水處理立式長軸泵運行周期長壽化的技術研究

莊巖，唐財

（攀鋼（集團）工程技術有限公司修建分公司，四川 攀枝花 617000）

攀鋼釩能動分公司軌梁一萬能污水處理系統有4臺400LCT-25×2-1037氧化鐵皮污水泵，主要用于將軌梁廠生產過程中產生的氧化鐵皮油污水從旋流池抽到油渣分離池。該水泵屬于立式離心泵，通長11.36m，自重約6t。由于設備老化，備件緊缺，長期處在潮濕的環境中，泵的零部件腐蝕較嚴重，經常出現揚水管腐蝕穿孔泄漏、揚水管連接螺栓斷裂、機組振動大、流量減小等情況，導致設備檢修頻繁，運行周期短，不利于生產。同時，在檢修過程中，由于各連接部件銹蝕，拆裝時及其困難，導致勞動強度高、作業安全風險較大，不利于安全、高效維護檢修。

1 現狀及原因分析

1.1 現狀及存在的問題

針對軌梁一萬能污水處理系統立式長軸泵出現的問題，我們通過調研、整理、分析研究，其主要原因體現在以下幾個方面。（1）設備本質化狀況差。軌梁一萬能污水處理系統整體工況較為惡劣，污水中含沙量及鐵粉、鐵粒等較多，雜質顆粒大，使得泵體、葉輪磨損加劇，導致長軸泵在運行期間頻繁出現振動值超標、軸承損壞。泵軸運轉過程中存在擺動，造成泵體松動，橡膠軸承損壞。軸、軸套、套筒聯軸器銹蝕嚴重，無法拆卸，只能破壞性拆除，不能二次利用，造成部件成本增加。設備部件在安裝過程中，存在人的不利因素，部件裝配存在問題。在橡膠軸承安裝時，沒有技術尺寸控制，軸套安裝可能發生傾斜，造成軸、軸套同軸度降低，運行中會加速磨軸套、軸的磨損。（2）設備運行周期短，故障頻繁。受地理環境的限制，缺少沉淀池，鐵渣及雜物一道進入旋流池，工藝尚無法改變。污水環境下對設備腐蝕性強，備品備件互換性差，規格型號不統一等諸多因素造成設備故障頻繁。（3）檢修頻繁，作業安全風險高，安全管控難度大。軌梁一萬能污水處理系統是保證攀鋼軌梁廠正常生產的重要環節，一旦長軸泵出現故障必須加班加點搶修。為了不影響軌梁廠的正常生產運行，經常連夜通宵搶修作業，存在吊裝長軸泵的安全風險高，安全管控難度大。

1.2 影響長軸泵運行周期的原因分析

（1）長軸泵存放方式及裝配工藝問題的原因分析。軌梁一萬能污水處理系統的4臺氧化鐵皮水泵，均為立式長軸泵。由于泵體全長11.36m，自重約6t，存放（如圖1所示）及檢修預裝配時都在地面作業，泵體軸受重力及檢修預裝配時各部位螺栓鎖緊施力導致撓曲變形。同時，檢修吊裝時是吊的泵頭一端，重力作用使得連接螺栓彎曲變形，導致設備運行時下半部揚水管擺動，振動增大，難以保證設備的正常運行。

圖1 臥式存放圖

（2）入口過濾裝置過濾效果差。入口過濾裝置濾網孔徑及孔距較大，對軌梁廠型材切割清洗后的雜質及其他雜物經過濾裝置形成堵塞。濾網孔徑過大，大顆粒雜物容易吸入泵內，致使橡膠軸承與軸加劇磨損，造成軸承與軸間隙增大，運行時振動隨之增大，嚴重時會造成機械運動部件卡死，軸斷裂等情況發生。（3）套筒聯軸器使用周期短。因套筒聯軸器與軸的配合間隙很小,同時為了傳遞扭矩和保證兩軸的同軸度,套筒聯軸器做的比較長，加上長期浸沒在水下工作,產生銹蝕等原因，這種套筒聯軸器的裝配、拆卸相當困難。在維修中一般法即采用氣割、錘擊等方法破壞掉套筒聯軸器，但這種方法往往還會傷及軸頸。每次維修時下來的軸、套等零件都不能繼續使用，必須更換新的，因此成本加大,工作量也大，周期長、檢修勞動強度大。

