PTA装置立式高速泵故障分析及处理维护方法

王奇年

（乌鲁木齐石化公司，新疆 乌鲁木齐 830019）

PTA装置使用的主要有LMV331、LML-311Z、LMV322Z立式高速泵，泵、增速箱、电动机三位一体安装在底座上，电机与增速箱采用联轴器连接。增速箱是两级平行轴传动，齿轮为直齿圆柱齿轮，低速轴承采用滚动轴承，高速轴采用滑动轴承。泵端结构主要由诱导轮、叶轮、泵壳、泵盖组成，在运行时，液体从叶轮中心进入叶轮，经叶轮作用升高压力，经泵壳扩散管输出泵外。

1 立式高速泵的故障原因及处理

1．1 管道堵塞或腐蚀造成泵出口流量不足

入口流量不足是立式高速泵在实际运行中最常见的故障之一。泵壳的密封效果会受到了多种因素的影响，空气进入泵体，泵的泵送能力就会大大的降低。同时，由于输送PTA浆料等易结晶物料，后造成管线局部堵塞，然后导致了泵流量不足。处理方法：可以通过对泵入口管的工艺进行调整，保证到设备管内只有一种介质，可以防止腐蚀、杂质堵塞泵入口管线，延长其的使用寿命；泵进水管之前应该安装一套栏式过滤器，定期进行切换清洗，保证过滤效果，尽量的减少管道堵塞，确保高速泵正常运行。

1．2 主油泵损坏

在立式高速泵油的系统里，主油泵是一台定量摆线齿轮泵，由齿轮箱的输出直接驱动。损坏的主要原因是因为主油泵销断裂，因为主内圈和外圈油泵可以分离，内圈与输出轴相连，外圈与齿轮箱铰接。在主油泵的实际运行里，一旦外圈堵塞而不能转动，内圈和输出轴一起转动，两者之间会产生相对的运动，改变到其的容积，形成了一个压力传递。旋转的错误，会导致了主油泵外圈将与油箱体分离。此时，如果启动主泵，油泵会对销轴产生了一个强烈的冲击，造成了主泵的损坏，然后会造成漏油、泵轴及齿轮损坏等一系列的不良现象。处理方法：主要从加载阶段改进油泵齿轮的定位销，即将齿轮箱的平面定位销重新组合成平台式，然后平台式上的定位销会减小到油泵的受力和影响。

1．3 介质机械密封寿命短

PTA装置主要使用LMV型立式高速泵，一台泵用两套机械密封，介质侧的机械密封为部分平衡型，润滑油端的机械密封为非平衡型。由于PTA浆料润滑性差、易结晶，由于泵的操作条件不稳定，致使介质端机械密封处的压力略有变化，由于泵的转速较高，补偿环达不到所需的追随性，因此介质压力波动在谷值时易泄露、压力波动在峰值时易产生干摩擦，由于摩擦状态不稳定，致使机械密封产生失效而泄漏。另外，冲洗水压力、流量不足或冲洗水中含有杂质，也是造成密封摩擦寿命短的原因，PTA装置机泵机械密封水是由冲洗水系统统一供水，一旦其他机泵泄露介质倒窜，就会污染冲洗水系统，密封水中含有细小的颗粒结晶物，在运行的过程里会对介质的机械密封造成一个严重的破坏，容易发生泄漏的情况。处理方法：考虑操作压力对端面比压的影响作用，对机械密封平衡系数进行调整，从而保证端面比压值在一个合理的范围内，这样就可以保证端面摩擦状态相对稳定，受操作压力变化的影响变小，提高了密封性能；在密封冲洗水进出管线设置流量计、压力表，进水管线设置Y型过滤器，确保冲洗水流量、压力正常，提高密封使用寿命；保持系统操作的稳定性，在装置负荷调整、局部水洗时及时调整高速泵出口流量，保证机械密封在稳定的工况下工作，大大的提高到机械密封的使用寿命，减少更换的次数。

1．4 齿轮箱振动大

依据PTA装置LMV型立式高速泵的结构，泵在运行的过程里可能会振动。原因有电机轴与变速箱输入轴错位、滚动轴承故障、转动部件不稳定以及齿轮的故障。泵的主要来源是安装或维修的校直，在运行的过程里也会发生轴校直。在运行故障的分析中，观察到了频谱的特征：当轴平行错位的时候，径向振动主要由双频所产生的，并伴有多频的振动，工频轴向振动主要是由角度误差引起的，伴随着多频的振动。在生产的实践里，泵轴的偏斜往往是两个偏斜的组合。预防的措施：可以增强到对维修质量的控制，尽量的采用膜轴。

