磁力泵退磁原因及改進(jìn)措施

田一宏，叢光滋，逯柏雙

（1.中國(guó)石油吉林石化公司，吉林吉林 132000；2.中國(guó)石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750000）

0 引言

目前，我國(guó)十分注重環(huán)保問題，部分生產(chǎn)企業(yè)開始應(yīng)用磁力泵。磁力泵安裝后展開調(diào)試工作時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)退磁情況，將其拆下后滑動(dòng)軸承位置磨損程度較為嚴(yán)重，多次調(diào)整更換，退磁情況依然頻繁發(fā)生，影響企業(yè)生產(chǎn)。

1 磁力泵結(jié)構(gòu)與原理

1.1 整體結(jié)構(gòu)

磁力泵整體結(jié)構(gòu)中主要組成有泵、電機(jī)以及磁力耦合器，其中，磁力耦合器屬于關(guān)鍵部件，涵蓋隔離套、內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子等零件，能夠?qū)Υ帕Ρ梅€(wěn)定性、可靠性造成影響[1]。

1.2 工作原理

磁力泵也可以稱之為磁力驅(qū)動(dòng)泵，主要原理是現(xiàn)代磁力學(xué)。通過磁鐵吸住含鐵物質(zhì)，或者磁體在磁性核心中具備磁力的效果，集制造、材料以及傳動(dòng)等3 種技術(shù)于一身。當(dāng)電機(jī)與外磁轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸器相互連接時(shí)，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與葉輪就會(huì)相互連接，從而在內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子間形成封閉隔離套。隔離套又牢牢拴在泵蓋之中，可以徹底分隔內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與外磁轉(zhuǎn)子，促使輸送物質(zhì)通過封閉形式傳到磁力泵中，不會(huì)發(fā)生泄漏等情況。當(dāng)磁力泵啟動(dòng)后，電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，然后與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生吸引與排斥，驅(qū)動(dòng)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與外磁轉(zhuǎn)子共同旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)泵軸隨之旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)輸送載體的任務(wù)。磁力泵不僅徹底解決傳統(tǒng)泵外泄問題，還能夠降低有毒有害、易燃易爆等載體因外泄造成事故的概率[2]。

1.3 磁力泵特點(diǎn)

（1）安裝與拆除過程十分簡(jiǎn)單，在任意地方都可隨時(shí)更換部件，也無需在修理與維護(hù)過程中耗費(fèi)大量成本與人力。有效減輕相關(guān)人員工作量，大量減少應(yīng)用成本。

（2）在材料與設(shè)計(jì)兩方面有著嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，在其他方面對(duì)技術(shù)工藝要求很低。

（3）在輸送載體過程中會(huì)提供過載保護(hù)。

（4）因驅(qū)動(dòng)軸承無需貫穿磁力泵外殼，僅通過磁場(chǎng)就能夠驅(qū)動(dòng)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子，在真正意義上實(shí)現(xiàn)輸送通道完全封閉。

（5）選用非金屬類型隔離套，實(shí)際厚度約為8 mm 以下，選用金屬類型隔離套，實(shí)際厚度約為5 mm 以下，但因內(nèi)壁較厚，不會(huì)在磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中被擊穿或磨穿。

2 磁力泵退磁主要原因

2.1 操作流程問題

磁力泵屬于全新技術(shù)與設(shè)施，在應(yīng)用過程中對(duì)技術(shù)要求較高。出現(xiàn)退磁情況后，為避免在企業(yè)操作與流程方面出現(xiàn)問題，應(yīng)該先行排查操作與流程實(shí)際情況。排查內(nèi)容有6 個(gè)部分。

（1）針對(duì)磁力泵出入口管線進(jìn)行排查，確保流程方面沒有問題。

（2）針對(duì)過濾裝置進(jìn)行排查，確保其中不存有任何雜物。

（3）針對(duì)磁力泵展開灌泵與排空，確保磁力泵中不存有多余空氣。

（4）針對(duì)輔料儲(chǔ)罐內(nèi)液體高度進(jìn)行排查，確保其中液體高度在正常范圍內(nèi)。

（5）針對(duì)工作人員操作進(jìn)行排查，確保操作過程中沒有任何失誤。

（6）針對(duì)磁力泵維護(hù)人員操作進(jìn)行排查，確保維護(hù)過程中遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)問題

