普智勤

摘 要：本文介绍了聚甲醛装置中屏蔽泵常见故障原因分析和解决处理方法及防范措施以及屏蔽泵的日常维护内容。

关键词：屏蔽泵故障原因；日常维护；原因分析

中图分类号：TQ051.21 文献标志码：A

1 屏蔽泵的工作原理

普通離心泵的驱动是通过联轴器将泵的叶轮轴与电动机轴相连接，使叶轮与电动机一起旋转而工作，而屏蔽泵是把泵和电机连在一起，泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的空间内，此空间内只有静密封，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开。定子的内表面和转子外表面装有非磁性的耐腐蚀金属薄板做成的定子屏蔽套和转子屏蔽套，与输送液体完全隔离开，使定子铁芯和转子铁芯不受浸蚀，这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。

2 聚甲醛工艺现状介绍

神华宁煤年产6万吨聚甲醛装置的聚甲醛工艺，是一个有毒有害物质较多介质易结晶易自聚，且自聚物硬度较大，腐蚀性较强的低压精细化工工艺。为确保设备管线的性能和材质满足聚甲醛工艺生产装置现场符合工作场所职业卫生标准和工艺生产的要求，聚甲醛介质物料输送泵均采用带夹套式屏蔽泵，主要是大连海密梯克和大连帝国两种品牌的屏蔽泵。整个装置共计164台屏蔽泵。

3 故障现象

聚甲醛装置屏蔽泵自2011年9月投入运行，2013年开始频繁出现屏蔽泵绝缘值低跳车，对定子进行烘干处理仅能坚持运行两周。全年累计绝缘值低损坏的屏蔽泵达15台，2014年因绝缘值低损坏的屏蔽泵达20台，2015年高达25台。针对每年如此大的损坏量，我车间技术人员进行了多方原因探究，并采取多种尝试性解决措施。

4 原因分析

2016年1月车间成立屏蔽泵攻关小组，对屏蔽泵频繁出现绝缘值低的实际情况进行分析解决。下面就聚甲醛装置屏蔽泵频繁出现绝缘值低的原因分析进行阐述。

4.1 屏蔽泵定子绕组质量不过关

如果定子绕组漆包线有破损或者匝间短路，均会引起线圈短路，绕组绝缘值低。检修时将检测屏蔽泵绝缘值低的屏蔽泵的定子屏蔽套打开，发现定子绕组漆包线外观完好，不存在破损。检测绕组匝间也不存在短路现象。将线圈做烘干处理后，绝缘值良好，不存在偏低现象。根据绕组线圈检测分析，确定定子绕组进液。引起绕组进液，有两个原因，一是接线盒受潮进水，二是定子屏蔽套磨损。

4.2 屏蔽泵接线盒受潮进水

屏蔽泵接线盒线缆是唯一与定子绕组有直接相通线缆。如果接线盒受潮或者进水，液体会顺着接线盒内的引出线渗入到定子绕组线圈内。西北地区属于干旱地区常年很少下雨，装置区也未曾用水冲洗屏蔽泵接线盒，而且屏蔽泵接线的保护等级达到IP55级别，不会导致外部液体进入接线盒内，为排除此项原因，逐个打开有故障屏蔽泵的接线盒，接线盒内无液体，卫生清洁，接线端子无任何锈蚀现象。排除屏蔽泵接线盒受潮进水这一原因。

4.3 屏蔽套磨损

定子屏蔽套磨损，液体进入绕组线圈，导致定子绕组绝缘值低。检查定子端板，无任何破损和裂纹。将屏蔽泵整个定子进行着色，然后割开定子屏蔽套，发现屏蔽套内侧渗漏有着色剂，确定导致定子绕组绝缘值偏低的原因是定子屏蔽套破损导致线圈进液。用同样的着色方法对转子屏蔽套进行检查，发转子屏蔽套也存在和定子屏蔽套一样的破损。引起定子和转子屏蔽套同时破损的原因是屏蔽泵腔体内有硬质物，导致转子和定子屏蔽泵受到磨损而破裂。

4.4 屏蔽泵入口前过滤器滤网目数偏低

为防止硬质杂物进入屏蔽泵损坏屏蔽套，聚甲醛装置屏蔽泵前均安装了Y型过滤器，若介质内存在硬质金属或大块自聚物料，势必会引起屏蔽泵屏蔽套的磨损。为提高介质的过滤效果将Y型过滤器改为篮式过滤器，将原350目的滤网改为400目的滤网，改造后屏蔽泵的损坏有所改善，但不是很明显，依然存在多台屏蔽泵屏蔽套磨损现象。

