胡（hú）小青
（中石化巴陵分公司尿素部，湖（hú）南（nán）嶽陽 414003）
摘 要：尿素裝置的吸收塔循環泵（bèng）因環保問（wèn）題改用國產CQB型磁（cí）力泵後，達到了完全無泄漏，滿足了環保要求，但其軸承使用壽命短，並由此引發其他內件損壞，導（dǎo）致該泵運行周期短，備件更換頻繁。對軸承容易損（sǔn）壞的原因進行分析，在軸承（chéng）選材及安裝尺寸上做了一些調整，改進後的軸承使用壽命在（zài）一年（nián）左右，保證了設備的長周期運行（háng）。
關鍵（jiàn）詞：磁力泵；應用；軸承；故障；處理
尿素裝置（zhì）低壓循（xún）環係統吸收塔為了（le）保證有足夠的吸收液，采用離心泵將吸（xī）收塔出口0.28MPa氨水抽出一部分返送至吸收塔作為吸收液循環使用（yòng），離心泵型號為（wéi）HCA12.5-8/5單級，軸封形式為填料密封，該泵基本上能滿足工藝要求，運行周期較長。但軸封始終（zhōng）泄漏嚴重（chóng），大（dà）量（liàng）的氨水介質泄漏不僅浪費能源，也成了（le）裝置（zhì）備受關注的（de）環保難點。為了解決泄漏問題，2001年2月對循環泵實施改造，取消原有離心泵，改用無泄漏（lòu）的磁力泵。
磁力泵的應用消除了原（yuán）有的介質連續泄漏現象，但運行周期短，內件故障（zhàng）頻繁，對正常生產帶來嚴重的威脅。對拆換下來的內件與磁力泵本身的內件結構反複對比分析，確定為軸承取材等方麵存在不當之處，對磁力泵相關部位進（jìn）行合理的改進，使磁（cí）力泵的運行狀況大為改觀。
1 磁力泵（bèng）的（de）應用情況
根（gēn）據生產（chǎn）工藝條件及（jí）輸送物料（liào）介質的特性，選用的國產磁力泵型號為CQB80-65-125，性能參數為流量0.014m3/s，泵揚程80m，汽蝕餘量4.0m，泵轉速2900r/min，電機功率7500W，泵效率54％。
COB磁（cí）力泵主（zhǔ）要由電機、磁力偶合器和耐腐蝕離心泵組成。當（dāng）電機帶動磁力偶合器的外磁鋼旋轉時，磁力線穿過間隙與隔離套作用於裝在泵軸（zhóu）上的內磁鋼，使（shǐ）轉子與（yǔ）電機同步旋轉，無機械接觸傳遞扭矩在泵軸的輸入端，由於液（yè）體（tǐ）被封閉在靜止的隔離套內，沒有動密封（fēng）而達到完全無泄漏。
正是由於具有完全無泄漏的優點，成功（gōng）地解決了流（liú）體（tǐ）輸送中的（de）跑冒滴漏問題，成為環保工程中十分重要的產品，越來越（yuè）受到石油化工等易出現環保問（wèn）題行業的重視，也是進行低壓循（xún）環（huán）係統吸收塔改造選型的主要理由。
磁力泵投用後（hòu），消除了氨水泄漏問題，並且（qiě）具有運行（háng）時振動小、噪音（yīn）低，軸承靠介（jiè）質液自身進行潤滑，無須加潤滑油等一些（xiē）優點。但運行一個多（duō）月後即（jí）出現噪音加大，泵（bèng）出力減小現象。拆檢發現徑向（xiàng）與軸向軸（zhóu）承均發生磨損，尤其推力軸承石墨部分嚴重損壞（huài），僅殘存一小部分，軸承體及葉（yè）輪口環等內件磨損（sǔn）嚴重（chóng），不得不進行更換處理。接下來的機泵運行過程中此類現象連續發生，平均（jun1）時間12個月不等。
2 軸承故障原因分析
磁力泵軸承係分徑向滑動軸承和（hé）止推滑動軸承（chéng）兩類，分別起著支（zhī）持轉子旋轉運動和限製軸向運動的作用，同時減少運動摩擦。如圖1所示。
滑動軸承為硬質（zhì）石墨套，套裝在磁力泵（bèng）軸（zhóu）承體的兩端。止推滑動軸承為配對的相對兩部分，一部分套裝在葉（yè）輪上或內磁鋼體（tǐ）上，材質為硬質（zhì）合金，另一部分與滑動軸承連在（zài）一體，安裝滑動軸承即隨之貼在軸承體的外端（duān）。軸承的潤滑依靠石墨良好的自潤滑性能，同時在軸（zhóu）承體處開有液流孔，將高壓介質液體引入內磁鋼體與隔（gé）離罩之間（jiān），以（yǐ）降低由磁渦流及磁滯損失引起的內磁鋼體的溫升，然後（hòu）液體經泵軸中心孔（kǒng），一部分冷卻和潤滑軸（zhóu）承，還有一部分回到葉輪入口，起到循環冷卻（què）和（hé）潤滑作用。磁力泵的軸向力通過在葉輪上鑽平衡孔、在葉輪前後（hòu）設置（zhì）密封環及在軸承體處開有液流孔、將高壓液（yè）體引入內磁鋼體與隔離罩之間使轉子在（zài）液力作用下自動平衡。
