125LCB-350x2型羥胺供料泵故障分析及處理

    摘要：本文對(duì)125 LCB-350x2型羥胺供料泵在使用過(guò)程中產(chǎn)生的故障進(jìn)行了原因分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，取得了好的效果
關(guān)鍵詞 泵 故障分析 改進(jìn) 

一：引言
    胺供料泵是HPO法制己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝中的主要設(shè)備之一,運(yùn)行的好壞直接關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。我廠在擴(kuò)能改造中新增加的羥胺供料泵是國(guó)內(nèi)研制的雙級(jí)離心泵，其型號(hào)為125LCB-350X2。其輸送的介質(zhì)為域機(jī)工藝液，其組成見(jiàn)表一。泵的進(jìn)口壓力為常壓，出口壓力為4.0Mpa，流量為70－85 m3／h，介質(zhì)密度為1219Kg/m3。泵的轉(zhuǎn)速為2980rpm，工作溫度為70℃,電機(jī)功率160KW。
表一 羥胺供料泵的進(jìn)料離子組成情況{TodayHot}（單位：mmol/g）

名 稱
  數(shù) 值
 
 H＋
  2.6
 
 NH3OH＋
  0.04
 
 NO3-
  2.89
 
 PO43-
  2.05
 
 NH4+
  2.3
 

    其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：為減小泵的體積和軸向力，兩級(jí)葉輪采用面對(duì)面安裝；第一級(jí)葉輪與軸臺(tái)接觸，在軸上定位。第二級(jí)葉輪用中間襯套相隔，襯套與葉輪以四氟墊密封；高壓端軸承為2只SKF7309軸承，采用背靠背安裝以增加剛度，低壓端采用1只6309軸承，軸向力由高壓端的2只軸承承擔(dān)，為防止軸承工作時(shí)溫升過(guò)高，軸承箱用水冷卻；高壓端的軸承為定位軸承；軸封選用單彈簧部分{HotTag}平衡型機(jī)械密封,機(jī)械密封裝在軸套上。軸套與葉輪配合端外圓當(dāng)葉輪口環(huán)使用，葉輪與軸套間用四氟墊密封,墊子和軸套簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖(2)和圖(3)；密封墊子的鎖緊力靠一、二級(jí)葉輪外側(cè)厚度為10mm的鎖緊螺母提供；允許的軸向竄量為0.1mm---0.2mm。其相關(guān)的配合間隙如下：中間襯套與泵殼的口環(huán)間隙為0.3mm；兩級(jí)葉輪的口環(huán)間隙為0.6mm。
    泵在1999年12月投入運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常發(fā)生過(guò)載跳車和高壓端漏料，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，拆檢發(fā)現(xiàn)低壓端軸承保持架損壞,中間襯套與泵殼上的口環(huán)磨損嚴(yán)重，高壓端泵軸與軸套之間有物料滲入的痕跡。

