隔膜泵常見故障分析與檢修

李曉鑫

（廣西中鋁工業服務有限公司，廣西 百色 531499）

0 引言

在氧化鋁生產過程中，涉及一些腐蝕性液體的處理，如含有酸性或堿性成分的溶液，隔膜泵由于其耐腐蝕的特性，可以用來安全、有效地轉移這些液體，防止對設備和人員造成損害。而且，隔膜泵也能夠處理高濃度漿料，并通過泵送系統將其輸送到需要的位置，以滿足生產需求。如果一旦隔膜泵出現故障，那么就會影響氧化鋁廠中液體處理、輸送和轉移的效果，所以要對其故障進行分析并檢修，提升隔膜泵的可靠性和安全性。

1 隔膜泵工作原理

隔膜泵由緩沖裝置、進出料單向閥、隔膜殼體、安全閥、氮氣包、傳動系統及潤滑系統組成，隔膜泵的工作原理是通過活塞在活塞缸里做往復運動，使隔膜腔里產生壓力變化，以達到進料和出料的功能。活塞在做往復運動時會向隔膜腔內供液壓油，隔膜腔有兩個端板，其中一個在油路側，另一個在液體側，兩個端板由橡膠隔膜隔開，避免液體進入活塞缸內污染液壓油。橡膠隔膜固定在兩側的端板上，隔膜中央又與一根來回運動的導桿相連接，這根導桿在運動中，通過一個磁感應裝置控制潤滑系統中的液壓油填充和排出。在出料管上有一個氮氣包，能夠降低運行過程中出料單向閥動作引起的振動，具體的隔膜泵結構如圖1 所示。隔膜泵在氧化鋁廠進行使用時，隔膜與傳送的液體完全隔離，可以處理腐蝕性、黏稠或含有懸浮物的液體，泵的吸入和排出是無脈動的，可實現平穩的流量輸出[1]。

圖1 隔膜泵工結構

2 隔膜泵的常見故障情況

2.1 隔膜泵單向閥卡閥

隔膜泵的單向閥是防止液體倒流的關鍵組件，正常情況下，隔膜泵的單向閥會阻止液體在泵腔之間的倒流，如果出現單向閥卡閥或損壞，液體可能會倒流到相反的方向，導致泵的輸送效率下降或完全無法工作。隔膜泵的單向閥還起到泵腔充滿液體的作用，當單向閥出現卡閥，無法正常關閉時，泵腔可能無法充滿液體或液體回流，影響泵的正常工作。單向閥故障可能導致泄漏現象，例如，當單向閥卡閥時，液體可能會從排出口泄漏出來，導致能效下降或者對工作環境造成污染。單向閥卡閥還可能引起泵的噪音增大，如果單向閥卡閥，液體在泵腔中流動時可能會產生壓力波動和振動，導致噪音增加。膜泵的單向閥故障可能會導致嚴重的泵性能下降或工作異常，在故障出現時及時檢修或更換，從而來確保泵的正常工作。

2.2 隔膜泵出口氮氣包破損

當隔膜泵出口氮氣包破損時，氮氣可能會從破損處泄漏，導致泵的工作效率下降或完全無法正常工作，泄漏的氮氣可能會對周圍環境造成污染，并且可能會影響到與該泵連接的其他設備或管道系統[2]。氮氣包破損會導致泵的出口壓力下降，由于氮氣包提供了增加出口壓力的功能，一旦氮氣包破損，泵的出口壓力可能無法維持正常水平，從而影響到相關工藝或設備的正常運行。隔膜泵出口氮氣包破損后，可能導致泵的運行異常或完全停止。由于氮氣包的破損會破壞泵的正常運行機制，泵可能無法有效地吸入和排出液體，從而影響到泵的工作穩定性和流量輸出。

2.3 隔膜腔隔膜破損

隔膜腔通常是指一種用于分隔流體或氣體的腔體，其中的隔膜起到隔離和分隔不同介質的作用。隔膜腔隔膜破損可能會導致嚴重的泵性能下降或工作異常，破損類型如表1 所示。首先，隔膜腔隔膜可能發生破裂或撕裂，使得流體或氣體能夠穿過破損的隔膜而在兩側之間混合，這可能導致介質的交叉污染，影響系統的正常運行。其次，長期在環境惡劣的情況下進行運行，隔膜腔隔膜可能會出現磨損現象，這可能導致隔膜變薄、變弱或形成孔洞，進而影響隔離效果和腔體的密封性。再次，隔膜腔隔膜也可能因為材料的老化或劣化而發生破損，隨著時間的推移，材料可能會失去彈性、變硬或變脆，導致隔膜的機械性能下降，更容易發生破損。最后，如果隔膜腔受到過大的壓力或過載，隔膜可能無法承受壓力而破裂。這可能是由于操作異常、設計缺陷或系統故障等原因導致的。