在徹底排查以上6 方面后，就需針對(duì)磁力泵結(jié)構(gòu)展開全面分析?；瑒?dòng)軸承在磁力泵輸送載體時(shí)起到冷卻作用，因此需要確保載體流量，使其為隔離套與滑動(dòng)軸承間隙、推力環(huán)與轉(zhuǎn)軸間摩擦進(jìn)行有效冷卻潤(rùn)滑。如果滑動(dòng)軸承間僅具有一個(gè)回流孔，泵軸與回流孔之間也不相互連通，就會(huì)導(dǎo)致冷卻潤(rùn)滑作用有所下降，無法徹底清除其中熱量，也無法保持液體摩擦良好狀態(tài)。最終導(dǎo)致滑動(dòng)軸承出現(xiàn)抱軸，在此過程中外磁轉(zhuǎn)子依然會(huì)持續(xù)形成熱量。當(dāng)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子處于極限溫度以內(nèi)時(shí)，傳遞效果降低，可以改良，但如果處于極限溫度以外就無法進(jìn)行改良。即便其在停運(yùn)過程中得到冷卻，已經(jīng)降低的傳遞效果無法恢復(fù)到最初狀態(tài)，最終導(dǎo)致內(nèi)磁轉(zhuǎn)子磁性效果逐漸消失，促使磁力泵發(fā)生退磁。

2.3 載體性質(zhì)問題

如果磁力泵中輸送載體為易揮發(fā)性質(zhì)，在內(nèi)部溫度上升時(shí)就會(huì)發(fā)生汽化。但內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套都會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)之中形成較高溫度，兩者間區(qū)域也會(huì)因處于漩渦位置形成熱量，導(dǎo)致磁力泵內(nèi)部溫度直線上升。若磁力泵在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存有問題，會(huì)影響冷卻效果。此時(shí)當(dāng)載體被輸送至磁力泵之中時(shí)，就會(huì)因高溫形成汽化反應(yīng)，最終導(dǎo)致載體開始逐漸變成氣體，對(duì)磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)造成嚴(yán)重影響。除此之外，如果磁力泵中輸送載體得到的靜壓較低，就會(huì)促使汽化溫度下降，引發(fā)汽蝕情況，導(dǎo)致載體輸送被終止，最終磁力泵軸承就會(huì)因干摩擦出現(xiàn)燒毀與抱軸。雖然磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中葉輪壓力有所不同，但會(huì)因離心力效果導(dǎo)致磁力泵入口位置靜壓極低。當(dāng)靜壓比蒸汽壓還低時(shí)，載體就會(huì)形成汽蝕情況。在磁力泵與汽蝕載體相互接觸時(shí)，因汽蝕實(shí)際規(guī)模不大，不會(huì)對(duì)磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)造成顯著影響。在性能方面也不會(huì)出現(xiàn)較大反應(yīng)，但如果載體汽蝕情況擴(kuò)大至一定規(guī)模后，就會(huì)在磁力泵內(nèi)部形成大量汽泡，將整個(gè)輸送路徑完全堵死。這樣會(huì)導(dǎo)致磁力泵內(nèi)部載體流動(dòng)情況被暫停，促使泵內(nèi)因載體停止流動(dòng)形成干摩擦反應(yīng)。當(dāng)磁力泵因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)致冷卻效果不夠理想時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致隔離套溫度過高造成損壞，隨之增加載體與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子實(shí)際溫度。

3 磁力泵退磁改進(jìn)措施

3.1 改進(jìn)思路

在改進(jìn)磁力泵退磁情況時(shí)，主要是改進(jìn)磁力泵在潤(rùn)滑方面的冷卻情況，預(yù)防摩擦液不會(huì)出現(xiàn)汽化情況形成干摩擦。但又需要考量磁力泵輸送載體含有汽化與易揮發(fā)物質(zhì)，這就可以按照能量守恒定義，全面減少輸送載體速度，并通過增加靜壓加強(qiáng)載體汽化程度，從而有效預(yù)防載體在溫度過高產(chǎn)生汽化。按照這種改進(jìn)思路，就可以針對(duì)磁力泵葉輪與軸承位置展開全面改進(jìn)。

3.2 改進(jìn)措施

（1）需要把磁力泵軸承從半空心變成全空心，并徹底鉆開回流孔將其變成通孔，從而有效增加載體冷卻潤(rùn)滑實(shí)際流量。泵軸改進(jìn)前后結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 泵軸改進(jìn)前后結(jié)構(gòu)