2 水處理立式長軸泵運行周期長壽化技術研究

2.1 解決長軸泵存放方式及裝配工藝的方法研究

（1）在每次檢修長軸泵的過程中，將泵吊出時都會有長軸泵一側螺栓斷裂的現象發生。經過調查研究，我們發現原來所用的連接螺栓為Q235鋼螺栓，抗拉強度375～460MPa，加之組裝完畢采取臥式存放方式不當（存放方式如圖1所示）。檢修吊裝時，由于長軸泵的重量約有6t左右，吊裝過程中的重力都相對集中，增大了螺栓的剪切力，對螺栓存在拉裂及彎曲現象發生。針對此現象我們采用有45#高強度螺栓聯接，抗拉強度大于等于600MPa，有效避免了螺栓被拉裂、彎曲等情況發生。（2）改變我們的裝配工藝，在旋流池內壁制作安裝長軸泵專用架，用來裝配、存放長軸泵。由過去在地面組裝完畢采取臥式存放方式，改為在地面上裝配2節后，將長軸泵吊到專用架上再繼續進行組裝。（如圖2、圖3所示）。

圖2 長軸泵專用架上進行組裝

圖3 裝配、存放長軸泵的專用架

2.2 解決入口過濾裝置的對策研究

經過調查分析和比對，我們認為過濾裝置的入口過濾網孔徑過大，大顆粒雜物容易吸入泵內。通過實驗，最終決定將過濾網的孔徑由原來的13mm減小至現在的10mm孔徑效果最佳。（如圖4所示）

圖4 以前過濾網（左）和改后的過濾網（右）

2.3 解決套筒聯軸器使用周期短的對策研究

套筒聯軸器改進的原則是，即要保證軸的同軸度又能有效傳遞扭矩。為了拆卸方便快捷，套筒聯軸器與軸頸的配合仍采用以前的圓柱面配合，配合公差為H7／h6。在套筒聯軸器按正常工藝加工后，將其沿軸向剖開1mm左右的一條縫，一半剖開，另一半不剖開，剖開的方法采用線切割工藝。在套筒聯軸器有剖縫一邊的外圓周上，按與剖縫面(軸中心線)垂直的方向，沿軸向間隔均勻地加工出6個孔，一半圓孔加工成通孔，另一半的孔加工成螺紋孔，用于緊固套筒聯軸器之用。用不銹鋼內六角圓柱頭螺栓將套筒聯軸器被剖分的一側壓緊，為了防止松脫，可加上彈性墊圈。在實施過程中，應保證加工出的通孔、鉆孔、攻絲去除的金屬質量與加上的螺栓、彈性墊圈的質量相等，只有這樣，才能保證平衡，防止引起附加振動。因套筒聯軸器的一邊是剖開的，故裝配時十分容易。只需將分半卡環卡在兩軸槽內，將套筒聯軸器先套在軸上(因一側張開，在彈性變形范圍內，將套筒聯軸器套在軸上是比較容易的)，裝配到位，內六角螺栓的螺紋上涂上適當潤滑脂，也便于檢修時拆卸時更加輕松。然后用內六角螺栓將套筒聯軸器被剖開的一邊緊固好。當出現故障需要拆卸時，只需把不銹鋼螺栓松開即可。(如圖5、圖6所示)。

圖5 改進前的套筒聯軸器

圖6 改進后的套筒聯軸器

3 結語

通過軌梁一萬能污水處理系統立式長軸泵出現的問題，我們通過調查、分析、研究，制定了行之有效的解決對策，并在生產現場進行實施，事實證明此方法是科學、有效、安全、可行的。該方法實施后，解決了長期困擾我們的立式長軸泵運行周期不理想的難題，有效降低了安全風險及檢修勞動強度，為攀鋼軌梁廠的生產安全順行提供了有力保障。