1．5 轴承的故障

滚动轴承的主要故障有：断裂、磨损、疲劳剥落以及保持架损坏等。LMV型立式高速泵滚动轴承的运行主要发生疲劳剥落和腐蚀。滚动轴承的疲劳剥落引起轴的振动，对泵的运行造成了危害；轴承腐蚀会产生了噪声，伴随振动，加速滚道和滚道疲劳。滑动轴承的主要故障有：巴氏合金松脱或磨损、疲劳腐蚀、轴承壳体松动、轴承间隙不当等。滑动轴承结构布置合理、油系统运行稳定，在大修周期（1～2年）不会因滑动轴承的故障引起振动。然而，轴承的间隙过小会导致了巴氏合金过热熔化，甚至抱轴。从变速器油温的变化很难准确的进行判断。异物进入滑动轴承的内表面可能会导致了磨损。如果径向轴承的间隙过小、润滑不良会导致了巴氏合金层的热粘着磨损甚至熔化。在齿轮箱装配的过程里，如果输出轴窜量太小，会引了止推块的热粘着磨损，巴氏合金会熔化或脱落。巴氏合金的磨损、熔化和脱落会增加滑动轴承的游隙。预防措施：增强到故障振动的分析，严格控制检修质量，按规定标准执行轴、轴承的测量数据。

1．6 转动件不平衡、轴弯曲转动件不平衡

在运行过程中，只有叶轮和感应轮受到介质的侵蚀和冲刷，与介质碰撞产生的不平衡。旋转部件的不平衡主要引起旋转频率的径向振动。有时，输出轴和叶轮上的轴颈会腐蚀，造成不平衡振动。轴的原始曲率不会产生异常振动。由于齿轮轴强度高，泵结构合理，在运行过程中输入轴和输出轴不会弯曲。在操作过程中输出轴会因对叶轮或诱导轮的过度冲击而弯曲。齿轮的失效模式有：齿面磨损、齿面接触疲劳、弯曲疲劳、齿面断裂和齿面腐蚀。如果齿轮啮合有问题，很容易断齿。齿面腐蚀主要是为了控制油中的含水量，而不是腐蚀环境。预防措施：加强检验质量控制，严格数据监测，注意油品分析，防止水分超标。此外，润滑油系统的稳定运行也是保证齿轮箱运行的重要因素。

2 立式高速泵的日常运行维护

2．1 齿轮箱油位的维护

立式高速泵在运行维护中的基础工作是保证齿轮箱的正常油位，这直接关系到立式高速泵的运行质量。作为设备管理人员和现场操作人员日常检查的时候，尤其注意油箱油位是否高于油视窗的中心线，即I/2～2/3。发现油位低于油视窗红线的时候，应该要严格的执行三级过滤，并且依据实际的情况向齿轮箱加油。但注意不要加太多油，否则会有很多油泡，不利于快速降温。检查的时候，除检查泵的密封性外，还应该充分注意到润滑油的质量，定期（每6个月）检查润滑油的质量，依据润滑油的不同粘度和工作条件来进行判断，并更换滤油器，这样才可以避免到损坏的齿轮箱和泵体油乳化。

2．2 润滑油压力和温度的维护

立式高速泵的油压一般为0.12～0.45MPa，为此，现场操作人员在日常维护和运行时可依据指标调整油压，严格的按照操作规程，把油压控制在正常范围之内。当油压过高的时候，减压阀处于泄压的状态，背压安全阀使用周期长。油压低是高速泵正常运行的潜在危险。此外，应该严格的控制好润滑油的油温范围（50～70℃）。如果油温过低，会使润滑油变稠，影响到油泵的正常工作。如果油温过高，会稀释油液，降低到润滑油的粘度，使得油泵工作部位难以形成均匀的油膜。这不仅会影响油泵的使用寿命，而且因为轴瓦温度的升高，造成齿轮箱的齿轮、轴承缺少润滑而损坏。

2．3 油泵齿轮的维护

检修人员每次检修立式高速泵的时候，一定要仔细的检查好齿轮间隙和啮合面有无毛刺或划伤。如有异常，立即修理或更换备件，避免影响到润滑油压力。每一次大修都要对油泵油管进行全面检查，重新检查运转润滑点和喷嘴，并根据实际情况进行清洗。要清理油管内的污垢，保证到油管畅通。

2．4 辅助密封的维护

机械密封辅助冲洗水是保障密封运行的关键，现场操作人员在日常巡检时控制密封冲洗水流量（250～350kg/h）、压力(3.0MPa)正常，确保机械密封不会出现干摩擦损坏。

2．5 开停机严格执行操作规程

开泵时要严格执行操作规程，盘车无卡涩、放尽泵体内气体等，停机后对泵体及进出口管线彻底冲洗，避免泵体或管线留有结晶物。

2．6 加强状态监测及分析

设备管理人员对高速泵的状态监测数据收集，通过分析测振频谱图的，掌握齿轮轴与轴承的运行情况，提前发现故障，做到预知性检修。

3 结语

在装置日常运行中，要注意立式高速泵常见故障的处理，找出故障的原因和规律，对各种缺陷提出应急处理的方案，以便尽早发现隐患，正确的处理。掌握日常维护技巧，积累维修经验，保证维修质量，立式高速泵的良好使用，不仅取决于泵本身的性能，更重要的是日常的维护保养，良好的日常维护可以延长设备的使用寿命，使其以最佳状态运行，发挥泵最高的性能，保证装置的平稳运行，取得好的经济效益。