（2）需要在安裝過程中確保螺旋槽旋轉(zhuǎn)方向相互吻合。螺旋槽作用是為載體起到?jīng)_洗與潤(rùn)滑作用，因此對(duì)于螺旋槽旋轉(zhuǎn)方向需要重要表示清楚，這樣載體在其中流動(dòng)情況就會(huì)更加順暢。在其高速旋轉(zhuǎn)過程中還會(huì)將部分熱量旋走，從而加強(qiáng)軸承與推力環(huán)冷卻潤(rùn)滑實(shí)際作用，促使摩擦過程中產(chǎn)生一層液體保護(hù)膜。

（3）需要針對(duì)葉輪部分展開切割工作，但一定要確保葉輪效率不會(huì)因切割而發(fā)生變化，切割葉輪不僅能夠降低流體流動(dòng)速度，還能夠通過靜止壓力全面加強(qiáng)載體的汽化程度，提高汽化作用。與此同時(shí)，還需擴(kuò)展磁力泵操作規(guī)模，降低在操作過程中工藝對(duì)磁力泵造成的振動(dòng)影響。

（4）需要在磁力泵中裝設(shè)保護(hù)裝置。在磁力泵運(yùn)行過程中，一旦零件出現(xiàn)過載問題，或當(dāng)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子被卡在抱軸之中，保護(hù)裝置可以使其自動(dòng)脫落，為磁力泵提供全面保護(hù)[3]。

4 磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)注意內(nèi)容

若想在根源上解決磁力泵退磁問題，除需要對(duì)其進(jìn)行全面改進(jìn)外，還需在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中注意以下內(nèi)容。

（1）在磁力泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)之前，一定要做好灌泵操作，保證磁力泵內(nèi)不存有任何空氣或氣體。

（2）磁力泵軸承需要通過輸送載體起到冷卻潤(rùn)滑作用，因此，一定要確保磁力泵不會(huì)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)情況，或全部清除所有載體，否則會(huì)導(dǎo)致軸承部分因干摩擦出現(xiàn)故障，或?qū)е麓帕Ρ脙?nèi)部溫度突然大幅上升，促使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子形成退磁。

（3）如果輸送載體中蘊(yùn)含顆粒狀物質(zhì)，一定要在磁力泵入口位置添加過濾網(wǎng)，避免過多雜物誤入磁力泵中。

（4）轉(zhuǎn)子、曲軸等零件磁性較強(qiáng)，因此在安裝與拆除過程中，需要全面考量磁力規(guī)模。否則就會(huì)對(duì)周圍電子設(shè)施造成影響，因此，一定要確保遠(yuǎn)離電子設(shè)施，再進(jìn)行安裝與拆除操作。

（5）在磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不能用任何物品觸碰外磁轉(zhuǎn)子，避免損壞，引發(fā)其他問題。

（6）不可以在磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)階段關(guān)閉出口閥門，否則會(huì)導(dǎo)致軸承與磁鋼等部位遭到損害。如果出口閥門被關(guān)閉后磁力泵依然在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一定要將此時(shí)間掌控在2 min 內(nèi)，否則會(huì)引發(fā)退磁問題。

（7）不可以利用磁力泵入口管線閥門控制載體流量，否則會(huì)出現(xiàn)汽蝕。

（8）當(dāng)磁力泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，需要適當(dāng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。確認(rèn)軸承與推力環(huán)磨損不嚴(yán)重后，將其拆下，檢查內(nèi)部部件情況。若其中部件已經(jīng)出現(xiàn)一些小問題，可立即更換新部件。

企業(yè)應(yīng)用磁力泵時(shí)，一定要全面落實(shí)以上內(nèi)容，確保磁力泵正常發(fā)揮自身價(jià)值，有效提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[4]。

5 結(jié)束語

企業(yè)應(yīng)用磁力泵后，如果頻繁出現(xiàn)退磁情況，會(huì)導(dǎo)致磁力泵無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，增加維修成本與工作量，影響企業(yè)正常生產(chǎn)。對(duì)此，企業(yè)應(yīng)強(qiáng)化對(duì)磁力泵的了解，探索磁力泵結(jié)構(gòu)與原理。在出現(xiàn)退磁情況后全面分析主要原因，只有明確原因后才可以制定改進(jìn)措施。通過本文措施可以有效避免磁力泵出現(xiàn)退磁情況，確保磁力泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有效推動(dòng)生產(chǎn)企業(yè)整體發(fā)展。