焦化裝置柴油泵P-6/1出口端軸承箱潤滑油變黑故障分析

程海峰

（錦西石化分公司 焦化車間，遼寧 葫蘆島125000）

0 引 言

焦化裝置柴油泵作為分餾塔柴油回流和外送柴油的動力泵，對焦化裝置的平穩運行起著至關重要的作用。生產運行過程中出現的柴油泵P-6/1出口端軸承箱潤滑油極容易出現變黑的現象，這影響了設備的正常運行。因此需要進行故障判定，并通過設備改造來解決這一問題。

1 設備概況和故障狀況描述

1.1 裝置及設備概況

延遲焦化裝置為兩爐四塔，規模為150 萬t/a，循環比0.25,由中石化北京設計院設計，于2002年投入使用。設備采用密閉放空、冷切焦水循環使用、冷焦水系統密閉、公用除焦井架等技術，采用“DCS”集散控制。基本參數如表1所示。

1.2 設備故障和拆檢情況描述

1） 問 題 描述。焦化車間在對焦化裝置柴油泵的常規檢查中，發現P-6/1出口端軸承箱潤滑油變黑的情況，下面對問題進行具體描述。在檢查中，發現焦化裝置柴油泵P-6/1出口端軸承箱潤滑油變黑，測振數據和溫度正常。當時采取的對策是：關閉泵P-6/1，切換泵至P-6/2運轉，并安排工作人員馬上對P-6/1出口端軸承箱進行徹底的置換沖洗，更換潤滑油。經過清洗換油處理后，重新開泵運行。運行24 h后，P-6/1出口端軸承箱潤滑油又再次變黑。48 h后，對P-6/1出口端軸承邊蓋進行拆解。用沖洗油對P-6/1出口端軸承邊蓋進行徹底沖洗，并對軸承箱底內進行清理，沖洗后重新加注潤滑油，開泵后密切關注潤滑油顏色是否有變化。開泵運行0.5 h后，軸承箱潤滑油仍然有變黑跡象，并在看窗中能夠觀測到潤滑油有泡沫層存在，開泵連續監測2 h后，補油器上方油杯內潤滑油開始變渾濁，并逐漸變黑。

表1 柴油泵基本參數

2）拆檢情況描述。出口端軸承箱潤滑油變黑，通常是由于軸承溫度過高、振動，還有可能是高溫碳化或者磨損鐵屑等進入箱體，或是物料密封損壞，泄漏進入軸承箱，導致潤滑油變黑。

對P-6/1出口端軸承邊蓋進行拆解，如圖1所示，可見軸承箱內基本無油泥，但軸承箱底部有銅片等金屬雜質，呈顆粒狀，最大顆粒可達到0.2 mm×0.3 mm，如圖2所示。

圖1 出口端蓋拆解

圖2 軸承箱底部金屬雜質

軸承和甩油環都有一定程度的磨損，表面呈現凹凸不平狀。甩油環的材質為黃銅，由于其耐磨性差，在工作過程中容易造成磨損，同時隨著摩擦溫度的升高，潤滑黏度下降，摩擦產生的金屬粉末與潤滑油混合，更加快了磨損，如圖3所示。

圖3 軸承和甩油環的磨損

2 設備故障原因分析

1）通過拆解軸承箱邊蓋及沖洗油清洗情況，可以做出初步判斷，基本排除由于軸承箱內油泥污染導致潤滑油變黑的情況。

2）由于焦化裝置機泵的換油周期為3個月（備用泵定期切換前更換潤滑油），所以基本可以排除由于潤滑油使用時間過長導致潤滑油質量下降而變黑。

3）根據設備檢修記錄，出口端軸承更換時間已經超過4 a，只在廠內對高危泵改造中更換過一次，運行時間較長。通過拆解發現軸承和甩油環都有一定程度的磨損，潤滑油顏色發黑。軸承箱底部存在黃色的銅金屬雜質，根據金屬雜質成分，判斷主要磨損為銅合金的甩油環與軸摩擦所致，同時還應有少量的金屬雜質為軸承砂架磨損造成。銅合金中一般含有鉛、鋁、錳等微量元素，雜質中也可能含有少量的碳和鐵，這些都可能導致潤滑油變黑。

4）將變黑的潤滑油送檢，進行成分檢測，檢測結果如表2所示。由檢測結果可知，機械雜質項超標，潤滑油中確實含有銅、鐵成分，但對于鉛、鋁、錳等成分暫時無法做出分析判斷。分析項目：黏度（40 ℃）、酸值、閃點、水分、機械雜質、銅、鐵金屬含量。

表2 焦化車間泵軸承箱抗磨液壓油L-HM46分析結果

3 處理方案

1）臨時方案。對P-6/1出口端軸承邊蓋進行拆解，用沖洗油對P-6/1出口端軸承邊蓋進行徹底沖洗，并對軸承箱底內進行清理，沖洗后重新加注潤滑油。

2）長期方案。將原黃銅材質的甩油環更換為青銅材質，更換軸承箱及軸承。這主要是考慮到青銅的耐磨性比黃銅要好，青銅對鋼的摩擦因數為0.1～0.3，而黃銅對鋼的動摩擦因數為0.03，等質量的青銅甩油環比黃銅甩油環摩擦力大，運轉速度相對于青銅甩油環更快，帶油能力更強。因此用青銅甩油環替代黃銅甩油環，既提高了耐磨性，減少了潤滑油中的雜質，又提高了潤滑能力。

4 改造后設備運行情況

經過機泵檢修后，開泵運行進行測試。設備運行平穩，P-6/1出口端軸承箱潤滑油無渾濁及變黑現象，油脂清澈，取得了良好的改造效果。如圖4所示，給出了設備檢修改造前后，在同等工況下運行48 h后，P-6/1出口端軸承箱潤滑油的形態對比圖。可見，改造效果良好，P-6/1出口端軸承箱潤滑油變黑的現象已經解決。

圖4 柴油泵出口端軸承箱潤滑油情況

5 結 論

通過對上述問題的解決，總結如下：首先觀察故障現象，根據生產經驗進行初步分析和判定；經調試后，尚未解決的，再進一步拆解和檢測，確定故障原因；最終確定改造方案；現場運行測試效果。同時，還應在平時的生產工作中做好預防措施：1）在日常巡檢中要求對軸承箱部位進行測溫測振，出現異常及時匯報；2）加強對潤滑油的檢查，若出現變色、乳化等情況，應及時置換潤滑油；3）對連續運行的設備應進行預知性檢修；4）增加軸承箱夾套冷卻水水量，降低環境溫度有助于提高零件的耐磨性。