化工泵的維護(hù)與技術(shù)改造策略探微

李俊杰

（上海熊貓機(jī)械（集團(tuán)）有限公司，上海 201799）

化工泵的應(yīng)用不僅滿足了不同化工生產(chǎn)的需要，而且對(duì)化工生產(chǎn)操作人員的健康和安全起著重要作用。化工泵在工業(yè)生產(chǎn)中，由于受到許多內(nèi)外因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)各種問題。因此，有必要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)要求對(duì)化工泵進(jìn)行手動(dòng)維修保養(yǎng)，甚至進(jìn)行技術(shù)改造。

1 化工泵的日常維護(hù)措施分析

1.1 化工生產(chǎn)過程中的維護(hù)

1.1.1 潤(rùn)滑方面

在化工泵進(jìn)行日常維護(hù)工作及運(yùn)轉(zhuǎn)檢修過程中，由于有各種的原因，就極有可能造成有毒的化學(xué)工業(yè)介質(zhì)或含有其他危險(xiǎn)物質(zhì)，進(jìn)入到油箱泵內(nèi)部，致使油箱化工泵系統(tǒng)不能保證正常工作。所以應(yīng)每月依據(jù)相關(guān)規(guī)定為化工泵軸承進(jìn)行換油，這樣做的原因還在于泵體在日常工作運(yùn)行過程中，會(huì)因磨損產(chǎn)生大量異物，并將隨之進(jìn)入油桶內(nèi)，所以泵要按規(guī)定經(jīng)常保養(yǎng)換新油。

在廈門某公司海水淡化項(xiàng)目中，設(shè)備滿足停機(jī)時(shí)維護(hù)，可以順利排空殘液體，且不污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。泵體設(shè)計(jì)滿足水壓1.5倍設(shè)計(jì)壓力；性能測(cè)試、運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試（含振動(dòng)、噪音等）等符合ISO51991B，電機(jī)配置非標(biāo)-絕熱軸承L27、防腐處理W88+外部接地H04（只有1只）+SKF軸承L80+防潮加熱帶Q04+標(biāo)準(zhǔn)排水孔H03；不拆除聯(lián)軸器現(xiàn)場(chǎng)可以盤車，開機(jī)前驗(yàn)證聯(lián)軸器是否盤動(dòng)順暢，連接管路后，調(diào)整聯(lián)軸器時(shí)，滿足調(diào)整電機(jī)側(cè)而不用墊平泵頭側(cè)。

項(xiàng)目技術(shù)難點(diǎn)：油漆附著力符合ISO1級(jí)或ASTM4B，油漆厚度大，常規(guī)噴漆無法滿足附著力要求，同時(shí)容易產(chǎn)生油漆剝落、起皮等現(xiàn)象；端吸泵常規(guī)設(shè)計(jì)，需要移除電機(jī)或者后拉電機(jī)，拆除聯(lián)軸器后，拆除軸承體才能拆除軸承，如果維修機(jī)封則需要在維護(hù)軸承的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拆除泵蓋才能維保機(jī)封。而本項(xiàng)目客戶需要不拆除電機(jī)甚至不移動(dòng)電機(jī)滿足現(xiàn)場(chǎng)維保；客戶要求產(chǎn)品具備排殘和泄漏時(shí)不污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，此對(duì)產(chǎn)品密封性能、底座密封和收集殘液以及所有沖洗管理密封能力要求嚴(yán)格；客戶要求現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，調(diào)平機(jī)組不能墊泵頭，只能調(diào)整電機(jī)。