4.5 屏蔽泵伴热不够介质自聚

因聚甲醛装置介质易结晶，且结晶物的硬度较大，屏蔽泵在运行时，易对屏蔽套或轴造成磨损。针对聚甲醛装置这一工艺的特殊性，为防止输送的介质受环境温度的影响而自聚，故聚甲醛装置中输送物料的屏蔽泵均采用夹套式保温，设计之初采用50℃循环水进行保温，每年一到冬季，屏蔽泵因屏蔽套磨损损坏的现象较多。为排除这原因，将屏蔽泵的50℃夹套水改为80℃夹套水，且在屏蔽泵外部缠上蒸汽伴热的铜管。经此改造冬季屏蔽泵损坏的现象有所下降，但屏蔽泵屏蔽套磨损的现象依然存在。

4.6 工艺操作温度的控制

聚甲醛工艺中输送物料中含有甲酸，工艺操作温度控制不到位，会导致介质中甲酸含量超过设计值，甲酸含量较高，酸性较强，久而久之会腐蚀屏蔽泵的部件，也会出现屏蔽套磨损的现象。针对这一推测，制定屏蔽泵运行的周期与工艺物料特性的对应曲线表，根据曲线图反应，工艺控制温度高于设计温度20%以上，屏蔽泵因腐蚀造成的磨损损坏现象就越多；工艺控制温度低于设计温度15%以下，屏蔽泵因物料自聚造成的磨损损坏现象较多。

4.7 屏蔽泵零部件的装配

在屏蔽套磨损原因的查找中发现，每个因屏蔽套损坏的屏蔽泵，屏蔽泵的转子轴都有磨损造，轴套的配合间隙也超过原出厂时的装配值。经分析转子轴之所以会磨损，是因为碳化硅轴套内部的金属弹性衬套与轴过渡配合。因聚甲醛装置自身工艺的原因，系统内介质的甲酸含量较高，且部分介质中还带有少量硫酸，导致屏蔽泵的内件被腐蚀。因这种腐蚀的产生，导致金属弹性衬套与轴之间的过渡配合逐渐变为间隙配合。泵运行时，金属弹性衬套和转子轴的间隙配合引起金属弹性衬套与转子轴发生相对转动，致使转子轴磨损，因转子轴的磨损，转子转动时径向位移量就会增加，屏蔽泵运行时转子就会发生径向窜动。

5 解决及预防方法

根据以上对屏蔽泵频繁故障的原因分析，我们从以下几个方面采取以下措施进行防范：

一是，预防屏蔽泵体内介质的结晶物积存。加大屏蔽泵入口前过滤器滤芯的目数，防止管道内结晶的物料进入屏蔽泵；提高屏蔽泵夹套水的控制温度和在泵体增加蒸汽伴热，防止泵体内介质因温度过低而结晶。

二是，严格控制输送介质的甲酸含量。加强工艺人员的操作管理，统一操作指令，记录工艺状况良好时的各工艺参数，将操作温度控制在设计温度±10%。

三是，定期检查屏蔽泵内部件

化工装置 一般是连续运行，为了避免和减少屏蔽泵的突发性故障，根据介质中酸含量的数值及停留的时间，对屏蔽泵实施定期检查，主要检查以下内容：

（1）检查滑动轴承组件、轴承套磨损情况，测量其之间间隙；

（2）检查紧固件腐蚀情况；

（3）检查叶轮口环与耐磨盘磨损情况，测量间隙并修复；

（4）检查屏蔽板密封情况，并更换密封垫片；

（5）检查定子屏蔽套与转子屏蔽套磨损情况，测量间隙；

（6）检查泵转子窜量、测量转子各部跳动；

（7）检查电机外部接线相序及三相绕组绝缘；

（8）更换叶轮、耐磨板、滑动轴承组件、滑动轴承套、轴套、不锈钢轴套、前后端轴承体、叶轮锁紧螺母及紧固螺钉等部件；

（9）检查屏蔽泵夹套腐蚀情况，修复或更换外层夹套。

四是，减少屏蔽泵转子的径向窜动。在金属衬套内部加装一衬套，一是可以将金属衬套与轴分离开，二者不发生接触减少了磨损；二是加裝后可以减少金属衬套与转子轴发生相对转动的阻力。经试验，因聚四氟乙烯材料耐磨性好，耐腐蚀性强，且取材方便，最终选用聚四氟乙烯制作衬套并加装使用。

6 运行情况

自通过改造和维护以来，未出现因定子屏蔽套及转子屏蔽套磨损造成屏蔽泵返厂或外委维修，解决了屏蔽泵返厂或外委频繁，造成设备无备用，运行紧张的局面，且大幅度降低了此问题外委维修费用，同时改造后一并减少了其他零部件的磨损，降低了消耗。

参考文献

[1]大连帝国屏蔽电泵有限公司.大连帝国屏蔽泵使用说明书[Z].

[2]大连海米提克屏蔽泵业有限公司.大连海米提克屏蔽泵使用说明书[Z].