改造柱塞泵配件降低泵維修費用

張云 （遼河油田金馬油田開發(fā)公司 遼寧 盤錦 124010）

1 存在問題

注汽系統(tǒng)柱塞泵的維修費用呈逐年上升趨勢，經(jīng)過對維修費用發(fā)生情況進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)造成維修費用升高有兩方面主要因素：

1.1 工作腔密封效果差，造成泵腔漏水，更換閥座；

首先對這種現(xiàn)象進(jìn)行檢查分析：從理論上分析：泵的工作腔密封是通過O型圈填充在閥座與泵頭之間形成的環(huán)形間隙來實現(xiàn)的。如果密封效果不好：一是O型圈損壞，二是汽蝕產(chǎn)生的凹槽。

對O型圈的使用狀況進(jìn)行了現(xiàn)場檢查，標(biāo)準(zhǔn)尺寸要求：截面尺寸應(yīng)大于等于5.35mm。通過對4臺柱塞泵閥座的O型圈截面積進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)截面積均大于或等于5.3 mm，因此得出結(jié)論不存在密封圈損壞問題 。

對柱塞泵的工作腔進(jìn)行了現(xiàn)場解體、清洗檢查，檢查過程中發(fā)現(xiàn)用肉眼觀察有明顯溝槽，而標(biāo)準(zhǔn)要求溝槽深度0.5mm以下。 對4臺柱塞泵溝槽深度進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)溝槽深度均大大超過0.5mm，平均深度達(dá)到3.95mm。根據(jù)以上檢查得出結(jié)論工作腔磨損大是造成工作腔密封效果不好的主要原因。

1.2 柱塞磨損嚴(yán)重，造成經(jīng)常更換盤根與柱塞：

柱塞材質(zhì)耐磨性能低，在注汽任務(wù)繁重時柱塞泵常連續(xù)運行2000小時以上，在長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的過程中由于水質(zhì)等諸多因素的影響柱塞磨損嚴(yán)重，每根柱塞基本上每季度就由于磨損嚴(yán)重?zé)o法使用需要更換一次。對作業(yè)區(qū)8臺剛停運的運柱塞泵的柱塞的外表磨損情況進(jìn)行了一次全面的檢查并且與新柱塞進(jìn)行了比較：柱塞表面均分布有區(qū)域性的軸向溝痕，柱塞磨損嚴(yán)重。目前使用的為一種表面有金屬鍍層的金屬柱塞，在柱塞泵運行過程中由于柱塞直接與水接觸，由于來水中不可避免的存在著微小的硬質(zhì)顆粒，再有在高壓水流的沖擊下，導(dǎo)致柱塞表面最終因長時間往復(fù)運動而出現(xiàn)劃痕、甚至是明顯的溝槽，致使柱塞表面粗糙造成密封接觸不嚴(yán)密而產(chǎn)生滲漏。

柱塞在運行中直接接觸函體中的盤根，盤根由高分子材料制成，具有很好的韌性、彈性，為了保證滴漏量必然應(yīng)使盤根以非常大的壓力包裹在柱塞周圍，在長期連續(xù)工作條件下金屬柱塞越來越粗糙的表面產(chǎn)生的硬性拉、扯，加速了盤根破壞，形成柱塞與盤根同步損壞的惡性循環(huán)，最終造成柱塞相對其他泵配件更高的損壞頻率。

表3 柱塞泵檢查表

2 對閥座進(jìn)行改造，改變原有密封面位置

通過對泵腔清洗檢查，認(rèn)為在原密封汽蝕處下端沿軸向10cm范圍內(nèi)泵腔表面光滑平整，具備做為新密封面的條件。結(jié)合閥座的具體尺寸結(jié)構(gòu)，相對應(yīng)的我們確定應(yīng)該在閥座原凹槽下端5cm處加工凹槽放O型圈。在原閥座凹槽下端的5cm處通過車削加工出一道與原凹槽規(guī)格一樣的凹槽，安裝O型圈，使其與泵腔重新接觸形成一道新的密封面。

開始對101#泵等3臺首先進(jìn)行了改造，并進(jìn)行試運。試運期間，經(jīng)現(xiàn)場測試，泵實測排量為每小時16m3，機(jī)泵運行良好 。通過連續(xù)15天運行，對改造的柱塞泵進(jìn)行了停運檢查，工作腔內(nèi)壁基本沒有發(fā)現(xiàn)明顯溝槽，部分出現(xiàn)的痕跡大大低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大溝槽深度要求在0.5mm以下，達(dá)到目標(biāo)值。

3 替換原有金屬柱塞，采用陶瓷柱塞

目前之所以會出現(xiàn)柱塞磨損嚴(yán)重等問題主要癥結(jié)是由于柱塞材質(zhì)外表面為金屬鍍層，這種材質(zhì)不能夠完全滿足作業(yè)區(qū)鍋爐用水的水質(zhì)特性，所以改善柱塞的材質(zhì)成為減少柱塞磨損的關(guān)鍵，通過查閱書籍和請教有關(guān)機(jī)泵方面的專家，并采取邀請有關(guān)專家現(xiàn)場調(diào)研的方式進(jìn)行研究、鑒定，最后確定采用一種叫做“陶瓷柱塞”的新型柱塞替換現(xiàn)在使用的金屬鍍層表面柱塞。

首先對702#等3臺泵柱塞實施了試驗更換，我們替換了原有的金屬柱塞，改用陶瓷柱塞。 經(jīng)過10天的試運行，我們對702#泵進(jìn)行了停泵檢查 ：發(fā)現(xiàn)經(jīng)過10試運行陶瓷柱塞表面光滑無任何痕跡，沒有發(fā)生更換柱塞情況，達(dá)到目標(biāo)。

共在20臺柱塞泵上進(jìn)行實施更換柱塞60根，經(jīng)過3個月的連續(xù)運轉(zhuǎn)，機(jī)泵運行時間最高為2100小時，最低運行1560小時，對機(jī)泵進(jìn)行了解體檢查，柱塞泵函體內(nèi)壁均未出現(xiàn)明顯劃痕，部分柱塞表面顏色發(fā)生變化有些微黃但經(jīng)過3個月的運行仍舊極為光滑，沒有出現(xiàn)劃痕、溝槽等，柱塞表面未見任何明顯腐蝕、三個月未發(fā)生一次更換柱塞現(xiàn)象，而且在整個使用期間緊盤根次數(shù)也大大減少使盤根的壽命也相應(yīng)增加，在實驗期間作業(yè)區(qū)柱塞泵修理費用大大減低，總計為4.8萬元，節(jié)省維修費用近10萬元。

4 結(jié)論

通過以上兩項措施的實施，大大減少了柱塞泵維修費用，保證了注汽鍋爐高壓柱塞泵工作壓力的平穩(wěn)性。 減少了處理柱塞泵故障造成的停爐停產(chǎn)，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，減少了安全隱患，取得了巨大的社會效益。

[1]馬強(qiáng)，婁銀環(huán).油氣生產(chǎn)周轉(zhuǎn)材料使用周期影響因素分析[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2013，29（3）：22-23.

[2]馬強(qiáng).6σ管理方法在節(jié)能減排項目中的應(yīng)用[J].北京石油管理干部學(xué)院學(xué)報，2011，18（1）：34-37.