二：原因分析
    A：高壓端軸套密封墊的鎖緊螺母鎖緊力不足、防松結(jié)構(gòu)不理想，導(dǎo)致物料易從軸與軸套間泄漏
　在安裝泵時(shí)以低壓端的葉輪定位，將低壓端的葉輪螺母緊到位后才能緊高壓端以保證葉輪無(wú)相對(duì)軸向竄量，這樣兩只葉輪的共4只密封墊子實(shí)際上低壓端的螺母僅封死1只也就是低壓端葉輪背部墊子，另3只密封墊子全靠高壓端的鎖緊螺母緊固而造成鎖緊力不足；螺母的防松是靠止退墊圈來(lái)實(shí)現(xiàn)的，我們認(rèn)為此種防松結(jié)構(gòu)在重載高速情況下使用的效果不好，每開(kāi)停一次都會(huì)有所松動(dòng)，實(shí)際情況是采用此結(jié)構(gòu)每停一次都要對(duì)鎖緊螺母再次進(jìn)行緊固。否則，啟動(dòng)后就會(huì)出現(xiàn)漏料。
    B：選用的機(jī)械密封在結(jié)構(gòu)上有商討之處　
    動(dòng)環(huán)背部的“O”形圈與軸套的輔助密封結(jié)構(gòu)在高壓差情況下易發(fā)生漏料。推環(huán)2是平面圓環(huán)，此種輔助密封結(jié)構(gòu)在高壓差存在以上缺點(diǎn)[1]：一是“O”形圈易被擠入軸套和動(dòng)環(huán)之間縫隙中；二是彈簧力經(jīng)推環(huán)直接作用在動(dòng)環(huán)上，當(dāng)工作壓力有波動(dòng)時(shí)，推環(huán)推動(dòng)動(dòng)環(huán)作補(bǔ)償移動(dòng)時(shí)“O”形圈與動(dòng)環(huán)接觸點(diǎn)和“O”形圈與軸套的接觸點(diǎn)無(wú)法做到同步移動(dòng)容易造成漏料。
    C：低壓端的軸承選用有商討之處
    低壓端軸承選用的是能承擔(dān)一定軸向力的6309深槽球軸承，我們認(rèn)為6309軸承在泵軸因受熱伸長(zhǎng)時(shí)內(nèi)外圈不能做到同步移動(dòng)。當(dāng)泵正常工作時(shí)，泵軸有近50℃的溫升，泵軸和泵殼因受熱會(huì)軸向伸長(zhǎng)，由于泵軸和泵殼選用材料不同兩者受熱伸長(zhǎng)不可能做到同步同等大小，當(dāng)伸長(zhǎng)的差值大于軸承箱軸向預(yù)留的間隙時(shí)，就會(huì)受到低壓端軸承的阻當(dāng)而不能自由伸長(zhǎng)，當(dāng)?shù)蛪憾说妮S承承擔(dān)的軸向力超過(guò)軸承的承受極限后會(huì)導(dǎo)致低壓端軸承的保持架壞，軸與中間襯套的口環(huán)單邊間隙僅為0.15mm，軸承保持架壞導(dǎo)致中間襯套與泵殼上的口環(huán)相磨而引起泵的過(guò)載跳車。
    泵在安裝時(shí)軸的軸向允許竄量?jī)H為0.1mm--0.2mm,而目前國(guó)內(nèi)泵一般此種情況下預(yù)留的軸向間隙在0.5mm左右。

    三：改進(jìn)措施
   A：將高壓端的鎖緊螺母的厚度由10mm改為15mm，同時(shí)將此螺母的后部分有兩絲扣采用襯尼龍墊翻邊壓制成，使螺母本身具有自動(dòng)防松功能（靠尼龍與絲扣的摩擦力防松）。
    B：選用多彈簧機(jī)械密封，改進(jìn)動(dòng)環(huán)背部的密封結(jié)構(gòu)。推環(huán)采用階梯環(huán)，在動(dòng)環(huán)背部的“O”形圈前加一厚為1mm的四氟平墊，此四氟平墊起到防止“O”形圈被擠入動(dòng)環(huán)和軸套之間的縫隙中。此種輔助密封結(jié)構(gòu)當(dāng)介質(zhì)壓力產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，由于推環(huán)將推動(dòng)動(dòng)環(huán)和“O”形圈作為一整體移動(dòng)，杜絕了從動(dòng)環(huán)與“O”形圈接觸點(diǎn)處產(chǎn)生的泄漏，減少了泄漏點(diǎn)數(shù)。為了裝新選的機(jī)械密封對(duì)原軸套的結(jié)構(gòu)作了相應(yīng)的改動(dòng)。
    C：將低壓端的軸承改用NU309滾柱軸承。該型軸承的保持架、滾柱和外圈為一整體，軸承內(nèi)圈為一部件。這樣能保證泵軸在工作時(shí)軸向自由伸長(zhǎng)。
    D：在不影響工藝生產(chǎn)條件下對(duì)相關(guān)的配合參數(shù)作了改動(dòng)，將葉輪口環(huán)間隙由0.6mm改為0.8mm，中間襯套與蝸殼的配合間隙由0.3mm改為0.6mm。

四：結(jié)論　
    經(jīng)過(guò)上述的改進(jìn)，該泵的使用周期得到極大的延長(zhǎng)，最長(zhǎng)的使用了15個(gè)月，有力促進(jìn)了生產(chǎn)的穩(wěn)定和降低了大量的檢修費(fèi)用。