給水泵平衡環(huán)密封失效的原因分析及處理

屈志成

摘 要：本公司的給水泵為FT320-150型，其平衡環(huán)與出水段之間為耐熱O型圈密封，在高溫工作環(huán)境下，該耐熱O型圈出現(xiàn)炭化造成密封失效，使平衡管壓力升高，泵不能安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，針對(duì)該型給水泵的這個(gè)弱性，進(jìn)行相應(yīng)方式的處理，使給水泵能夠在短時(shí)間內(nèi)投入到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中。

關(guān)鍵詞：C60/8.83-0.981 FT320-150 出水段 平衡環(huán) 平衡管 密封 O型圈

中圖分類號(hào)：TK223.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（b）-0039-02

本公司現(xiàn)裝機(jī)為2臺(tái)C60-8.83/0.981型抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，配置3臺(tái)給水泵，正常2運(yùn)1備。給水泵型號(hào)FT320-150，流量310m3/h，揚(yáng)程1500m，軸功率1458kW，吸入壓力0.5（t=158℃）MPa，轉(zhuǎn)速2985rpm。

1 改造原因

2013年9月23日，#3給泵平衡管壓力達(dá)到0.735MPa，#3給泵入口壓力0.62MPa。雖然沒有超過運(yùn)行規(guī)程規(guī)定的平衡管壓力不得高于泵入口壓力0.2MPa，但現(xiàn)已有逐漸上升的趨勢(shì)，為保證設(shè)備的完好狀態(tài)，需要對(duì)#3給泵平衡環(huán)進(jìn)行解體檢查，查找漏點(diǎn)，進(jìn)行處理。

進(jìn)行#3給泵自由端拆除，最終拉出平衡環(huán)，發(fā)現(xiàn)平衡環(huán)背面密封用的耐熱O型圈已炭化失效，僅殘留少量的炭化余塊，給泵出口的水從該密封失效處沖刷給泵出水段，最終漏到平衡管中，使平衡管壓力逐漸升高。

2 處理辦法

2.1 第一種處理辦法

采用在出水段位于平衡環(huán)大徑處的圓柱內(nèi)孔處配裝一套耐熱O型圈密封裝置，具體加裝辦法如圖1所示。

（1）尋找發(fā)現(xiàn)出水段位于平衡環(huán)大徑處的圓柱內(nèi)孔的里側(cè)內(nèi)表面為機(jī)加工表面，可以利用此面作為密封的一個(gè)有效面。但發(fā)現(xiàn)該有效面的外側(cè)存在軸向長度約4mm左右的非加工表面，且該非加工表面直徑小于有效面的直徑，判斷為該非加工表面是有效面機(jī)加工前的原鑄造表面狀態(tài)，于是用手工電磨的變法將該非加工表面進(jìn)行打磨，使之直徑大于有效面的直徑，以便其不妨礙配裝O型圈密封裝置的正常安裝。

（2）將平衡環(huán)的大徑外側(cè)部位車出2個(gè)臺(tái)階，外臺(tái)階為10.3mm×4.8mm，次臺(tái)階為4.3mm×5.5mm。

（3）配做1個(gè)壓環(huán)，規(guī)格為Φ256.4+0.03-0.02×Φ235.4×5.0mm。

（4）購買Φ256×6.0mm的耐熱O型圈，也可采用耐熱O型圈進(jìn)行粘接。

以上材料和加工件趕做齊備后，進(jìn)行配加O型圈密封裝置的安裝，然后再恢復(fù)安裝其他給泵拆下的部件。

此方法曾在2009年2月#1給泵同樣問題處理上進(jìn)行了應(yīng)用，密封效果優(yōu)良，不再泄漏，后來在機(jī)組檢修期間進(jìn)行了平衡環(huán)的更換。

這次處理#3給泵在該問題上欲采用此辦法同樣處理，但#3給泵的平衡環(huán)送到該廠機(jī)加工點(diǎn)進(jìn)行車制臺(tái)階，發(fā)現(xiàn)車不動(dòng)，車刀掉屑但平衡環(huán)不掉屑。分析原因，該泵的平衡環(huán)材質(zhì)雖然和原#1給泵的相同，均為2Cr13，但因?yàn)?3給泵的平衡環(huán)更換過，新平衡環(huán)的表面進(jìn)行了滲氮處理，將表面層磨掉一些仍然加工不動(dòng)。

