熱油泵改造軸封方法探索

程小華，于曉博，薛鑒鵬，楊文廣，袁冬梅

（1.浙江石油化工有限公司，浙江 舟山 316200；2.獨(dú)山子石化公司，新疆 克拉瑪依 833600）

化工企業(yè)作為現(xiàn)代化工業(yè)的重要支柱之一，有著其自身的特點(diǎn)。介質(zhì)有毒有害，易燃易爆，在輸送介質(zhì)上要求盡可能少的泄露，甚至無泄漏。對(duì)于化工企業(yè)而言，如果發(fā)生介質(zhì)泄露，輕則導(dǎo)致污染局部環(huán)境，重則造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是大面積的環(huán)境污染、巨大的人身傷亡，社會(huì)影響巨大。因此，泄露是化工企業(yè)正常運(yùn)行的一個(gè)十分嚴(yán)重的危險(xiǎn)因素。解決了泄露，就解決了化工企業(yè)的一個(gè)潛在的巨大危險(xiǎn)源。作為輸送介質(zhì)的泵，在化工企業(yè)中是存在最廣泛的基礎(chǔ)設(shè)備，因此，泵的泄漏是整個(gè)化工企業(yè)泄漏的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。整個(gè)化工行業(yè)都在千方百計(jì)地減少泄露點(diǎn)，控制泄漏率。正是在這樣一個(gè)大背景下，磁力泵應(yīng)運(yùn)而生。磁力泵動(dòng)力端和葉輪不直接接觸，靠磁力傳動(dòng)。因此，可以把傳統(tǒng)中很難做的絕對(duì)泄露的動(dòng)密封改為可以做到絕對(duì)密封的靜密封，對(duì)于防止介質(zhì)泄露具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。但是，他也有自己的弱點(diǎn)。首先就是價(jià)格昂貴。磁力泵價(jià)格是普通離心泵的3～5倍。第二，是滑動(dòng)軸承和介質(zhì)直接接觸。這會(huì)造成介質(zhì)和滑動(dòng)軸承的相互影響，存在介質(zhì)腐蝕滑動(dòng)軸承或者在軸承處自聚，影響滑動(dòng)軸承工作。第三，滾動(dòng)軸承軸承箱和外磁轉(zhuǎn)子是一體的。一旦軸承箱漏油就會(huì)進(jìn)入隔離套和外磁轉(zhuǎn)子間，影響磁力傳遞。如果介質(zhì)溫度高，還會(huì)造成油碳化，加速磨損。聚苯乙烯熱油爐泵就是這樣一臺(tái)磁力泵。該泵工作溫度高到300℃，存在普通磁力存在的所有優(yōu)缺點(diǎn)。

1 目標(biāo)現(xiàn)狀

1．1 設(shè)備簡(jiǎn)介

該設(shè)備主要參數(shù)如下（表1）。

該設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1。

從圖1中可以看出，磁力泵被隔離套劃分為以兩根軸為中心的兩個(gè)腔體。前腔體主要有軸承箱、主軸及軸承部件、外磁轉(zhuǎn)子部件組成。后腔體由蝸殼、葉輪主軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、滑動(dòng)軸承組件，推力軸承組件等組成。

1．2 存在問題

該泵自使用以來，存在軸封（迷宮密封組件1）泄漏潤(rùn)滑油的現(xiàn)象，如圖2。

泄漏潤(rùn)滑油故障統(tǒng)計(jì)如表2。

對(duì)以上熱油爐泵的歷史故障情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以得出如圖3和圖4所示的分布圖。

通過以上分布圖，可以看出故障表現(xiàn)中，油封漏油為主要故障，5次，占據(jù)總數(shù)62%；檢修發(fā)現(xiàn)問題中，油封磨損為主要因素，7次，占總數(shù)58%；檢修內(nèi)容中，更換油封7次，占總數(shù)58%。更換油封和軸承為主要檢修內(nèi)容，該軸承設(shè)計(jì)壽命為5萬小時(shí)，約為6年，該軸承實(shí)際使用壽命約為2年，軸承遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命，軸承更換的主要原因是油封故障致使軸承壽命下降。油封損壞才是主要故障。經(jīng)過分析，由于油封損壞，軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑油泄漏進(jìn)入外磁轉(zhuǎn)子和隔離套之間，在高溫下，潤(rùn)滑油逐漸碳化變?yōu)楣腆w結(jié)垢在轉(zhuǎn)子上，影響轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡并且導(dǎo)致軸承迅速損壞。

表1

圖1 該磁力泵結(jié)構(gòu)圖

圖2

表2 聚苯乙烯裝置熱油泵2016年至今故障統(tǒng)計(jì)表

圖3 故障表現(xiàn)分布圖

圖4 檢修發(fā)現(xiàn)具體故障分布圖

圖5

2 改進(jìn)措施

2．1 油封結(jié)構(gòu)

原裝迷宮密封通過一個(gè)固定在軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)突齒形部件，和軸承壓蓋上的梳齒配合形成迷宮起到密封的作用（圖5）。

2．2 改進(jìn)方案

（1）方案具體內(nèi)容：加工軸承壓蓋，擴(kuò)大軸承壓蓋內(nèi)孔，使用迷宮密封。

（2）方案的實(shí)施情況：首先加工了一套新的迷宮密封。并且對(duì)原裝迷宮密封的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整。原裝迷宮密封設(shè)兩個(gè)回油槽，一個(gè)用于回油，一個(gè)用于多余的油漏入磁缸，防止加油過量。目前，只在軸承箱內(nèi)側(cè)設(shè)置一個(gè)回油槽，槽寬由原來的10mm，變?yōu)?5mm，以增加回油量。圖6為改造后迷宮密封組件1。

經(jīng)過綜合比較可行性和經(jīng)濟(jì)性，實(shí)施改造，回油口較小，并且在迷宮密封內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)置。后發(fā)現(xiàn)這樣效果不佳，開機(jī)后，存在微量的漏油。隨后進(jìn)行了2次改造，將回油口直徑由原來的10mm逐步擴(kuò)大為15mm，并且取消了外側(cè)的回油孔。

3 效果評(píng)價(jià)

圖6

2018年初至現(xiàn)在，僅僅檢修一次，原因是定期計(jì)劃?rùn)z修，未發(fā)現(xiàn)明顯故障表現(xiàn)。解體后，發(fā)現(xiàn)迷宮密封磨損均勻，未見明顯異狀。經(jīng)過測(cè)量，一年時(shí)間迷宮密封實(shí)際磨損量為0.03mm。依據(jù)迷宮密封標(biāo)準(zhǔn)，該迷宮密封實(shí)際最大磨損量為0.15mm。也就是說，計(jì)算壽命為：0.15mm/（0.03mm/年）=5年。

4 總結(jié)和結(jié)論

熱油泵迷宮密封組件1改造成功，在使用性能上，明顯優(yōu)于原裝迷宮密封，使用壽命長(zhǎng)于軸承設(shè)計(jì)壽命，達(dá)到了預(yù)期改造效果（見圖7）。

圖7