聚甲醛工藝中屏蔽泵故障原因分析

普智勤

摘 要：本文介紹了聚甲醛裝置中屏蔽泵常見故障原因分析和解決處理方法及防范措施以及屏蔽泵的日常維護內容。

關鍵詞：屏蔽泵故障原因；日常維護；原因分析

中圖分類號：TQ051.21 文獻標志碼：A

1 屏蔽泵的工作原理

普通離心泵的驅動是通過聯軸器將泵的葉輪軸與電動機軸相連接，使葉輪與電動機一起旋轉而工作，而屏蔽泵是把泵和電機連在一起，泵和驅動電機都被密封在一個被泵送介質充滿的空間內，此空間內只有靜密封，電動機的轉子和泵的葉輪固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電機的轉子和定子隔開。定子的內表面和轉子外表面裝有非磁性的耐腐蝕金屬薄板做成的定子屏蔽套和轉子屏蔽套，與輸送液體完全隔離開，使定子鐵芯和轉子鐵芯不受浸蝕，這種結構取消了傳統離心泵具有的旋轉軸密封裝置，故能做到完全無泄漏。

2 聚甲醛工藝現狀介紹

神華寧煤年產6萬噸聚甲醛裝置的聚甲醛工藝，是一個有毒有害物質較多介質易結晶易自聚，且自聚物硬度較大，腐蝕性較強的低壓精細化工工藝。為確保設備管線的性能和材質滿足聚甲醛工藝生產裝置現場符合工作場所職業衛生標準和工藝生產的要求，聚甲醛介質物料輸送泵均采用帶夾套式屏蔽泵，主要是大連海密梯克和大連帝國兩種品牌的屏蔽泵。整個裝置共計164臺屏蔽泵。

3 故障現象

聚甲醛裝置屏蔽泵自2011年9月投入運行，2013年開始頻繁出現屏蔽泵絕緣值低跳車，對定子進行烘干處理僅能堅持運行兩周。全年累計絕緣值低損壞的屏蔽泵達15臺，2014年因絕緣值低損壞的屏蔽泵達20臺，2015年高達25臺。針對每年如此大的損壞量，我車間技術人員進行了多方原因探究，并采取多種嘗試性解決措施。

4 原因分析

2016年1月車間成立屏蔽泵攻關小組，對屏蔽泵頻繁出現絕緣值低的實際情況進行分析解決。下面就聚甲醛裝置屏蔽泵頻繁出現絕緣值低的原因分析進行闡述。

4.1 屏蔽泵定子繞組質量不過關

如果定子繞組漆包線有破損或者匝間短路，均會引起線圈短路，繞組絕緣值低。檢修時將檢測屏蔽泵絕緣值低的屏蔽泵的定子屏蔽套打開，發現定子繞組漆包線外觀完好，不存在破損。檢測繞組匝間也不存在短路現象。將線圈做烘干處理后，絕緣值良好，不存在偏低現象。根據繞組線圈檢測分析，確定定子繞組進液。引起繞組進液，有兩個原因，一是接線盒受潮進水，二是定子屏蔽套磨損。

4.2 屏蔽泵接線盒受潮進水

屏蔽泵接線盒線纜是唯一與定子繞組有直接相通線纜。如果接線盒受潮或者進水，液體會順著接線盒內的引出線滲入到定子繞組線圈內。西北地區屬于干旱地區常年很少下雨，裝置區也未曾用水沖洗屏蔽泵接線盒，而且屏蔽泵接線的保護等級達到IP55級別，不會導致外部液體進入接線盒內，為排除此項原因，逐個打開有故障屏蔽泵的接線盒，接線盒內無液體，衛生清潔，接線端子無任何銹蝕現象。排除屏蔽泵接線盒受潮進水這一原因。

4.3 屏蔽套磨損

定子屏蔽套磨損，液體進入繞組線圈，導致定子繞組絕緣值低。檢查定子端板，無任何破損和裂紋。將屏蔽泵整個定子進行著色，然后割開定子屏蔽套，發現屏蔽套內側滲漏有著色劑，確定導致定子繞組絕緣值偏低的原因是定子屏蔽套破損導致線圈進液。用同樣的著色方法對轉子屏蔽套進行檢查，發轉子屏蔽套也存在和定子屏蔽套一樣的破損。引起定子和轉子屏蔽套同時破損的原因是屏蔽泵腔體內有硬質物，導致轉子和定子屏蔽泵受到磨損而破裂。

4.4 屏蔽泵入口前過濾器濾網目數偏低

為防止硬質雜物進入屏蔽泵損壞屏蔽套，聚甲醛裝置屏蔽泵前均安裝了Y型過濾器，若介質內存在硬質金屬或大塊自聚物料，勢必會引起屏蔽泵屏蔽套的磨損。為提高介質的過濾效果將Y型過濾器改為籃式過濾器，將原350目的濾網改為400目的濾網，改造后屏蔽泵的損壞有所改善，但不是很明顯，依然存在多臺屏蔽泵屏蔽套磨損現象。