表1 隔膜腔隔膜破損的類型

2.4 密封面、活塞缸套磨損

在隔膜泵中，密封面和活塞缸套是關鍵部件，它們承擔著密封和運動傳動的功能。對于密封面來說，其是隔膜泵中保持液體或氣體密封的關鍵部分，如果長時間的使用或不當的操作條件，就可能導致密封面磨損，磨損可能表現為密封面表面的磨損、凹陷、劃痕，這將導致密封性能下降，可能會引起泄漏或流體的交叉污染。對于活塞缸套來說，它是隔膜泵中活塞運動的部分，由于活塞的往復運動，活塞缸套可能會受到摩擦和磨損。長期使用和高壓力條件下的摩擦可能導致活塞缸套表面的磨損、磨蝕或腐蝕，磨損可能會導致密封性能下降、泄漏和活塞運動不穩定等問題。密封面和活塞缸套的磨損可能導致它們之間的間隙增加，或者導致密封件的松動，這會使導致泵的性能下降，并可能引起泄漏或泵的不穩定運行。

3 隔膜泵故障檢修的主要方法

3.1 對單向閥進行例檢

當隔膜泵單向閥出現故障時，就要停機對其進行檢修，例如，在氧化鋁廠溶出車間和沉降車間使用隔膜泵時，經常會出現單向閥卡閥故障，因此，要對其進行例檢。

（1）進行外觀檢查，主要檢查單向閥的外觀是否有明顯的損壞、腐蝕或變形等情況，特別注意檢查密封表面和連接螺紋是否完好，如果發現閥體、閥蓋、壓縮彈簧等部件出現明顯的損壞，就要更換已經損壞的部件，并定期對安全閥螺栓等進行緊固，保證單向閥使用的安全[3]。

（2）進行操作檢查，打開和關閉單向閥，確保其操作靈活，無卡阻、漏氣或卡死等現象，確保單向閥在關閉狀態下能夠有效地阻止液體的倒流。

（3）要開展泄漏檢查，檢查單向閥在關閉狀態下是否有泄漏現象，可以使用氣泡檢漏劑或壓力測試等方法來檢查閥門的密封性能。例如，在維修單向閥之前，確保系統處于關閉狀態，并將泵和相關設備的電源斷開，以確保安全操作，拆下單向閥，并將其與系統中其他部件分離，在安全狀態下進行檢查。

（4）清潔檢查，確保單向閥清潔無雜質，特別是閥門內部。如果發現雜質或堵塞，應及時清理。例如，在氧化鋁廠進行檢修時，要仔細檢查單向閥的各個部件，包括閥體、閥蓋、密封面、壓縮彈簧、閥芯等，清潔所有部件，確保沒有雜質、污垢或堵塞物。

（5）要開展材料檢查，檢查單向閥的材料是否符合要求，并且能夠耐受溶出車間的工作環境，特別關注閥門的密封材料和防腐蝕性能，對于損壞或磨損的部件，如密封面、密封圈、壓縮彈簧等，根據需要進行更換，只有通過相應的檢查，才能確保例檢的完整性。

