煉油化工行業易燃、易爆、有毒、有害介質通過泵密封泄漏的安全隱患，有力地保證了職工的身心健康和安全生產。[1]

二、常見故障

一是流量不足。產生原因：吸液管漏氣，底閥漏氣；進液口堵塞；底閥入液深度不足；轉速太低；密封環或葉輪磨損過大；吸水高度超標等。[2]

二是功率消耗過大。產生原因：轉速太高；主軸彎曲或泵主軸與電機主軸不同心或不平行；揚程不合適；吸入固體雜質或有堵塞物；電機滾珠軸承損壞等。

三是泵體劇烈振動或產生噪音。產生原因：安裝不牢或安裝過高；電機滾珠軸承損壞；主軸彎曲或與電機主軸不同心、不平行；泵軸嚴重磨損；外磁鋼或內磁鋼磁片損壞與隔離套接觸；密封環與葉輪碰磨；泵內有異物；泵氣蝕；地腳螺栓松動等。

四是傳動軸或電機軸承過熱。產生原因：缺少潤滑油或軸承破裂等。

五是不出水。產生原因：泵體和吸水管沒灌滿引水；動水位低于濾水管；吸水管破裂；泵反轉；吸程太高；閥門沒有打開；進水管漏氣；電壓太高、啟動時聯軸器打滑等。

六是漏液。產生原因：密封圈或密封墊損壞；密封螺栓松動；密封罩損壞等。

七是揚程過低。產生原因：流量過大；轉速太低；介質內帶有氣體；葉輪損壞；介質密度大于設計密度；口環間隙過大；磁性體退磁等。

八是軸折斷或軸承損壞。產生原因：泵空轉，軸承干磨；泵內有雜質；內外磁轉子之間同軸度不夠等。

九是驅動機電流偏大或偏小。產生原因：泵內進入雜物；物料黏度偏高；軸承損壞；系統管路堵等。

十是無法啟動。產生原因：泵內有異物；泵軸承內雜質聚集被卡住；內外磁轉子與密封罩摩擦；電氣故障等。

三、蘇南管道中磁力泵故障案例分析

蘇南成品油管道無錫站和江陰站在混油切割和越站時，均多次出現密度曲線反應滯后和跳變的現象，經分析是由于磁力泵故障導致混油頭無法進入密度計傳感器引起的。解體后發現，介質中鐵質懸浮雜質被磁力泵內磁鋼吸附是導致泵內磁鋼堵轉（葉輪無法轉動）的直接原因。

（一）設備情況及相關參數

第一，密度計撬集成商：南京賽默科技。

第二，密度計傳感器廠家：艾默生。

第三，進口磁力泵：英國漢勝、揚程13米、流量3m?/小時。配套電機：南陽、1.5kw、1440轉/分。

第四，國產磁力泵：上海化工研究院、揚程15米、流量6m?/小時。配套電機：無錫電機廠、2.2kw、1440轉/分。

第五，過濾器目數：60目。

（二）解體檢修情況

第一，對無錫原配進口泵解體后發現：a.電機正常；b.泵葉輪正常；c.內磁缸冷卻進出口正常，未有顆粒堵塞現象；d.內磁缸與隔離套卡死（正常兩者間有間隙0.3毫米），無法用人力將內磁缸取出，后采用吊拉方式將其拉出，結果發現內磁鋼表面吸附大量鐵泥導致卡死；e.內磁鋼由于卡死堵轉，介質無法流動，自冷卻功能無法實現，導致溫度升高，引起內磁鋼磁力下降（溫度超過80℃磁鋼即開始消磁），無法使用；f.外磁鋼正常。

第二，無錫第二臺進口泵解體情況。磁力泵在切割第一個油頭的時候正常；切割第二個油頭時，發出異響并出現相同的故障。該泵解體后，發現泵內部情況與第一臺泵完全相同。

第三，無錫第三臺國產泵解體情況。為不影響生產，又更換了一臺國產泵，內磁缸與隔離套間隙為0.6mm（比進口泵大了0.3mm），發現在第一次切割混油結束時，聲音出現異常。現場解體后發現內磁缸與隔離套都是油泥，泵的軸承卡死。對內轉子和隔離套進行了清洗，對卡死的軸承套更換后可以正常使用。在切割混油的時候，發現聲音異常但能使用，停輸后再次解體發現內磁缸與隔離套出現油泥，雖未完全堵死，但很難拔出。

第四，江陰密度計泵解體情況。現場解體發現情況與無錫站第一臺進口泵完全相同，也是內磁缸與隔離套卡死。清洗后發現內磁缸在溫度升高后已退磁，無法使用。

（三）故障原因分析

雜質經過濾器進入磁力驅動器內，通過泵內循環冷卻流道隨油品流經內磁轉子與隔離套之間的間隙通道。這些雜質中含有鐵銹粉末，在磁力作用下被吸附、黏著在內磁轉子表面，最終堵塞內轉子與隔離套之間的間隙，使內磁轉子與隔離套卡住，不能正常運轉，或雖能運轉但摩擦產生大量熱量，加之內循環冷卻系統流道被堵塞，熱量無法被油品帶走，磁力驅動器溫度急劇上升，磁性逐漸消退，磁力密度計泵內外轉子滑脫，永磁體完全失去磁性。[3]電機空轉，磁力泵失效。

（四）處理辦法和使用效果分析

對已發生故障的磁力泵解體分析，查找出原因后，與廠家溝通，進行了以下三條處理：

第一，對在線密度計撬泵前管道進行改造，增加兩臺大容量過濾器，過濾器中加裝高磁性的磁力棒（磁力6000高斯），通過吸附介質的鐵屑，減少雜質進入磁力泵。

第二，對每套密度計加裝流量計，觀察泵的流量是否正常。

第三，定期對各站的密度計磁力泵進行維護，清洗內磁缸與隔離套，視解體情況確定清洗周期。

使用高磁過濾器后，帶鐵屑的雜質被吸附在磁力棒上，無法進入磁力泵，每批次拆洗過濾器，保證了磁力泵的正常運行。

四、管理與維護措施

一是減少磁力密度計泵的運行時間。可將磁力泵的開啟時間定為油頭到站前15分鐘，關閉時間定為過站后5分鐘，從而達到減少磁力泵運行時間的目的。

二是加強巡檢和運行監護。測量、記錄磁力泵出口流量計讀數和外殼溫度，如產生噪音，應及早停泵并解體進行清理檢修。

三是注意過濾器的清洗維護。定期清洗泵前過濾器，視過濾器拆洗情況確定清理周期。

四是加強人員培訓。使員工了解磁力泵的運行特點和監控要點，并具備解體清理的能力。

五是定期清管。定期清管掃線，以減少成品油管道內油泥、銹渣等雜質對磁力泵內循環自冷卻流道的影響，減小磁力泵被堵塞的概率。

五、結語

目前，國外磁力泵的使用總量達到泵使用總量的30%，在一定范圍內有取代普通泵和其他無泄漏泵的趨勢。加強磁力泵的運行管理與維護，可以避免故障的發生，延長設備的使用壽命，具有極其深遠的意義。

（作者單位為中國石化華東分公司揚州輸油處）

參考文獻

[1] 趙克中.磁力驅動技術與設備[M].北京：化學工業出版社，2003.

[2] 趙洋，徐民，朱健，趙鵬，楊東輝.磁力泵在醋酸系統中的應用及故障分析[J].石油和化工設備，2010（07）.

[3] 林巖.釹鐵硼永磁電機防高溫失磁技術的研究[D].沈陽工業大學，2006.