解決方案：根據(jù)噴漆特性，所有噴漆零件在噴底漆前，表面噴丸Sa2.5級(jí)，在2 h內(nèi)噴涂環(huán)氧富鋅2層，每層厚度80 μm，保證富鋅底漆厚度，充分保證零件的防腐性能。待油漆干后，按照如下方法檢測(cè)附著力：隨機(jī)選擇15個(gè)參考區(qū)域進(jìn)行干膜厚檢測(cè)并做好記錄，最少測(cè)量次數(shù)為每平方米20點(diǎn)，每批次生產(chǎn)時(shí)做樣板3件（150*150*20/25）進(jìn)行附著力測(cè)試，A/B斷裂（涂層與底材間附著被破壞）最小5 MPa，附著力測(cè)試每周不少于2次測(cè)試以保證附著力；常規(guī)產(chǎn)品采用加長(zhǎng)段膜片聯(lián)軸器，加長(zhǎng)段帶來成本上升以及加長(zhǎng)軸向安裝距離，要求客戶現(xiàn)場(chǎng)具備更大的空間。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)新的底座結(jié)構(gòu)，改變常規(guī)底座電機(jī)調(diào)整螺栓的設(shè)計(jì)，由常規(guī)的頂絲板焊接在底座上改為通過螺紋連接在地板上。這種新型設(shè)計(jì)的好處是，維保水泵時(shí)，產(chǎn)出電機(jī)出緊固件以及一側(cè)頂絲板，另外一側(cè)調(diào)整螺栓頂動(dòng)電機(jī)傾斜一定角度，保證電機(jī)軸與泵軸之間傾斜的角度可以順利拆除軸承體以及泵蓋。完成軸承、機(jī)封等易損件的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)；改變常規(guī)設(shè)計(jì)絲堵用密封膠或者生膠帶密封的情況，采用G螺紋，堵頭也用G螺紋以及密封墊進(jìn)行密封，避免因螺紋密封膠或者生膠帶因人為操作帶來的問題。同時(shí)底座按照工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)API610，在放水絲堵以及機(jī)封壓蓋范圍內(nèi)設(shè)置接液盤，保證維修或者泄漏時(shí)，液體收集在底座接液盤內(nèi)。接液盤設(shè)計(jì)DN25的排殘管，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)管路，將接液盤內(nèi)廢水及時(shí)排至固定廢水收集點(diǎn)。沖洗管連接處采用快速接頭+密封墊的形式，提高密封可靠性；設(shè)計(jì)泵體時(shí)，泵體地腳到法蘭中心線高度根據(jù)電機(jī)中心高，設(shè)計(jì)高度正公差，底座電機(jī)安裝平面和泵頭安裝平面高度根據(jù)泵頭與電機(jī)中心高關(guān)系設(shè)置公差，當(dāng)泵中心高高于電機(jī)中心高，將高度差的公差設(shè)置為正公差，當(dāng)泵中心高低于電機(jī)中心高，將高度差的公差設(shè)置為負(fù)公差，從根本上保證調(diào)整機(jī)組中心時(shí)，需要墊平電機(jī)側(cè)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)做完后，將電機(jī)底部墊墊平墊片，保證電機(jī)側(cè)軸中心高于泵中心0.3 mm，（此時(shí)調(diào)整墊片在每個(gè)電機(jī)底腳處為3片，每片厚度為0.1 mm）客戶現(xiàn)場(chǎng)安裝管路后，當(dāng)管路重量部分施加到泵頭，泵側(cè)中心高會(huì)降低，這樣如果電機(jī)側(cè)中心高高于泵頭，調(diào)整時(shí)僅需要抽出每個(gè)電機(jī)底腳處的墊片進(jìn)行聯(lián)軸器對(duì)中調(diào)平。

項(xiàng)目成效：項(xiàng)目順利通過第三方廠家，油漆附著力、底座結(jié)構(gòu)等滿足項(xiàng)目要求。

1.1.2 化工泵機(jī)組問題

在菲律賓某電廠燃煤機(jī)組工程-汽機(jī)專業(yè)輔助泵機(jī)組設(shè)計(jì)中，由于使用環(huán)境為海洋性環(huán)境，產(chǎn)品需要符合C5-M防腐等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品震動(dòng)噪聲要求嚴(yán)格，要求泵運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲不超85 dB，同時(shí)需要配置震動(dòng)探測(cè)儀器。火電廠應(yīng)用工況同時(shí)要求產(chǎn)品適用介質(zhì)溫度、介質(zhì)中雜質(zhì)。除泵外還需要配置泵組和現(xiàn)場(chǎng)安裝的附件，如ASTM標(biāo)準(zhǔn)法蘭反法蘭及緊固件；排水處和密封泄漏處配排水閥；壓力表以及焊接承臺(tái)以及二閥組等附件。零部件材質(zhì)符合美標(biāo)材質(zhì)要求，運(yùn)輸為海運(yùn)，包裝符合海運(yùn)防腐標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品出場(chǎng)需附帶產(chǎn)品安裝細(xì)則、安裝調(diào)試說明等要求。性能方面要求產(chǎn)品性能測(cè)試符合1U標(biāo)準(zhǔn)（流量揚(yáng)程、流量效率曲線無負(fù)偏差）。

