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(中海石油化学股份有限公司，海南 东方 572600)

中海石油化学股份有限公司800 kt/a甲醇装置建设中，积极响应国家“节能、减排、环保”政策，从英国汉胜公司购置10台不同型号磁力泵。装置于2010年9月建成，在联锁试车过程中，多台磁力泵相继发生抱轴故障；其中，J433A精甲醇泵3个月内就出现7次故障，已严重影响装置安全稳定开车。现简介一下J433A故障频发的原因及处理方法，为今后出现类似问题提供借鉴。

1 磁力泵结构及特点

磁力泵由泵、磁力传动器、电动机三部分组成。叶轮、泵内轴、内磁缸、前后径向轴承和前后推力轴承组成内磁转子，被隔离罩密闭在工作腔内，隔离罩与泵体的静密封取代轴端密封以实现零泄漏。隔离罩外的外磁缸和泵外轴组成外磁转子，由电机通过联轴器传递扭矩，内磁缸与外磁缸磁力相互作用，使叶轮同步高速旋转。磁力泵与其他类型机泵相比，具有零泄漏，无辅助管线，维护和检修工作量小等优点。因此，它更加安全、环保和可靠。J433结构示意见图1，性能参数如下：

型号 8×6×11.5-F-A7 ESS

转速 2 900 r/min

流量 366 m3/h

介质 精甲醇

温度 120 ℃

压力 0.8 MPa(进口)；1.5 MPa(出口)

图1 磁力泵结构示意图

1—叶轮；2—前推力轴承；3—前径向轴承；4—内磁缸；5—隔离罩；6—外磁缸；7—后径向轴承；8—后推力轴承；9—泵内轴；10—泵外轴

2 磁力泵故障现象及过程

800 kt/a甲醇装置试车过程中，磁力泵相继出现盘不动车(抱轴)故障，检修发现泵入口滤网杂质多，叶轮口环松动及径向轴承和止推轴承损坏等。其中，J433A故障率最高，3个月内就达7次(见表1)。J433A/B的作用是将精馏塔D232回流到精馏塔回流罐D332中的甲醇，重新送回D232顶部的塔盘上；J433A/B同时停运不能超过1 h，否则 D332将爆满，装置被迫停车。多次检修将公司库存备件和厂家国内的库存耗尽，反复出现故障让厂家维修人员也束手无策，甚至已经认为磁力泵不适合这套装置的工艺流程。期间J433B也出现振动偏大，这严重威胁着装置的稳定运行。故障的重复发生，使领导决定不再采纳厂家的检修方法，而按我们的检修思路。通过认真细致地检查、测量和分析，相关尺寸调整，超差零件修复，损坏件的自测绘及自加工，J433A重新投入生产，至今还在稳定运行。

表1 J433A故障现象及检查情况

磁力泵故障频发，特别是2011年1月J433A再次抱死；结合以前故障进行分析和研究后认为，经过前段时间的检修，装置的其他磁力泵故障率大大降低，虽然J433A故障率还是很高，但工况相同的J433B经过二次检修就没有再出现故障，所以前期对磁力泵所做的检修工作是正确的，磁力泵还是适应装置工艺流程的，而J433A故障率居高不下，肯定是其故障根源没有找到，决定不再按厂家的检修方法，依靠我们自己的技术力量找到症结所在，彻底解决该问题。

3 检修措施

3.1 磁力泵前期检修措施

J433A和其他磁力泵前期检修发现如下问题。

(1)入口过滤网不合设计要求且有破损。

(2)入口过滤网处有很多硬质颗粒杂质，如铁屑、焊渣和催化剂粉等。

(3)叶轮入口口环轴向松动，防松销钉采用膨胀(弹性)销。

J433A和其他磁力泵前期检修措施如下。

(1)使用设计要求的40目的过滤网，及时修补破损滤网。

(2)由于系统方面的原因，造成入口杂质多。一是增加巡检次数，检查泵入口与出口压力的变化情况；二是增加清洗入口滤网的频次。

(3)为防止叶轮入口口环松动轴向窜出，用钻头划出凹窝，再用氩弧焊焊死，并打磨平(见图2)。

图2 焊死叶轮入口口环照片

3.2 J433A后期检修措施

3.2.1J433A后期检修发现的问题

(1)后径向轴承及止推轴承损坏。

(2)轴直线度超差，最大跳动量0.27 mm，表面粗糙度差。

(3)轴承径向间隙只有0.05 mm，设计要求为0.079～0.129 mm。

(4)轴承座装入轴承支架后径向轴承径向跳动过大，止推轴承端面跳动过大。

(5)内磁缸与轴装配后，内磁缸跳动过大，最大为0.50 mm。

3.2.2修复方法及措施

(1)更换损坏的径向轴承及止推轴承。

(2)轴直线度超差，最大跳动量0.27 mm；表面粗糙度差。

决定更换轴，但无备件，采办周期太长，而厂家不愿提供图纸，我们依据旧轴测绘(见图3、4)；从备件清单查得轴材料为S2205/S31803双相钢，根据现有材料状况选用2Cr13为轴加工材料，确保新轴的强度、刚度、耐腐蚀性达到使用要求。为了钻削轴中心φ28×300 mm的深孔(轴承润滑流道)，采用焊接方式加长钻头，成功解决钻深孔问题。

