APP系列高压泵失效原因分析

APP3.0和APP3.5型系列高压泵，理论设计免维护时间为8 000 h。此泵采用轴向柱塞结构设计，同时利用海水对泵活动部件进行润滑。

1 故障案例

2010年7月29日，值班人员巡视时发现MFIA07反渗透制淡装置 (产水量30 t/d)高压泵振动噪音较大，对该泵进行拆检发现，泵的柱塞、滑靴及球体均发生严重磨损，最大值达到8.02 mm，导致柱塞与滑靴的球型铰链脱落、缸体磨损使整泵无法修复，并发现银白色金属颗粒，金属光泽明显。9月7日，另一台反渗透制淡装置 (MFIA系列，产水量20 t/d)也发生类似故障。此时，2台高压泵分别运行110 h和1 800 h左右。

2 反渗透制淡装置工作原理与失效分析

1)工作原理。

利用反渗透原理制造淡水需要在高压下进行，工作压力一般在4.0～6.8 MPa范围内。海水经多介质滤器、精滤器、微滤器后进入高压泵，其中多介质过滤器将过滤掉较大颗粒的杂质，而精、微滤芯的过滤直径分别为5μm、3μm。经过预处理的海水经高压泵增压进入反渗透膜，水分子透过反渗透膜实现与Na+、Cl－离子的分离而获得淡水，浓缩后的海水排出舷外。

2)失效分析。

APP系列高压泵制造精密，对颗粒杂质敏感，有害杂质进入高压泵，会加剧高压泵的磨损，尤其是传动机构——滑靴球型铰链的磨损，使柱塞球体与滑靴脱落，引起高压泵故障，表现为较大的振动和噪音。杂质进入高压泵内部最可能途径有以下2种:一是更换滤芯时，杂质意外掉入泵的进口管路，并随工作水流进入泵体内部;二是反渗透装置出现产水量下降，对反渗透膜进行化学清洗时，清洗产生的含较多有害杂质的循环水不停地流经高压泵各摩擦副，从而造成高压泵的磨损。

由于MFIA07反渗透制淡装置是第一次运行，而且总运行时间仅110 h，精、微滤器压差也未超过0.1 MPa，泵损坏前并没有更换新滤芯。因此，可排除更换滤芯时造成杂质意外掉入泵的进口管路而进入泵体造成该泵严重磨损。

经过对设备运行记录检查，2台高压泵在损坏前都经历过化学清洗，特别是30 t反渗透高压泵出现产水量低的现象时，就遵循厂家的指导意见进行了一次化学清洗，之后仅运行约40 h就出现了故障现象;另一台同系列高压泵也出现了同样故障。由此，可以断定在对反渗透膜进行清洗时，渗透膜上聚集的杂质返流进入高压泵导致泵体内部精密部件发生磨损，并破坏原转子平衡出现较大振动和噪音，进而导致高压泵缸体、柱塞、滑靴异常磨损，使泵发生无法修复的故障。

3 改进建议

为防止类似故障发生，提出以下改进措施。

1)提高海水预处理的过滤效率、保证过滤精度，防止水中杂质进入高压泵内部导致摩擦副异常磨损。

2)微滤器更换滤芯时，不得将杂质带入保安滤器的下部管路中，防止杂质进入高压泵。

3)减少不必要的反渗透膜化学清洗，以防反渗透膜表面聚集的杂质反流进入高压泵。

4)化学清洗时，对杂质不敏感的外置增压泵进行循环清洗，保护本装置精密柱塞式增压泵。

4 结束语

采取上述防护措施后，两台反渗透制淡装置高压泵运行稳定，截止2011年底，已安全运行6 000 h，制造淡水12 000多吨，为广大船员的生活提供充足的淡水资源，也为船舶长期海上作业提供了生活基础保障。