4.5 屏蔽泵伴熱不夠介質自聚

因聚甲醛裝置介質易結晶，且結晶物的硬度較大，屏蔽泵在運行時，易對屏蔽套或軸造成磨損。針對聚甲醛裝置這一工藝的特殊性，為防止輸送的介質受環境溫度的影響而自聚，故聚甲醛裝置中輸送物料的屏蔽泵均采用夾套式保溫，設計之初采用50℃循環水進行保溫，每年一到冬季，屏蔽泵因屏蔽套磨損損壞的現象較多。為排除這原因，將屏蔽泵的50℃夾套水改為80℃夾套水，且在屏蔽泵外部纏上蒸汽伴熱的銅管。經此改造冬季屏蔽泵損壞的現象有所下降，但屏蔽泵屏蔽套磨損的現象依然存在。

4.6 工藝操作溫度的控制

聚甲醛工藝中輸送物料中含有甲酸，工藝操作溫度控制不到位，會導致介質中甲酸含量超過設計值，甲酸含量較高，酸性較強，久而久之會腐蝕屏蔽泵的部件，也會出現屏蔽套磨損的現象。針對這一推測，制定屏蔽泵運行的周期與工藝物料特性的對應曲線表，根據曲線圖反應，工藝控制溫度高于設計溫度20%以上，屏蔽泵因腐蝕造成的磨損損壞現象就越多；工藝控制溫度低于設計溫度15%以下，屏蔽泵因物料自聚造成的磨損損壞現象較多。

4.7 屏蔽泵零部件的裝配

在屏蔽套磨損原因的查找中發現，每個因屏蔽套損壞的屏蔽泵，屏蔽泵的轉子軸都有磨損造，軸套的配合間隙也超過原出廠時的裝配值。經分析轉子軸之所以會磨損，是因為碳化硅軸套內部的金屬彈性襯套與軸過渡配合。因聚甲醛裝置自身工藝的原因，系統內介質的甲酸含量較高，且部分介質中還帶有少量硫酸，導致屏蔽泵的內件被腐蝕。因這種腐蝕的產生，導致金屬彈性襯套與軸之間的過渡配合逐漸變為間隙配合。泵運行時，金屬彈性襯套和轉子軸的間隙配合引起金屬彈性襯套與轉子軸發生相對轉動，致使轉子軸磨損，因轉子軸的磨損，轉子轉動時徑向位移量就會增加，屏蔽泵運行時轉子就會發生徑向竄動。

5 解決及預防方法

根據以上對屏蔽泵頻繁故障的原因分析，我們從以下幾個方面采取以下措施進行防范：

一是，預防屏蔽泵體內介質的結晶物積存。加大屏蔽泵入口前過濾器濾芯的目數，防止管道內結晶的物料進入屏蔽泵；提高屏蔽泵夾套水的控制溫度和在泵體增加蒸汽伴熱，防止泵體內介質因溫度過低而結晶。

二是，嚴格控制輸送介質的甲酸含量。加強工藝人員的操作管理，統一操作指令，記錄工藝狀況良好時的各工藝參數，將操作溫度控制在設計溫度±10%。

三是，定期檢查屏蔽泵內部件

化工裝置 一般是連續運行，為了避免和減少屏蔽泵的突發性故障，根據介質中酸含量的數值及停留的時間，對屏蔽泵實施定期檢查，主要檢查以下內容：

（1）檢查滑動軸承組件、軸承套磨損情況，測量其之間間隙；

（2）檢查緊固件腐蝕情況；

（3）檢查葉輪口環與耐磨盤磨損情況，測量間隙并修復；

（4）檢查屏蔽板密封情況，并更換密封墊片；

（5）檢查定子屏蔽套與轉子屏蔽套磨損情況，測量間隙；

（6）檢查泵轉子竄量、測量轉子各部跳動；

（7）檢查電機外部接線相序及三相繞組絕緣；

（8）更換葉輪、耐磨板、滑動軸承組件、滑動軸承套、軸套、不銹鋼軸套、前后端軸承體、葉輪鎖緊螺母及緊固螺釘等部件；

（9）檢查屏蔽泵夾套腐蝕情況，修復或更換外層夾套。

四是，減少屏蔽泵轉子的徑向竄動。在金屬襯套內部加裝一襯套，一是可以將金屬襯套與軸分離開，二者不發生接觸減少了磨損；二是加裝后可以減少金屬襯套與轉子軸發生相對轉動的阻力。經試驗，因聚四氟乙烯材料耐磨性好，耐腐蝕性強，且取材方便，最終選用聚四氟乙烯制作襯套并加裝使用。

6 運行情況

自通過改造和維護以來，未出現因定子屏蔽套及轉子屏蔽套磨損造成屏蔽泵返廠或外委維修，解決了屏蔽泵返廠或外委頻繁，造成設備無備用，運行緊張的局面，且大幅度降低了此問題外委維修費用，同時改造后一并減少了其他零部件的磨損，降低了消耗。

參考文獻

[1]大連帝國屏蔽電泵有限公司.大連帝國屏蔽泵使用說明書[Z].

[2]大連海米提克屏蔽泵業有限公司.大連海米提克屏蔽泵使用說明書[Z].