图3 新旧轴照片

图4 轴测绘图

(3)碳化硅轴承径向间隙过小，不在设计范围内。

轴承未装入轴承钢套时，经测量轴承径向间隙为0.08 mm，已是设计值0.079～0.129 mm的下限值；轴承钢套与径向轴承过盈量设计值为0.12～0.18 mm，实测为0.14 mm。

按要求将轴承钢套在烤箱加热，装入轴承后在烤箱缓慢冷却，测量轴承径向间隙只有0.05 mm(反复多次依然如此)。这表明轴承钢套与轴承过盈量过大，加热后钢套冷却收紧，将碳化硅径向轴承内径A(见图5)缩小，导致间隙只有0.05 mm。但径向轴承和止推轴承材质均为碳化硅，在1 800 ℃烧结而成，硬度特别高；曾用砂轮做打磨试验，没有磨痕，因此无法进行金加工。为保证轴承间隙符合要求，只有加工轴承钢套内孔(直径B；见图5)，以减小轴承钢套与轴承的过盈量，降低轴承钢套对径向轴承的收紧力。

图5 轴承钢套与轴承装配示意图及其照片

据查，J433能够输送250 ℃介质，而当前介质温度只有120 ℃，因此，决定将前后轴承钢套与轴承的过盈量由0.14调整到(0.07±0.01) mm。装配后测量前后径向轴承间隙分别为0.075和0.08 mm。

(4)轴承座装入轴承支架后径向轴承径向跳动过大。

经测量查，前后轴承支架内孔尺寸A超标，最大为108.15 mm，设计为108.02 mm(见图6)，且呈现出椭圆度，其中后轴承支架内孔椭圆度偏差高达0.14 mm，轴承钢套外径为107.98 mm。磁力泵是高精设备，零件间的配合间隙及技术要求，是依靠加工精度保证的，而轴承座与轴承座支架间隙达0.17 mm，造成轴承座与轴承座支架同轴度超差，且轴承座支架起不到固定轴承钢套的作用。

图6 轴承钢套与轴承座支架装配示意图及其照片

由于没有备件，采取修复轴承支架的办法。首先合理选择加工基准，将轴承支架内孔车圆，再用电刷镀增厚，最后加工到要求的尺寸范围。经再次安装测量，前径向轴承跳动0.01 mm，后轴承径向跳动0.02 mm，满足设计标准要求(≤0.03 mm)。

(5)内磁缸与轴装配后，内磁缸径向跳动过大。

内磁缸与轴装配后，在车床打表检测径向跳动量达0.50 mm，严重超标。检查内磁缸与轴配合间隙为0.03 mm，符合要求；用手摸内磁缸与碳化硅轴承贴合面，可以感觉到有凹凸台，判断有磨损。用杠杆表检测内磁缸与轴承贴合面跳动量为0.15 mm，正是这0.15 mm使轴与内磁缸垂直度超差，导致内磁缸径向跳动量高达0.50 mm。

修复方法为，正确选择加工方式，找正基准，将内磁缸磨损面光掉0.25 mm，打表检测跳动为≤0.02 mm。将内磁缸与轴装配后检测，内磁缸径向跳动为0.10 mm，符合设计要求(≤0.10 mm)。内磁缸与轴装配示意见图7。

图7 内磁缸与轴装配示意图及其照片

至此，检修完毕，设备试车各参数(电流、压力、温升)符合要求，振值小于4 μm。

4 结束语

800 kt/a甲醇装置试车阶段，各磁力泵相继发生故障，特别是J433A，厂家对此也束手无策，更换一套前后径向/止推轴承的费用为2万元，且多次检修耗尽了库存配件，装置安全稳定运行受到严重威胁。装置一旦因此而被迫停车，一天的经济损失高达700万元，在无配件(或无法自行加工)的情况下损失更加严重。而且，反复地检修造成零件安装基准面损坏，配合超差，这给问题查找、零件修复与调整带来困难；特别是轴完全靠自行测绘、加工(加工泵轴为公司节约5万元)，设定技术标准。其中，厂家给的技术标准在实际装配中无法达到，结合现场工艺情况，我们调整技术要求，重新加工零件装配尺寸，使零件装配间隙符合设计要求。至今，磁力泵运行良好。