王　勇　陈文忠　张　曙（中国石油独山子石化公司　新疆独山子）

酸性水磁力泵故障原因分析及解决措施

王勇陈文忠张曙
（中国石油独山子石化公司新疆独山子）

120t/h酸性水汽提单元装置二套原料水泵P-101A/B，由于介质颗粒进入石墨滑动轴承，石墨滑动轴承润滑不良，频繁开停等原因，造成P-101A/B多次发生零件破坏性故障。从工艺和设备两方面分析，最终找到P-101A/B故障的根本原因，提出解决措施及操作和检修过程中值得注意的问题。

磁力泵石墨滑动轴承故障分析

一、前言

120 t/h酸性水汽提单元装置二套原料水泵P-101A/B是由海密梯克泵业提供，型号MCN80-50-315单级磁力泵（图1），作用是将来自加氢联合的含硫污水（有少量焦粉颗粒）经过酸性水储罐内储存后，由0.1 MPa加压到1.2 MPa，输送到酸性水汽提塔中进行反应。可见P-101A/B是酸性水汽提单元装置的核心设备，如出现停泵，将直接影响加氢联合车间的正常生产。

图1　MCN80-50-315单级磁力泵

（1）结构。海密梯克磁力泵是轴向吸入、径向排出的卧式完全无泄漏离心泵，泵轴通过磁力联轴器传动，无旋转轴封装置，海密梯克磁力泵实现零泄漏。

（2）轴承。海密梯克磁力泵的驱动轴通过滚动轴承支承，滚动轴承由其自身的润滑脂进行润滑；泵轴通过水力滑动轴承支承，滑动轴承的润滑与冷却，由泵所输送的介质来完成，无需外加润滑油和冷却水系统。

（3）磁力联轴器。海密梯克磁力泵的磁块是高质量的稀土永磁材料，其最高不可逆退温度可达350～400℃，充分保证了磁力联轴器具有可靠的性能。正常工作时，磁力联轴器与三相异步电机同步运转，性能稳定，而且永久磁铁具有很高的稳定性，能防止在组装和拆卸转子时或泵在最大传递扭矩下工作时产生的不良影响。

（4）轴向力平衡。在工作时，海密梯克磁力泵的轴向力由水力自动平衡，推动盘只在启动和停车时承受瞬时的轴向推力作用。

二、故障现象（表1）

表1　故障现象

图2　叶轮口环和壳体口环磨损

三、原因判断与分析

1.问题判断

①石墨滑动轴承润滑、冷却不良。②石墨滑动轴承内进入杂质。③各部零件配合间隙不合适。④零配件材料选用不合适。⑤轴端节流孔方式选用不好。P-14运行期间，V-29压力、温度、液位稳定无大幅波动；P-14A转速控制稳定，根据负荷维持在5050 r/min附近；出口流量阀调节平稳流量稳定。根据泵的实际运行状况认为：进口管线并未抽空不可能有空气。机泵已处于正常工作转速。进口管线液体压力和温度并无异常，不会发生汽化。机泵不可能发生转向错误，这是由原动机蒸汽透平转向所决定的，不可能发生转向错误。

2.原因分析

（1）石墨滑动轴承润滑、冷却不良。拆检P-101A，发现轴端节流堵头脱落，使得高压介质无法进入石墨滑动轴承进行润滑、冷却，造成滑动轴承干摩擦发热而破碎，最终使转子组件发生破坏性损坏（图5）。

图3　口环紧固螺栓脱落叶轮键槽受损

图4　泵轴受损断裂

图5　轴端有节流堵头

海密梯克磁力泵设计轴端有M10的螺纹孔内装有一个节流堵头，堵头规格为（M10×10 mm螺钉，中间钻有直径4 mm的通孔），作用是将叶轮出口的高压介质通过节流堵头进行节流，防止叶轮出口的高压冷却冲洗介质从轴的中心孔快速泄到泵进口低压区，从而顺利完成石墨滑动轴承的润滑、冷却和冲洗。

（2）石墨滑动轴承内进入杂质。拆检P-101A，发现石墨滑动轴承、前后推动盘、轴、叶轮键损坏，叶轮口环、耐磨板均严重磨损，入口滤网表面有较多油泥状及微小颗粒杂质，滤网有局部破损现象，使得含硫污水中的焦粉进入石墨滑动轴承，堵塞了润滑途径，造成滑动轴承干摩擦发热而破碎。

操作工启动P-101A前灌泵时，频繁手动盘车，造成低压流动介质中的杂质进入滑动轴承，使得该泵越盘越重，无法运行，拆检发现的轴承内微小颗粒和轻微磨损痕迹可以为证。

3.各部零件配合间隙不合适

由于介质内含有焦粉颗粒，在磁力泵运行一定时期，操作工会频繁开、停泵，对过滤网进行清洗，因为泵在启动和停泵瞬间，转子最不平稳，使得转子动静部分发生摩擦，逐渐叶轮各部配合间隙变大，从而使转子的液力平衡遭到破坏，严重时，会使转子组件发生破坏性损坏（图6）。

4.零配件材料选用不合适

海密梯克磁力泵轴、键、叶轮的材料均选用00Gr17Ni14Mo2奥氏体不锈钢，美国钢材牌号为316L，316L不锈钢抗拉强度σb≥520 MPa，条件屈服强度σ0.2≥205 MPa，其化学成分为17Cr-14Ni-2Mo，因添加Mo，故其耐蚀性和高温强度特别好，可在苛刻严酷的条件下使用，加工硬化性优（无磁性）。比较适宜原油含硫较高的情况，但刚性差。断裂出轴外径为28 mm，内开有直径8 mm的孔，还铣有宽度为6 mm的键槽，所以承载的剪切应力较低，造成轴端疲劳断裂、键碎裂。

图6　叶轮与壳体、叶轮与耐磨板配合

表2　配件明细

四、解决措施

用螺纹锁固胶或铆接等措施对轴端节流堵头进行防松处理，避免发生堵头脱落现象；修改磁力泵工艺操作规程，严禁在启泵前手动盘车；将含焦粉介质的过滤工作提前到加氢联合车间输送过程前完成；规范操作，严禁频繁开、停泵；停用的备用泵必须用无盐水进行冲洗，避免长时间停用结晶；与厂家联系，对零部件材料进行升级。

五、直接经济效益

2015年造成磁力泵零配件破坏性大修共6次，大修1台次所用配件明细见表2。故，材料费＝大修1台次所花费用×大修总台次≈20.9万元。

六、结论

通过采取改进措施，P-101A/B破坏性故障消除，保证120 t/h酸性水汽提单元装置及上游加氢联合车间各装置的平稳运行和炼油新区的正常生产，检修次数减少，工人的劳动强度降低。

〔编辑利文〕

TH17

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