LNG高壓輸送泵自主維修及問題處理

張文志

（廣東大鵬液化天然氣有限公司，廣東深圳 518120）

0 引言

安裝在某接收站內2 臺高壓輸送泵（以下簡稱高壓泵）都進口自美國，自2010 年安裝投產運行以來還未進行過大修。目前運行時間最長的已超過26 000 h 已達到大修周期，為保證高壓泵的安全可靠運行決定進行大修。原本思路為邀請廠家工程師對現場維修進行指導，但是在商務談判過程廠家所提的條件極為苛刻，最終決定實施自主維修。

在自主維修進行過程中，發現高壓泵存在3 個問題；對于發現3 個問題聯系廠家后發現廠家給出的修復周期過長且價格昂貴，通過公司內部討論決定不通過廠家對發現問題進行處理；通過尋找國內低溫泵生產廠家對發現問題進行處理。

1 自主維修的意義

為了提高維修技術水平，節約維修費用以及降低維修成本；為后續高壓泵的備件國產化做準備，從而進一步推動國內低溫泵行業的發展并擺脫對廠家依賴及減少國外廠家的制約，以保障現場設備的安全可靠運行。

2 自主維修及問題

2.1 自主維修實施

2.1.1 自主維修準備工作

前期準備工作：到其他LNG 接收站考察學習該類高壓泵大修、高壓泵大修備件準備、大修方案討論、組織二級風險評估、組織大修人員對高壓泵結構進行學習、大修場地準備、能源隔離準備、保溫拆卸及腳手架搭設。

（1）由于沒有該類高壓泵維修的相關經驗，運營部組織相關人員到其他LNG 接收站學習高壓泵大修經驗，通過學習為自主維修的實現提供了先決條件。

（2）通過到考察學習后，對該類高壓泵的維修所需備件非常了解，結合高壓泵的圖紙對庫存不足或者沒有的備件進行了采購準備。

（3）在準備大修方案過程中，運營部組織相關人員對方案進行多次討論最終完成大修方案的編寫及審核批準。

（4）組織相關人員對該類高壓泵維修進行二級風險評估，通過二級風險評估討論將該高壓泵維修作業風險控制在最低，使得作業環境及作業過程的安全風險可控。

（5）組織相關維修人員（含機電儀承包商）對高壓泵維修方案及二級風險評估進行學習，使得每一位參加自主大修人員都了解維修過程及風險。

（6）電儀人員提前對高壓泵進行電氣隔離，操作人員進行工藝隔離及氮氣吹掃置換；吹掃合格后由機械人員對高壓泵的各連接管道加盲板進行硬隔離。

（7）操作持續對泵井進行氮氣吹掃使得高壓泵溫度接近常溫以確保拆卸時不會有損傷。

2.1.2 自主拆卸

自主拆卸主要由現場拆卸及車間解體兩部分組成；現場拆卸又分為機械部分及電儀部分；車間解體主要由機械人員負責。

（1）現場拆卸。首先由機械負責拆卸高壓泵井壓蓋的連接螺栓及其他連接法蘭螺栓；電儀人員拆卸電纜接線并進行標記；儀表人員拆卸振動探頭接線。再由機械人員將整泵連同泵井壓蓋吊出，然后再現場將泵井壓蓋進行拆卸并吊回泵井上蓋好。最后用隨車吊將高壓泵運回車間進行解體。

（2）車間解體。高壓泵運回維修車間后需要對高壓泵進行干燥吹掃以保證拆卸時內部構件都已達到常溫，干燥合格后依據大修方案進行拆卸。由該類高壓泵結構決定拆卸時需要將泵電機朝下垂直放立而進行拆卸；故需要將高壓泵垂直放置在高壓泵大修平臺上并固定好。由于高壓泵長度達到5 m，在高壓泵垂直固定好后需要搭設拆卸所用的腳手架平臺。

依據制定好的大修方案對高壓泵進行解體拆卸。由于高壓泵擴撒器的裝配為過盈配合，外泵殼的連接也為過盈配合，故在拆卸過程中需要用氧氣乙炔加熱槍進行均勻加熱；加熱溫度需要控制在90℃以下避免對內部非金屬件造成損傷。

將解體拆卸完成的高壓泵零部件進行整齊有序擺放；對高壓泵零部件進行數據測量并分析各零部件的數據，參照廠家手冊上所給出的數據標準制定零部件更換清單。

2.2 大修發現問題

在高壓泵拆卸過程及數據測量后發現該泵存在以下問題需要進行處理。

（1）泵出口泵殼位置出現一條較長裂紋，超過泵出口位置的2/3；目前無法測試裂紋深度，如圖1 所示。

圖1 出口泵殼裂紋

（2）泵軸圓跳動超過標準為0.57 mm；在車床上進行測量并確認；測量數值見表1。

表1 跳動測試記錄

（3）電機下軸承襯套磨損超標導致電機軸承座有1 mm 左右磨損，如圖2 所示。

圖2 電機下軸承座磨損情況

為了確保高壓泵的安全可靠運行，在大修過程中必須將上述問題進行解決；組織相關人員對上述問題進行過內部詳細討論最終確定出口泵殼需要進行重新鑄造，泵軸跳動大需要找專業人員進行檢測分析，電機軸承座磨損部分需要進行鑲套修復。