3.2 修復氮氣包及回裝

在修復氮氣包時，要根據氮氣包的具體問題和損壞程度來進行修復。在安全作業為前提，要先停止泵的運行并切斷電源，然后仔細檢查氮氣包，觀察是否有明顯的破損、裂紋、泄漏或其他損壞情況，確定損壞的具體位置和程度。在檢查結束之后，要使用清潔劑和布或刷子，將氮氣包表面清潔干凈，確保無油脂、污垢或雜質。如果有泄漏，定位漏點的具體位置，可以使用泡沫劑或其他泄漏檢測劑來幫助找到泄漏處。根據漏點的大小和位置，選擇合適的修補方法，常見的修補方法有3 種，對于小型裂紋或孔洞，可以使用專用的修補劑或膠水進行填補，將修補劑均勻涂抹在漏點上，并確保修補劑能夠完全密封漏洞；對于較大的破損或裂紋，可以采用補片的方式，使用與氮氣包材料相同的補片，將其粘貼在破損處，并確保補片周圍完全密封；對于無法修補的嚴重損壞情況，可能需要更換整個氮氣包。根據修補劑或膠水的要求，進行干燥和固化的處理，按照指導時間等待，確保修復部位完全固化[4]。修復完成后，進行測試以驗證修復效果，可以通過充氣并施加壓力來檢查氮氣包是否有泄漏。在氮氣包檢驗完成后，將氮氣包回裝到隔膜泵中，確保正確安裝氮氣包，并根據制造商提供的指導，連接所有必要的管道和接頭。在回裝氮氣包之后，再進行一次測試和調試，確保氮氣包的正常工作，隔膜泵能夠正常運行，并沒有泄漏或其他故障。

3.3 對隔膜腔隔膜進行檢查

隔膜腔的隔膜主要起到的是隔離和分隔不同介質的作用，隔膜的具體位置如圖2 所示。對隔膜腔的隔膜進行檢查和維修時，要先將隔膜泵停機，并排空泵內的液體或氣體，這可以確保隔膜泵使用的安全，并防止泵內的介質造成傷害。根據隔膜泵的型號和結構，按照制造商提供的操作手冊或指導，拆卸泵的外殼和其他相關部件，以便獲得對隔膜腔的了解。一旦了解了隔膜腔的具體情況，接下來就要仔細檢查隔膜，觀察隔膜的表面是否有明顯的磨損、裂紋、腐蝕或變形等情況，如果發現任何問題，需要及時更換隔膜。然后就要使用適當的清潔劑和工具，清潔隔膜腔內的污垢、沉積物和雜質，確保隔膜腔內干凈，并無堵塞或阻塞[5]。如果檢查發現隔膜存在問題或已經達到其壽命，需要更換新的隔膜，根據隔膜腔的標準規范，正確安裝新的隔膜。最后在進行隔膜檢查時，還可以順便檢查其他部件的狀況，如閥門、密封件、連接件等，如果發現其他問題，需要及時采取修復或更換措施。

圖2 隔膜的位置

3.4 更換和修復密封面、活塞缸套

當密封面嚴重磨損或損壞時，通常需要更換新的密封面，更換密封面前，需要先將泵停機并排空泵內的液體或氣體，然后拆卸原密封面，通常需要拆卸緊固螺栓或螺母，并將密封面從泵體上取下，清潔泵體表面和安裝密封面的位置，確保無污垢和殘留物。安裝新的密封面時，需按照規范標準進行正確安裝，將新的密封面安裝在泵體上，確保正確對齊，并使用適當的緊固螺栓或螺母進行固定，確保密封面與泵體的連接緊密，并且無泄漏[6]。當活塞缸套嚴重磨損或損壞時，通常需要更換新的活塞缸套，更換活塞缸套前，同樣需要將泵停機并排空泵內的液體或氣體，然后拆卸原活塞缸套，通常需要拆卸與活塞缸套相關的零件，如活塞、密封件等。清潔活塞缸套座槽和相鄰部件的表面，確保無污垢和殘留物，檢查活塞缸套的磨損和損壞情況，如果磨損嚴重或有裂紋，建議更換新的活塞缸套。如果活塞缸套表面出現輕微磨損，可以進行修復，修復方法包括打磨、研磨或噴涂等，具體方法應根據實際情況和設備要求確定。安裝修復后的活塞缸套，并確保其與其他零部件的配合良好，重新安裝活塞、密封件等相關零件，并確保裝配正確。啟動隔膜泵，并進行測試運行，檢查是否存在泄漏或其他異常情況。總的來說，在更換和修復密封面和活塞缸套時，要依靠專業人員的技術和經驗來進行，以保證修復后的部件能夠恢復其表面光滑度和密封性能。

4 結語

綜上所述，對隔膜泵的故障情況進行分析，并提出具體的檢修措施，可以提升隔膜泵的質量，使其滿足氧化鋁生產過程中的各種需求。在進行隔膜泵檢修的時候，主要是從單向閥、氮氣包、隔膜腔隔膜等常見故障情況入手，保證檢修效果更好，確保隔膜泵運行平穩提升的使用年限。