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區 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子泵,它是依靠由螺桿和襯套形成的密封腔的容積變化來吸入和排出液體的，它的壓力決定于與它連續的管路系統總阻力。其具有流量和壓力脈動很小，噪聲小，壽命長，有自吸能力，而且結構簡單緊湊等特點。它對系統的動態性能、工作穩定性、工作壽命和噪聲等都有直接影響，因此我們在實際的“管、維、用、檢”等方面都必須予以重視。

一、基本工作原理和特點

當螺桿轉動時，吸入腔一端的密封線連續地向排空腔一端做軸向移動，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。隨著螺桿的轉動，密封腔內的液體連續而均勻地沿著軸向移動到排出腔，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很小，噪聲小，壽命長，有自吸能力，而且結構緊湊簡單等特點。一般情況下，設備在使用過程中，為防止由于某種原因（例如排出閥門未打開），使泵鏈接管路的阻力突然增加，以致泵的壓力超過允許值而損壞原動機，必須給螺桿泵配置安全閥，或采取其他保護措施。

二、結構特點和應用范圍對比

螺桿泵有單螺桿泵、雙螺桿泵和三螺桿泵等結構類型，其特點依次如下：

單螺桿泵出口壓力一般低于4M Pa，特殊情況下可達10M Pa，流量一般在0.3-40m3/h，可以輸送的介質一般可含有固體顆粒，有腐蝕性的液體，粘度范圍大的特點。其泵體內襯套常用橡膠制作，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8M Pa，流量一般在0.4-400m3/h，可以輸送的介質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。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40M Pa，流量一般在0.6-600m3/h，可以輸送的介質一般不含有固體顆粒，無腐蝕性的潤滑性液體，粘度范圍大的特點，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、維護和檢修中注意事項

設備在使用過程中，一般我們要求操作人員，在認真落實好設備巡回檢查制和設備“十字”作業的前提下，詳細記錄檢查軸封泄漏情況、監測軸承使用溫度和振動、觀察各部位螺栓緊固情況和冷卻水、油封系統使用情況等。設備在維護與檢修作業中，在認真落實好“兩書一表”的基礎上，按照“四有一卡”的工作要求，嚴格執行相關的技術標準和規程，加強與設備使用單位操作人員的信息溝通與交流，準確判定設備使用中出現的故障，并及時處理。

在設備檢修作業中，我們應注意的安裝事項有：1、螺桿軸線直線度直徑的0.05mm；螺桿頂與泵體間隙為0.14-0.33mm；螺桿嚙合時齒頂與齒根間隙為0.14-0.33，法向間隙為0.12-0.25mm。2、滾動軸承外圈與軸承壓蓋的軸向間隙為0.02-0.06mm；滾動軸承采用熱裝時，加熱溫度不得超過100℃，嚴禁用火焰直接加熱；滾動軸承的滾子和內外滾道表面不得有腐蝕、坑疤、斑點等缺陷；滑動軸承的襯套和軸的配合間隙為軸頸直徑的萬分之一到萬分之二。3、壓蓋與軸的間隙應為0.4-0.5mm。4、聯軸器斷面間隙為2-4mm；彈性聯軸器對中時，徑向圓跳動為0.1mm，斷面圓跳動為0.08mm；爪式聯軸器對中時，徑向圓跳動為0.12mm，端面圓跳動為0.1mm。5、齒輪嚙合側間隙為0.08-0.1mm。

四、故障分析與處理

目前，采油作業過程中主要以單螺桿泵為主，正確判斷和處理設備中出現的各種故障，對我們的生產安全平穩運行將起到一定的作用。其主要故障可以歸納為五大類：

1.流量不足或輸出壓力太低

此類故障引起的原因可能是吸入壓頭不夠，泵體或管線漏氣，或入口管線或過濾器堵塞或螺桿間隙過大；可以通過增高液面，進行堵漏處理，或進行清理，或更換螺桿排除故障。如果是變頻電機驅動，還可以調整電機工作頻率來驗證是否是襯套磨損。而機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.運轉不平穩，輸出壓力太低

此類故障引起的原因可能是聯軸器對中不好，軸承磨損或損壞，或泵殼內進入雜物或同步齒輪磨損或錯位，以及地腳螺栓松動；可以采取的措施有重新對中聯軸器，更換軸承，或清除雜物，調整、修理或更換，以及緊固地腳螺栓等。

3.油封泄損過多

此類故障引起的原因可能是機械密封安裝不良，機械密封零件損壞，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、調整封油壓力、更換填料。

4.電機過載

此類故障引起的原因可能是泵殼內進入雜物，出口壓力過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，調整溢流閥，重新配置物料等。

5.傳動軸過熱

螺桿泵的傳輸軸過熱或電機軸承過熱，多數可能產生在摩擦生熱導致，其一是軸承缺少潤滑油，其二是可能機泵在沒有載荷空轉運行，導致轉子與定子的干摩擦生熱。長時間的空運轉會導致螺桿和腔體不可修復的損壞。因此螺桿泵在運行過程中必須保障潤滑部位有足夠的油脂，且不宜過多。同時在出現泵體過熱時應立即停泵檢查，嚴禁杜絕螺桿泵空運轉。

結束語

綜上所述，我們對螺桿泵的工作原理和結構特點進行了概述，并結合設備在實際運行、維護和檢修過程中存在的故障進行分析和總結，旨在提高使用和維護人員的實際專業技能，提高操作人員的理論水平，使設備實現長周期運行，實現經濟效益最大化。

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

[2]《化工機器安裝于檢修》蕭開梓主編，中國石化出版社，1998年10月第一版.

[3]《螺桿泵故障診斷》陳小波著，中國科技縱橫，2014年3月.