該項(xiàng)目的項(xiàng)目技術(shù)難點(diǎn)：噪聲不超90 dB，常規(guī)設(shè)計(jì)難易滿足噪聲測(cè)試要求；介質(zhì)含有雜質(zhì)，常規(guī)泵配置機(jī)封易磨損，產(chǎn)生泄露風(fēng)險(xiǎn)；介質(zhì)溫度高，機(jī)封散熱不便，使用壽命短；高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況，轉(zhuǎn)子不平衡量易造成機(jī)組震動(dòng)；主要部件（葉輪、泵體、泵蓋、軸承體等）要求美標(biāo)材質(zhì)，常規(guī)鑄件材質(zhì)不滿足。

解決方案：電機(jī)非標(biāo)設(shè)計(jì)，電機(jī)機(jī)殼內(nèi)側(cè)附帶隔音設(shè)施，減少電機(jī)機(jī)械噪音，水泵進(jìn)口設(shè)置導(dǎo)流板，減少進(jìn)口液體沖擊，降低液流沖擊時(shí)的噪聲；在設(shè)備進(jìn)口設(shè)置籃式過濾器，目數(shù)根據(jù)客戶提供介質(zhì)雜質(zhì)顆粒情況設(shè)置，過小的顆粒則通過機(jī)械設(shè)計(jì)合理設(shè)置耐磨換與葉輪間隙，保證顆粒的通過率，同時(shí)在葉輪環(huán)口處采用滲氮工藝加大葉輪硬度，提升耐磨性。除此外機(jī)封采用合理沖洗方式（見方案3），保證清潔水及時(shí)沖洗機(jī)封摩擦副，帶走固體顆粒，避免顆粒在摩擦副附件堆積，造成機(jī)封磨損；機(jī)封采用Plan41沖洗，懸液分離器與換熱器結(jié)合使用，即保證分離固體顆粒又保證冷水沖洗機(jī)封腔及時(shí)帶走熱量，冷卻機(jī)封；整體轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡（葉輪、葉輪螺母、機(jī)封、軸、聯(lián)軸器等裝配成部件），轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為G2.5，減小因轉(zhuǎn)子不平衡量帶來的震動(dòng)。同時(shí)底座由常規(guī)型材焊接變?yōu)殍T造，提升整體剛度。

項(xiàng)目成效：順利通過第三方驗(yàn)收，滿足客戶各種非標(biāo)需求，順利交付產(chǎn)品，項(xiàng)目金額為340萬元。

1.2 化工泵停運(yùn)時(shí)的維護(hù)

一是化工泵在停運(yùn)過程中應(yīng)定期檢查和維護(hù)；二是應(yīng)將長(zhǎng)期停用的化工泵拆開檢測(cè)；三是對(duì)化工泵內(nèi)需絕緣的介質(zhì)進(jìn)行必要的加熱保溫，同時(shí)對(duì)化工泵內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)行定期維護(hù)。檢查以確保化工泵可以隨時(shí)進(jìn)入工作狀態(tài)；最后，對(duì)于不經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)的化工泵，應(yīng)將泵內(nèi)的液體引出，停用的化工泵泵體應(yīng)定期清洗，同時(shí)防止化工泵軸與軸承發(fā)生粘連。

2 化工泵的技術(shù)改造策略

2.1 化工泵軸承的多級(jí)技術(shù)改造

化工泵軸套的整體安裝或改造設(shè)計(jì)首先是要考慮充分保證在整個(gè)轉(zhuǎn)子軸承體內(nèi)的葉輪運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸承的可靠性。軸體支架的左右軸兩端都用整個(gè)軸承體進(jìn)行支撐，并全部垂直的置于整個(gè)葉輪軸承體中心線平面上，兩端軸均已安裝好了軸封裝置，軸承體支架由主油泵和自帶機(jī)油的主轉(zhuǎn)子油泵分別直接進(jìn)行供給和循環(huán)油封來實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑。軸體被預(yù)先封裝好固定安裝在每個(gè)主泵葉輪軸的葉輪最外前端軸和葉輪最尾端的軸中心位置。然后再根據(jù)設(shè)計(jì)需要把這些葉輪串聯(lián)裝在軸體上。

在工業(yè)版雙吸泵設(shè)計(jì)中，常規(guī)產(chǎn)品為供水或者空調(diào)冷卻水應(yīng)用場(chǎng)所居多。為化工流程工藝用雙吸泵進(jìn)行了改型設(shè)計(jì)，將原來配置更換為不銹鋼，對(duì)原有設(shè)計(jì)葉輪、泵體配合部分進(jìn)行了新設(shè)計(jì)避免因?yàn)橥馁|(zhì)配合導(dǎo)致的干涉。升級(jí)了軸承體，同時(shí)設(shè)計(jì)plan21、Plan23等工業(yè)沖洗管路。根據(jù)加長(zhǎng)段聯(lián)軸器重新設(shè)計(jì)底座且底座帶接液盤以及排殘閥。