3 問題處理

3.1 出口泵殼鑄造

對于泵殼重新鑄造部分，尋找國內低溫泵生產廠家進行執行實施；在實施過程進行全方位的質量控制。在合同簽署后組織承包商進行現場開工會，明確提出要求及對質量控制計劃的確認，針對鑄造及加工過程H 點的設置進行明確。在整個鑄造過程均進行嚴格監控，先后多次到廠家進行現場見證。鑄造完成后在現場進行組織驗收；對所有加工尺寸都進行一一比對確保滿足裝配。

3.2 泵軸跳動檢測分析

泵軸跳動分析采用單支點及雙支點兩種檢測方法進行，并對分析檢測結果。

（1）單支點檢測（圖3）。單支點檢測時，支撐位置為Q 和R，在車床上用車床卡盤和中心架進行支撐，測點位置為A～P。電機軸在車床上支撐好后，用百分表測量Q 和R 位置的跳動值，并調整中心架和車床卡盤，直到Q 和R 位置的跳動值在0.02 mm以內。然后測量A～P 位置的跳動值，并記錄于表2 中（單位：1/100 mm）。

（2）雙支點檢測（圖4）。雙支點檢測時，支撐位置為A，Q 和R，在車床上用車床卡盤、中心架和頂針進行支撐，測點位置為B～P。電機軸在車床上支撐好后，用百分表測量A，Q 和R 位置的跳動值，并調整中心架和車床卡盤，直到A，Q 和R 位置的跳動值在0.02 mm 以內。然后測量B～P 位置的跳動值，并記錄于表3 中（單位：1/100 mm）。

圖3 單支點測試

表2 廣東大鵬EBARA 泵軸跳動值（單支點測試）

圖4 雙支點檢測

表3 廣東大鵬EBARA 泵軸跳動值（雙支點測試）

（3）檢測數據分析。①單支點的檢測結果顯示軸的跳動值偏大，對數據進行處理，如圖5 和圖6 所示。由圖5 和圖6 可以看出，電機軸是往一個方向彎曲，由于實際工作狀態的電機軸有3 個支撐點（屬于雙支點支撐），故單支點檢測結果僅供參考，與電機軸實際工作狀態存在差異。②雙支點支撐的檢測結果顯示電機軸的最大彎曲位置在I，J 和K 測點，電機軸對應截面中心偏移量為0.06 mm，并不影響電機軸的實際使用。③綜合考慮電機軸無需校直可繼續使用。

3.3 電機軸承座修復

先將電機下軸承座襯套取出，將電機下軸承座軸向尺寸車深，鑲上一個L 型套，然后加工至說明書中規定尺寸。將L 新軸套按照圖紙尺寸提前加工完成并進行零件的深冷測試，再將該部件安裝在電機座上。

圖5 軸A～P 截面上圓心偏移趨勢

圖6 軸彎曲程度與彎曲方向模擬

3.4 泵回裝及測試運行

（1）泵組裝。安裝組裝方案將泵進行組裝；根據數據測量對需要更換的零部件進行更換，更換所有密封件及滾動軸承。泵組裝過程需要將擴散器及外泵殼進行加熱，加熱溫度≤90 ℃。泵組裝完成后需要對泵進行氮氣干燥。

（2）現場回裝。用隨車吊將高壓泵運送至現場并用吊車將高壓泵立起，用腳手架平臺將泵固定好。將出口泵蓋吊出并安裝在泵上。儀表安裝好振動探頭接線，并對探頭進行靈敏性測試。將泵蓋連同整泵吊回泵井內安裝，緊固所有連接螺栓；電氣進行電纜接線，儀表進行振動探頭接線。

機械人員拆卸現場盲板隔離，操作解除工藝隔離。操作對整個高壓泵系統進行氮氣干燥吹掃，需要將高壓泵系統干燥至-40 ℃以下才合格；干燥合格后操作對高壓泵及管線進行預冷，預冷完成后需要將泵靜置12 h 以上再進行測試。

（3）測試運行。測試前需要組織相關人員進行現場檢查確認，并在測試前檢查表上簽字確認。操作按照測試程序對高壓泵進行啟泵測試，測試時現場需要進行4 h 的監控及記錄數據。由上表測試結果可知該泵維修后的數據都達到該泵的性能要求；故該泵的維修已達到預期效果；由此證明自主維修與問題處理是非常成功。

4 經濟效益與社會效益

4.1 經濟效益

自主維修方面可以節省廠家服務費約為18 萬元，廠家報價約為1.5 萬/天大修時間為12 天；泵殼國內鑄造節省鑄造費運輸費及海關費用約為30 萬元。泵軸原本需要送返廠校正，經檢測后不需要校正可節省費用約為22 萬元（參考某LNG 接收站的泵軸返廠費用）。故本次維修工可節約費用為70 萬元。

4.2 社會效益

自主維修的實現可以為國內LNG 行業該類設備維修提供寶貴經驗，如果國內LNG 行業都能實現自主維修將節省的廠家復位費將會非?？捎^。泵殼鑄造、泵軸檢測與軸承座修復的完成可以推動國內低溫行業的發展，讓國內的低溫泵發展邁上一個新的臺階。該泵的維修經驗可以給LNG 行業同類型設備維修提供借鑒，從而打破對國外廠家的限制擺脫對廠家依賴。