淺談螺桿泵的故障分析與處理

韓健(華北油田采油五廠高邑作業(yè)區(qū) 河北 任丘 062552)

張銳(華北油田 河北 任丘 062552)

引言

螺桿泵是一種容積式轉(zhuǎn)子泵,它是依靠由螺桿和襯套形成的密封腔的容積變化來(lái)吸入和排出液體的，它的壓力決定于與它連續(xù)的管路系統(tǒng)總阻力。其具有流量和壓力脈動(dòng)很小，噪聲小，壽命長(zhǎng)，有自吸能力，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊等特點(diǎn)。它對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、工作穩(wěn)定性、工作壽命和噪聲等都有直接影響，因此我們?cè)趯?shí)際的“管、維、用、檢”等方面都必須予以重視。

一、基本工作原理和特點(diǎn)

當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸入腔一端的密封線(xiàn)連續(xù)地向排空腔一端做軸向移動(dòng)，使吸入腔的容積增大，壓力降低，液體在差壓的作用下沿吸入管吸入腔。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，密封腔內(nèi)的液體連續(xù)而均勻地沿著軸向移動(dòng)到排出腔，由于排出腔一端的容積逐漸縮小，即將液體排出。它具有流量和壓力脈動(dòng)很小，噪聲小，壽命長(zhǎng)，有自吸能力，而且結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。一般情況下，設(shè)備在使用過(guò)程中，為防止由于某種原因（例如排出閥門(mén)未打開(kāi)），使泵鏈接管路的阻力突然增加，以致泵的壓力超過(guò)允許值而損壞原動(dòng)機(jī)，必須給螺桿泵配置安全閥，或采取其他保護(hù)措施。

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍對(duì)比

螺桿泵有單螺桿泵、雙螺桿泵和三螺桿泵等結(jié)構(gòu)類(lèi)型，其特點(diǎn)依次如下：

單螺桿泵出口壓力一般低于4M Pa，特殊情況下可達(dá)10M Pa，流量一般在0.3-40m3/h，可以輸送的介質(zhì)一般可含有固體顆粒，有腐蝕性的液體，粘度范圍大的特點(diǎn)。其泵體內(nèi)襯套常用橡膠制作，螺桿與襯套形成的工作容積大，密封性較好。

雙螺桿泵出口壓力一般低于1.5M Pa，特殊情況下可達(dá)8M Pa，流量一般在0.4-400m3/h，可以輸送的介質(zhì)一般可含有微小固體顆粒，有腐蝕性的液體，粘度范圍大的特點(diǎn)。其螺桿與螺桿，螺桿與泵體不接觸，有一定的間隙，因此密封性較差。

三螺桿泵出口壓力一般低于20M Pa，特殊情況下可達(dá)40M Pa，流量一般在0.6-600m3/h，可以輸送的介質(zhì)一般不含有固體顆粒，無(wú)腐蝕性的潤(rùn)滑性液體，粘度范圍大的特點(diǎn)，其螺桿與螺桿，螺桿與泵體不接觸，相互間的間隙很小，密封性好。

三、使用、維護(hù)和檢修中注意事項(xiàng)

設(shè)備在使用過(guò)程中，一般我們要求操作人員，在認(rèn)真落實(shí)好設(shè)備巡回檢查制和設(shè)備“十字”作業(yè)的前提下，詳細(xì)記錄檢查軸封泄漏情況、監(jiān)測(cè)軸承使用溫度和振動(dòng)、觀察各部位螺栓緊固情況和冷卻水、油封系統(tǒng)使用情況等。設(shè)備在維護(hù)與檢修作業(yè)中，在認(rèn)真落實(shí)好“兩書(shū)一表”的基礎(chǔ)上，按照“四有一卡”的工作要求，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，加強(qiáng)與設(shè)備使用單位操作人員的信息溝通與交流，準(zhǔn)確判定設(shè)備使用中出現(xiàn)的故障，并及時(shí)處理。