2.2 第二種處理辦法

針對(duì)應(yīng)用第一處理辦法實(shí)際遇到的困難，為達(dá)到短時(shí)間內(nèi)使#3給泵恢復(fù)運(yùn)行的目的，需要想其他的辦法來處理。

焊接，即在平衡環(huán)與出水段間預(yù)加裝O型圈的位置將兩者焊接起來達(dá)到密封的效果。

應(yīng)用此辦法需要做的工作如下。

（1）了解平衡環(huán)與出水段兩者的材質(zhì)，選擇適用的焊絲。

（2）將平衡環(huán)預(yù)加裝O型圈位置處的圓周直角打磨出圓周焊接坡口。

（3）平衡環(huán)回裝，進(jìn)行平衡環(huán)與出水段間的氬弧焊密封焊接，進(jìn)行著色探傷，檢查焊口情況。

（4）最后回裝其他拆下的部件，進(jìn)行抬軸試驗(yàn)。

3 實(shí)施及效果

24日下午處理方案確定后，開始進(jìn)行實(shí)施，依次進(jìn)行的工作步驟如下。

（1）了解平衡環(huán)與出水段兩者的材質(zhì)，選擇適用的焊絲。平衡環(huán)的材質(zhì)為2Cr13表面滲氮，出水段的材質(zhì)為ZG35，采購A507焊條對(duì)應(yīng)的焊絲或A302焊條對(duì)應(yīng)焊絲。

（2）將平衡環(huán)預(yù)加裝O型圈位置處的圓周直角打磨出圓周焊接坡口，用角磨機(jī)進(jìn)行打磨，雖然金屬滲氮比較硬，但仍能進(jìn)行打磨。

（3）將平衡環(huán)回裝，進(jìn)行平衡環(huán)與出水段間的氬弧焊密封焊接，首先將平衡環(huán)四周點(diǎn)焊在出水段上，以便于中心不偏移；然后進(jìn)行對(duì)面對(duì)稱焊接，直至焊完全周；最后進(jìn)行著色探傷，沒有發(fā)現(xiàn)焊接缺陷。

（4）焊接后焊肉局部焊點(diǎn)高出了平面，再將平衡環(huán)的緊定壓緊用的壓環(huán)對(duì)應(yīng)處打磨出坡口來包容焊肉，該壓環(huán)打出坡口對(duì)緊定壓緊作用沒有影響。

（5）最后回裝其他拆下的部件，測(cè)量抬軸為0.55mm，放入下瓦后抬軸為26絲，均正常。

當(dāng)天夜間#3給泵經(jīng)投運(yùn)后觀察，平衡管壓力恢復(fù)正常，密封效果很好。該泵一直運(yùn)行到#2機(jī)組11月機(jī)組小修，平衡管壓力一直正常。

4 給泵大修時(shí)出水段的修復(fù)

#2機(jī)組11月份開始小修，利用該機(jī)會(huì)，#3給泵進(jìn)行大修。

解體后發(fā)現(xiàn)給泵出水段出現(xiàn)了3處沖刷，即平衡環(huán)背面接觸的密封處、平衡環(huán)安裝孔的圓周面處、末級(jí)導(dǎo)葉套固定用的止口處，均進(jìn)行了修復(fù)，修復(fù)的方案是：平衡環(huán)背面接觸的密封處和平衡環(huán)安裝孔的圓周面處采用了車削掉并配裝L型碳鋼回轉(zhuǎn)體再進(jìn)行先焊接后車削修整的修復(fù)方式，末級(jí)導(dǎo)葉套固定用的止口處采用了先補(bǔ)焊后車削修整的修復(fù)方式。該種修復(fù)方式不需要更換出水段，節(jié)省了6萬元的備品費(fèi)用，同時(shí)也節(jié)省了30d的備件生產(chǎn)時(shí)間。

5 結(jié)語

針對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的同樣問題也需要根據(jù)實(shí)際情況分別采取不同的辦法來處理，并要詳細(xì)觀察設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和若干細(xì)節(jié)，開發(fā)思維能力綜合思考，因地制宜，最終取得可行的方案進(jìn)行解決實(shí)施，使設(shè)備能夠在最短的時(shí)間得以恢復(fù)，重新投入到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中。

同時(shí)充分利用機(jī)組大小修的有利時(shí)機(jī)，將非常規(guī)處理的設(shè)備進(jìn)行常規(guī)處理，恢復(fù)設(shè)備完好的健康狀況。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭立君.泵與風(fēng)機(jī)[M].北京：水利電力出版社，1988.

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