磁力泵的（de）軸承係潤滑原理及轉子軸向力平（píng）衡原理給磁力泵提供了較完善的理論基礎，因此泵運行初期一般能達到平穩、噪音小、完全無泄（xiè）漏的良好狀態。但（dàn）隨（suí）著運行時間的推進，止推軸承的（de）缺陷在液體液力的（de）不斷作用下顯現（xiàn）出來。
1）液體自動調節並不能使轉（zhuǎn）子在軸向（xiàng）上承受的推（tuī）力達到（dào）的平衡。這是由於受到液力作用的轉子兩邊在結構上不完全對稱所決定的。由（yóu）此在任何狀態下，轉子都將受到（dào）指向某個方向的總推力，此方向上的止推軸承兩部分壓緊，並相對滑動摩（mó）擦。
2）在某些情況下，轉子總軸向力增大或者（zhě）換向導致止推軸承負載（zǎi）增加：① 泵運行工況波動大而導致的。在實際運行中如（rú）果（guǒ）運行參數（入口壓力、出口壓力）波動大，破壞磁力泵轉子的液（yè）力平衡，使滑動（dòng）軸承承受較大的徑向力和軸向力；②工藝倒泵所致。工藝吸收塔循環泵設置2台，一開一備。工藝上為了驗證備用泵是否完好，保證備用泵能隨（suí）時（shí）啟（qǐ）用，通常半個月進行（háng）一次倒泵（即開（kāi）、備機泵輪流開與停（tíng）），而磁力泵的每一次開啟或停止，葉輪兩（liǎng）邊液體（tǐ）介質的壓力都有一次短時間內高低調換過程，造成推力短時間內反（fǎn）向切換，此時承受推力（lì）的推力軸承受到衝撞（zhuàng）。
3）由於磁力泵（bèng）實際運行時軸向力的這些特性，要求止推軸（zhóu）承不僅有良好的耐磨性、硬度等，同時必須具有較高的抗壓強度、韌性、耐擠壓、耐機械衝擊能力。而硬質石墨的抗壓（yā）強度和韌（rèn）性較差，由此在磁力泵運（yùn）行時（shí）易（yì）破損、破裂，破片被（bèi）介質（zhì）液帶走，在液體的渦流作用下，轉子軸向竄動（dòng）位移加大，徑向振動加劇，徑向石墨（mò）軸承受軸的擠壓、衝擊破損。同時內磁鋼體、軸承體及葉輪密封環（huán）等磁力泵內件（jiàn）之間相互摩擦損壞，噪音（yīn）增強，泵出（chū）力減少，直至無法運行。
3 處理措施與效果
1）選用合適的（de）軸承（chéng）材料。軸承部位所有摩擦副均采用優質碳化矽。優質碳化矽純度很高，碳化矽含量大於99％，耐氨水腐蝕，具有較高的強度（dù）、彈性、韌性及耐磨性，使軸承的抗擠壓、衝擊能力大為提高，使用壽命（mìng）是其他滑動軸承（如石墨）的10倍以上。
2）安裝轉子時選用合適的止推軸承間（jiān）隙。通過將轉子試裝在軸承體上，並把轉子推向一邊，可測得原有磁（cí）力泵（bèng）的止（zhǐ）推軸承兩部分間的Z大間隙（即止推軸承正常時（shí）轉子所能產生的Z大軸向竄動量（liàng））在0.13～0.15mm之間，將其調整為0.3～0.5mm。這個間隙範圍有（yǒu）利（lì）於隙間液膜的形成，減少止推軸承兩部分摩擦副間摩擦（cā），同時降低遭受衝（chōng）撞（zhuàng）時（shí）的衝擊力度（dù）。
3）工藝上優化操作，盡量減少或避免工（gōng）況大幅度波動；將倒泵周期延長至2個月，盡量減少頻（pín）繁倒泵對磁力泵帶來的不良影響。
4）改（gǎi）進後的（de）磁力泵在運行時關注了工藝操作，表現出磁力泵固有的（de）特點，同時具有良好的運（yùn）轉性能（néng），在相當長的時間內（nèi）免維護，運行可靠，檢修周期達到（dào）一年左右，保證（zhèng）了設備的較長（zhǎng）周期運行。
4 結論
1）CQB80-65-125磁力泵的軸承故障原因在於選材不當等，可以通過妥善選材（cái）來（lái）解決。同時由於磁力泵的特點使其在很多方麵又與（yǔ）傳統離心泵不同，所以要在工（gōng）藝（yì）、安裝、操作等方麵汲取經驗采取一（yī）些措（cuò）施和（hé）途徑，才能保證其更長周期、可靠、平穩運行。
2）磁力泵具有振動小、噪（zào）音低、安全（quán）、高效、節能特性，適用（yòng）於輸送有腐蝕性（xìng）的、有毒的、易（yì）燃的、易爆的（de）、昂貴的或易汽化（huà）的液（yè）體等。除此之外，由（yóu）於具有完全無泄漏的優點，成功地解決了流體（tǐ）輸送中的跑冒（mào）滴漏問（wèn）題，已（yǐ）成為環保工程（chéng）中不可替（tì）代的產品，非常適宜於工作介質或產品成分複雜、裝置運行曆史長（zhǎng）久、設備（bèi）老（lǎo）化嚴重，亟需更新的石油化工等建廠時間長的老企（qǐ）業（yè）在改造更新時選用，以改變（biàn）小機泵環保技術落（luò）後的現狀。
來源：《大氮（dàn）肥》第（dì）28卷第1期
