AC180離心液氧泵響聲大故障分析及處理

韓利兵 陳金英 朱海琴

1.問題

與1000m3液氧儲槽配套AC180液氧泵，預冷啟動后響聲大。盤車沒有發現異常，重新加溫、預冷、啟動，響聲依然很大。隨后將泵解體，發現葉輪緊固螺栓松動，誘導輪晃動量很大。葉輪與誘導輪的軸向接觸端面磨損嚴重。葉輪（鑄造黃銅）內孔嚴重磨損，磨損量0.9～1mm。葉輪鍵槽兩個，一長一短，長的固定誘導輪）嚴重磨損，其中的鍵有一個斷為兩節。葉輪、誘導輪頂部與機殼有輕微磨損的痕跡。葉輪前后輪盤、輪蓋密封有磨損的痕跡。

2.原因

（1）汽蝕造成響聲大。離心泵運轉時，葉輪內部的壓力不同，進口處壓力較低，出口處壓力較高。而液體的汽化溫度與壓力有關，壓力越低（或越高），對應的汽化溫度也越低（或越高）。如果液體進到泵里的溫度高于進口壓力所對應的汽化溫度，則部分液體會產生汽化形成氣泡。當氣泡被液體帶到壓力較高的區域時，由于對應的汽化溫度相應提高，蒸汽又會重新冷凝成液體，氣泡迅速破裂。這時，由于氣、液的密度相差幾百倍，所以在氣泡凝結、體積突然縮小的瞬間，周圍的液體便以很高的速度沖向氣泡原來所占的空間，在液體內部發生猛烈沖擊。這種現象如果發生在葉片表面，則金屬材料因反復受到沖擊應力而被侵蝕，即汽蝕。汽蝕過程發生時，出口壓力激烈波動，流動的連續性遭到破壞，泵的流量急劇下降。

由于壓縮的是低溫飽和液體，和室溫相差近200℃，如果預冷不好，極容易造成液氧介質汽化或者汽蝕現象的發生，造成泵體振動并且噪聲大。汽蝕能對泵造成嚴重損壞，因此汽蝕是造成響聲大的原因之一。

（2）由于設備間斷運行，頻繁啟動造成葉輪鍵槽磨損，逐漸加劇后，進一步造成葉輪內孔與軸相對運動，葉輪內孔磨損。葉輪晃動，葉輪與誘導輪與蝸殼內表面有輕微磨損。葉輪與輪盤、輪蓋密封磨損，響聲大。

3.措施

（1）汽蝕問題。為防止液體汽化，一方面可以提高液體的壓力，以提高其汽化溫度，另一方面應減少外部能量傳入，以免液體溫度提高。

（2）加強液體管路的保冷，以防液體因吸收熱量造成溫度升高而汽化。

（3）避免液體泵空轉時間過長。因為當液體泵的出口閥關閉時，泵只攪拌泵內的液體，將使液體溫度升高，以致造成汽化。

（4）液氧泵要預冷徹底。因為如果預冷不徹底，液氧進入泵后會部分汽化，應直至能放出液體為止，旁通閥的關閉過程也不要操之過急。

（5） 一旦發生汽蝕現象，應立即排氣，直至停泵處理，以確保液體泵的安全。

4.修理

（1）葉輪修復。考慮到葉輪磨損嚴重，由于沒有現成的葉輪備件，等新備件至少需要兩個星期。葉輪磨損處主要是內孔和鍵槽，測繪后對磨損的內孔和鍵槽進行補焊，并預留出機加工量。用車床加工內孔，再以內孔為基準檢查葉輪徑向、軸向跳動量，至符合技術要求為止。重新加工鍵槽，做轉子動平衡（動平衡不平衡量不超過0.1g為合格）。

（2）對軸密封，按測繪的尺寸加工，進行更換。

（3）蝸殼修復。泵體蝸殼有小裂紋，聯系制氧機廠進行焊接及探傷檢查，對殼體進行水壓實驗，打壓3MPa試驗，無滲漏現象。

5.組裝、試車

經過精心組裝，運至液氮儲槽對密封進行跑合，電氣控制系統安裝變頻調速系統，頻率從5～50Hz緩慢調整，每調5Hz（約700r/min），運轉一段時間，各參數正常后逐漸上調速度，直至額定轉速為止。經過跑合，正常預冷試運行，液氧泵運轉正常。