三缸單作用往復式容積隔膜泵故障的探析與處理

陳大海，王壽興

（龍口東海氧化鋁有限公司，山東 龍口 265713）

三缸單作用往復式容積隔膜工作時，曲軸傳動機構在電機的驅動下，帶動三個活塞缸依次作往復運動，活塞缸的運動通過活塞缸內的液壓油而傳到隔膜，使隔膜也作往復運動，從而實現被輸送液體經進口單向閥吸入和出口單項閥排出，同時為了防止隔膜因行程過大導致撕裂每張隔膜后面都安裝有行程導桿通過對行程導桿的檢測從而自動控制隔膜室內的推進液油量。工作原理雖然簡單但是隨著隔膜泵的大型化發展期輔助的器件、系統越來越復雜，關聯性夜非常強某一部件出現問題就可能導致設備的停運，所以要對大型隔膜的各個工作部件、控制系統、邏輯系統有充分的掌握以便于在出現故障時能盡快發現問題排除問題。

1 故障現象

東海氧化鋁溶出車間的某臺隔膜泵負責為低壓生產線穩定供料，在運行期間2#隔膜室開始出現連續的排油信號，隔膜室內的液壓油不斷被排處隔膜室造成儲備油箱油位上升，之后隔膜泵出口管道的儀表顯示開始出現較大的壓力波動并且伴隨設備的震動和噪音產生，檢查排出的液壓油清澈無異色，降低運行頻率后泵體不再震動出口壓力波動也開始趨緩，但仍然持續出現排油信號。設備出現故障后為進行后續作業首先要停車切換沖洗水流程然后開啟隔膜泵運行對設備和管道內的礦漿進行沖洗防止淤積，當切換流程后再次開啟設備低頻率運行時2#隔膜室的排油信號又消失了，當提高運行頻率時仍然有震動壓力波動現象。

2 故障排查診斷

經儀表車間檢查隔膜室的排油傳感器工作狀態正常未出現故障，但是隔膜泵控制系統持續性的現實排油信號，更換傳感器后依然如此。排除傳感器造成的故障后需要針對機械方面著手分析設備震動、噪音的原因，如圖1：

圖1 經儀表車間檢查后分析設備震動、噪音產生過程圖

2.1 氮氣包和管道檢查

停車檢查負責平緩壓力波動的氮氣包也未出現泄漏填充壓力為正常運行壓力60%左右符合規定要求，可以正常工作，進料管道和出料管道內也無淤積，對3個隔膜室全部進行排氣檢查隔膜是否破裂，排氣管內并沒有隔膜破裂后所產生的雜質。

2.2 單向閥檢查

打開2#隔膜室的進/出口單向閥進行檢查，出口單項閥內無淤積但進口單項閥內淤積部分礦漿中沉淀下的礦砂，而其他單向閥打開后并無淤積，據此可知淤積并非由于礦石固含高造成，而是由于2#進口單向閥的原因引起，由于2#單向閥淤積不能開啟所以隔膜泵在高速運行時會因為進料不穩引起故障，而進一步分析2#單向閥淤積的原因是單向閥的機械故障還是隔膜室的機械故障就需要進一步的拆檢，由于拆檢單向閥工作量最小用時最短首先拆檢了單向閥，但單向閥并無機械故障存在，所以基本可以確定問題發生在隔膜室。

2.3 隔膜室檢查

由于隔膜室持續給出的排油信號造成2#隔膜室內的推進液被大量排出因此當活塞做往復式運動時由于活塞與隔膜之間失去了大量的液壓油導致活塞運動不能傳遞給隔膜造成隔膜不運動因此無法進行正常的吸料和排料工作，單向閥內的礦漿因為長期靜止所以產生淤積，由于三缸單作用隔膜泵三個隔膜室之間是依次排料的這種方式能夠將三個隔膜室因周期性的排料引起的脈動壓差降到最低，再通過出口氮氣包的緩沖作用從而實現平息隔膜泵出口礦漿壓力波動，由于2#隔膜泵的故障不能正常排料，1#3#隔膜室排料周期之間失去2#隔膜室的壓力，供給造成壓力波動變大，超出氮氣包可補償的范圍從而引起設備的劇烈震動和噪音。

2.4 排油信號產生的原因

再進一步分析又是什么原因引起的2#隔膜室產生的持續排油信號就需要對控制系統進行排查，邏輯系統為控制隔膜與活塞缸之間的推進液油量設置有補油和排油兩路系統，同時為了確保補油和排油系統正常也設置了自檢方式，如果在一定時間段內沒有任何的充/排油信號，泵就會自動排油一次，排油后隔膜室內油量減少，補油信號就會監測到，再對隔膜室進行一次補油，這次的自動控制就結束了。但是如果補油信號檢測不到了呢?控制系統就會不斷的產生自動排油信號進行排油直到監測到補油信號。

3 故障的確診與排除

通過分析基本可以確定問題的根源就在2#隔膜室，無論是確認問題還是排除問題都需要拆開2#隔膜室于是再組織檢修人員對2#隔膜室進行拆檢，打開時隔膜壓蓋時其中的隔膜沒有像原來那樣待在隔膜室里面，而是跟隨隔膜壓蓋一起脫落下來，原來是因為行程導桿與隔膜分離開脫落造成的，由于行程導桿脫落無法跟隨隔膜運動因此也就不能觸發到補油信號，而且行程導桿脫落后系統長期內沒有檢測到任何的沖排油信號，系統開始進入自動的排油，由于補油信號始終無法被檢測到的，所以泵就會不斷的排油，從而引起前面的故障。

（1）處理辦法。由于該隔膜已經出超期服役，并且泵在故障時的運行有可能拉傷隔膜，為減少不必要的損失和檢修次數，所以更換了一張新的隔膜。

（2）行程導桿安裝注意：隔膜和行程導桿的連接絲扣一定要擦干凈，并涂抹螺紋鎖固劑，由于液壓油對螺紋鎖固劑的鎖固效果有一定的影響因此在安裝好行程導桿后需靜止凝固。由于導向桿的自身重量，導向桿下部的磨損要比其他位置磨損嚴重些，安裝時要注意調換位置，減少同一部位的磨損。

4 結語

因為隔膜泵的運行壓力高、運行平穩、流量可準確調節等優點目前被大量應用在各類化工和冶煉工廠的關鍵工序對生產的穩定與否具有至關重要的作用，要確保設備的故障及時的診斷排除就需要技術人員多總結日常生產中出現的問題。