125LCB-350x2型羥胺供料泵故障分析及處理

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

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,運行的好壞直接關(guān)系到整個生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。我廠在擴能改造中新增加的羥胺供料泵是國內(nèi)研制的雙級離心泵，其型號為125LCB-350X2。其輸送的介質(zhì)為域機工藝液，其組成見表一。泵的進口壓力為常壓，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℃,電機功率160KW。
表一 羥胺供料泵的進料離子組成情況{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)特點為：為減小泵的體積和軸向力，兩級葉輪采用面對面安裝；第一級葉輪與軸臺接觸，在軸上定位。第二級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，為防止軸承工作時溫升過高，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}平衡型機械密封,機械密封裝在軸套上。軸套與葉輪配合端外圓當葉輪口環(huán)使用，葉輪與軸套間用四氟墊密封,墊子和軸套簡圖見圖(2)和圖(3)；密封墊子的鎖緊力靠一、二級葉輪外側(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；兩級葉輪的口環(huán)間隙為0.6mm。
    泵在1999年12月投入運行時，經(jīng)常發(fā)生過載跳車和高壓端漏料，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，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，導致物料易從軸與軸套間泄漏
　在安裝泵時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相對軸向竄量，這樣兩只葉輪的共4只密封墊子實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實現(xiàn)的，我們認為此種防松結(jié)構(gòu)在重載高速情況下使用的效果不好，每開停一次都會有所松動，實際情況是采用此結(jié)構(gòu)每停一次都要對鎖緊螺母再次進行緊固。否則，啟動后就會出現(xiàn)漏料。
    B：選用的機械密封在結(jié)構(gòu)上有商討之處　
    動環(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[1]：一是“O”形圈易被擠入軸套和動環(huán)之間縫隙中；二是彈簧力經(jīng)推環(huán)直接作用在動環(huán)上，當工作壓力有波動時，推環(huán)推動動環(huán)作補償移動時“O”形圈與動環(huán)接觸點和“O”形圈與軸套的接觸點無法做到同步移動容易造成漏料。
    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一定軸向力的6309深槽球軸承，我們認為6309軸承在泵軸因受熱伸長時內(nèi)外圈不能做到同步移動。當泵正常工作時，泵軸有近50℃的溫升，泵軸和泵殼因受熱會軸向伸長，由于泵軸和泵殼選用材料不同兩者受熱伸長不可能做到同步同等大小，當伸長的差值大于軸承箱軸向預留的間隙時，就會受到低壓端軸承的阻當而不能自由伸長，當?shù)蛪憾说妮S承承擔的軸向力超過軸承的承受極限后會導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，軸承保持架壞導致中間襯套與泵殼上的口環(huán)相磨而引起泵的過載跳車。
    泵在安裝時軸的軸向允許竄量僅為0.1mm--0.2mm,而目前國內(nèi)泵一般此種情況下預留的軸向間隙在0.5mm左右。

    三：改進措施
   A：將高壓端的鎖緊螺母的厚度由10mm改為15mm，同時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防松功能（靠尼龍與絲扣的摩擦力防松）。
    B：選用多彈簧機械密封，改進動環(huán)背部的密封結(jié)構(gòu)。推環(huán)采用階梯環(huán)，在動環(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”形圈被擠入動環(huán)和軸套之間的縫隙中。此種輔助密封結(jié)構(gòu)當介質(zhì)壓力產(chǎn)生波動時，由于推環(huán)將推動動環(huán)和“O”形圈作為一整體移動，杜絕了從動環(huán)與“O”形圈接觸點處產(chǎn)生的泄漏，減少了泄漏點數(shù)。為了裝新選的機械密封對原軸套的結(jié)構(gòu)作了相應(yīng)的改動。
    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軸向自由伸長。
    D：在不影響工藝生產(chǎn)條件下對相關(guān)的配合參數(shù)作了改動，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)過上述的改進，該泵的使用周期得到極大的延長，最長的使用了15個月，有力促進了生產(chǎn)的穩(wěn)定和降低了大量的檢修費用。