在設(shè)備檢修作業(yè)中，我們應(yīng)注意的安裝事項(xiàng)有：1、螺桿軸線(xiàn)直線(xiàn)度直徑的0.05mm；螺桿頂與泵體間隙為0.14-0.33mm；螺桿嚙合時(shí)齒頂與齒根間隙為0.14-0.33，法向間隙為0.12-0.25mm。2、滾動(dòng)軸承外圈與軸承壓蓋的軸向間隙為0.02-0.06mm；滾動(dòng)軸承采用熱裝時(shí)，加熱溫度不得超過(guò)100℃，嚴(yán)禁用火焰直接加熱；滾動(dòng)軸承的滾子和內(nèi)外滾道表面不得有腐蝕、坑疤、斑點(diǎn)等缺陷；滑動(dòng)軸承的襯套和軸的配合間隙為軸頸直徑的萬(wàn)分之一到萬(wàn)分之二。3、壓蓋與軸的間隙應(yīng)為0.4-0.5mm。4、聯(lián)軸器斷面間隙為2-4mm；彈性聯(lián)軸器對(duì)中時(shí)，徑向圓跳動(dòng)為0.1mm，斷面圓跳動(dòng)為0.08mm；爪式聯(lián)軸器對(duì)中時(shí)，徑向圓跳動(dòng)為0.12mm，端面圓跳動(dòng)為0.1mm。5、齒輪嚙合側(cè)間隙為0.08-0.1mm。

四、故障分析與處理

目前，采油作業(yè)過(guò)程中主要以單螺桿泵為主，正確判斷和處理設(shè)備中出現(xiàn)的各種故障，對(duì)我們的生產(chǎn)安全平穩(wěn)運(yùn)行將起到一定的作用。其主要故障可以歸納為五大類(lèi)：

1.流量不足或輸出壓力太低

此類(lèi)故障引起的原因可能是吸入壓頭不夠，泵體或管線(xiàn)漏氣，或入口管線(xiàn)或過(guò)濾器堵塞或螺桿間隙過(guò)大；可以通過(guò)增高液面，進(jìn)行堵漏處理，或進(jìn)行清理，或更換螺桿排除故障。如果是變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，還可以調(diào)整電機(jī)工作頻率來(lái)驗(yàn)證是否是襯套磨損。而機(jī)泵軸封泄露引起的流量不足或輸出壓力降低可直接直觀判斷確定。

2.運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，輸出壓力太低

此類(lèi)故障引起的原因可能是聯(lián)軸器對(duì)中不好，軸承磨損或損壞，或泵殼內(nèi)進(jìn)入雜物或同步齒輪磨損或錯(cuò)位，以及地腳螺栓松動(dòng)；可以采取的措施有重新對(duì)中聯(lián)軸器，更換軸承，或清除雜物，調(diào)整、修理或更換，以及緊固地腳螺栓等。

3.油封泄損過(guò)多

此類(lèi)故障引起的原因可能是機(jī)械密封安裝不良，機(jī)械密封零件損壞，油封壓力太低，或軸頸磨損，以及填料燒壞；可以采取的措施有更換已損零件、調(diào)整封油壓力、更換填料。

4.電機(jī)過(guò)載

此類(lèi)故障引起的原因可能是泵殼內(nèi)進(jìn)入雜物，出口壓力過(guò)高或電流表失靈以及配置比例不合要求等；可以采取的措施有清理雜物，調(diào)整溢流閥，重新配置物料等。

5.傳動(dòng)軸過(guò)熱

螺桿泵的傳輸軸過(guò)熱或電機(jī)軸承過(guò)熱，多數(shù)可能產(chǎn)生在摩擦生熱導(dǎo)致，其一是軸承缺少潤(rùn)滑油，其二是可能機(jī)泵在沒(méi)有載荷空轉(zhuǎn)運(yùn)行，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與定子的干摩擦生熱。長(zhǎng)時(shí)間的空運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致螺桿和腔體不可修復(fù)的損壞。因此螺桿泵在運(yùn)行過(guò)程中必須保障潤(rùn)滑部位有足夠的油脂，且不宜過(guò)多。同時(shí)在出現(xiàn)泵體過(guò)熱時(shí)應(yīng)立即停泵檢查，嚴(yán)禁杜絕螺桿泵空運(yùn)轉(zhuǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們對(duì)螺桿泵的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了概述，并結(jié)合設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行、維護(hù)和檢修過(guò)程中存在的故障進(jìn)行分析和總結(jié)，旨在提高使用和維護(hù)人員的實(shí)際專(zhuān)業(yè)技能，提高操作人員的理論水平，使設(shè)備實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

[1]《石油化工廠設(shè)備檢修手冊(cè)-泵》薛敦松等著，中國(guó)石化出版社，1998年6月第一版.

[2]《化工機(jī)器安裝于檢修》蕭開(kāi)梓主編，中國(guó)石化出版社，1998年10月第一版.

[3]《螺桿泵故障診斷》陳小波著，中國(guó)科技縱橫，2014年3月.