項(xiàng)目技術(shù)難點(diǎn)：葉輪與耐磨換均為不銹鋼材質(zhì)，同種材質(zhì)配合易卡死；沖洗方案較常規(guī)配置負(fù)責(zé)，儀器儀表多；設(shè)計(jì)需要考慮立式安裝，大泵底部滑動(dòng)軸承使用壽命短，維修困難，需要拆轉(zhuǎn)子。

解決方案：將旋轉(zhuǎn)間隙增大適應(yīng)同種材質(zhì)配合，提升轉(zhuǎn)子平衡精度。葉輪耐磨環(huán)配合處，沿圓周方向設(shè)置深度0.5mm的旋轉(zhuǎn)槽，保證回流不加大的前提下，減小相互工作面積。提高葉輪耐磨環(huán)環(huán)口出的硬度；結(jié)合API682以及以前端吸泵的工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置管路沖洗裝置選擇合適兩成的溫度表、二閥組、懸液分離器和冷卻裝置等，保證設(shè)計(jì)滿足標(biāo)準(zhǔn)和使用要求；首先設(shè)計(jì)上將大泵底部滑動(dòng)軸承更換為和臥式泵相同的球軸承，增加軸承的受力能力，同時(shí)將軸承體沿圓周方向設(shè)置頂絲孔，立式底座在頂絲孔處設(shè)置開窗，配合專有工具，將原來沿軸向頂死拆除軸承體的方式，改為徑向工裝搬動(dòng)頂絲螺栓，拆除軸承體，解決軸承拆除困難。

項(xiàng)目成效：設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)證，拆卸方便，運(yùn)行穩(wěn)定。

2.2 高轉(zhuǎn)速化工泵的技術(shù)改造

化學(xué)泵轉(zhuǎn)速的技術(shù)改造是為了滿足化學(xué)泵的增長(zhǎng)性能。化學(xué)泵的增長(zhǎng)性能與化學(xué)生產(chǎn)的高效發(fā)展密不可分。高速化學(xué)泵的技術(shù)改造主要是將增長(zhǎng)器添加到化學(xué)泵的軸承上，以提高化學(xué)泵的運(yùn)行速度。首先，將增長(zhǎng)器的高速軸連接到化學(xué)泵的軸承上，將化學(xué)泵的軸承轉(zhuǎn)換為端推軸承和塊滑動(dòng)軸承；其次，將化學(xué)泵軸承的軸密封轉(zhuǎn)換為機(jī)械密封，將增長(zhǎng)器的齒輪轉(zhuǎn)換為漸進(jìn)線齒輪；最后，減少流體水室多錐擴(kuò)散管之間的管間隙，增加流體水室的空間，有利于完成化學(xué)泵的轉(zhuǎn)速。

2.3 低溫化工泵的技術(shù)改造

在對(duì)化工泵系統(tǒng)進(jìn)行工藝技術(shù)改造的過程中，對(duì)于低溫化工泵進(jìn)行的改造措施主要就是為了能達(dá)到最有效安全的措施，可以控制高溫低壓化工泵的腐蝕與外泄問題，從而有效保證化工泵軸承部件能夠長(zhǎng)期正常的運(yùn)作和安全生產(chǎn)。對(duì)于低溫化工泵的技術(shù)與改造的方案來說，分別設(shè)置油封和液封之間的中間體，中間充滿惰性氣體；如果輸送易燃易爆液化氣體，擴(kuò)大間隙，用無碳金屬材料替換材料，也可以使用聚合物材料，也需要在液相軸密封上打開，方便蒸發(fā)后氣體排放。在泵的進(jìn)出口管道上設(shè)置膨脹段，以補(bǔ)償泵。軸密封的機(jī)械密封被波紋管彈簧取代，以取代原橡膠O形圈。

3 結(jié)語

化工泵系統(tǒng)的日常技術(shù)改造維護(hù)和定期維修及保養(yǎng)可在大幅度節(jié)省設(shè)備生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，保證整個(gè)化工泵裝置的使用壽命。隨著工業(yè)流體種類的變化，更應(yīng)該對(duì)化工泵技術(shù)改造和維修保養(yǎng)的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，其性能的完善才能保證生產(chǎn)順利、完整、安全地進(jìn)行。