摘　要（yào）：針對貧液泵在開車過程中出（chū）現（xiàn）斷軸的問題，通過宏觀斷（duàn）口、化學成分、強度以及振動等方麵分析斷裂（liè）原因，發現軸承製造質量欠佳是直接原因.通過對泵軸、鎖（suǒ）緊背帽、滑動軸承、推力軸承及機械密封（fēng）等的處理，貧液泵行平穩。
　　關鍵詞（cí）：貧液泵（bèng）；疲勞；軸承；機械密封；斷（duàn）軸
　　1.概述
　　重慶建峰化肥（féi）有限公司合成裝（zhuāng）置兩台貧液泵為雙級臥式離心泵（bèng），兩（liǎng）台互為備用，型號為8*27DSTHF，泵（bèng）軸材質原為17-4PH，後由於進行（háng）材料國產化，現為0Crl7Ni4Cu4Nb。泵的設計技術參數中流量為1015m³/h，揚程為129m，Z大驅動功率為1077kW，效率為0.75，進口壓力為0.17MPa，出（chū）口壓力（lì）為3.99MPa，介質密度為1.258kg/L，轉速為1480r/min，葉輪直徑為0.564m，一級出口葉片寬度為0.004m。
　　來自二氧化（huà）碳再生塔底部的苯菲爾貧液經貧液閃蒸閃蒸後（hòu）進入貧液泵，加壓後分兩股（gǔ）送到二氧化碳塔。一股貧液經熱貧液流量調節閥控製流量後，直接進入二氧（yǎng）化碳吸收塔中部（bù）；另（lìng）一股貧液經溶液冷卻器冷卻後，再經溶液空氣冷（lěng）卻器冷卻70℃，送入二（èr）氧化碳吸收塔頂部，流量由冷貧液流量（liàng）調節閥控製。吸收了CO₂的富液經液控（kòng）製閥控製流經渦輪機，渦（wō）輪機為貧液泵運轉（zhuǎn）提供部分動力，其餘動力由（yóu）電動機動供。當渦（wō）輪機停車時，進口閥關閉，所有（yǒu）的富液通（tōng）過旁路減壓閥^[1]，工（gōng）藝流程如圖1所示。 　　2.事故原因分析
　　貧液泵A自2014年更換國產化軸投用以來狀況（kuàng）很好，運行平穩。2017年12月3日因天（tiān）然氣原因停運，於2018年2月6日合成氨裝置開車，按開車計劃啟動貧（pín）液（yè）泵A後，發現該泵驅動端（duān）機（jī）械（xiè）密封冒煙，緊急停車。對泵進行停車時（shí）發現盤不動（dòng），解體檢查發（fā）現軸一級葉輪鍵槽連接處斷裂。
　　2.1宏觀（guān）分析
　　貧液泵A解體（tǐ）後發現（xiàn）轉軸非驅動端靠近葉輪，即一級（jí）葉輪（lún）連接處鍵梢根（gēn）部（bù）斷裂，斷麵位於鍵梢中間，其他部位無任何（hé）損壞和異常，如圖（tú）2所示。 　　由於二級泵（bèng）徑向力是一級泵的2倍，而（ér）斷軸發（fā）生在一級泵，故（gù）可以排除工藝操作不（bú）當的可（kě）能性。從斷裂表麵可以看出，裂紋的產生是沿軸的直徑方向由外向內發展，軸的斷裂截麵顏色呈波形變化，說明泵軸裂紋是隨著時（shí）間積累逐漸而成的。
　　2.2化學成分分析
　　泵軸材質為0Crl7Ni4Cu4Nb，依據GB/T11352—2009檢測（cè）化學成分，符合0Crl7Ni4Cu4Nb的標準要求，檢測結果如表1所示。 　　2.3軸的強度校核
　　由於貧液泵A轉子裝配前經過嚴格的動、靜平衡校驗（yàn），泵運轉後的受力可簡化（huà）為純扭狀態。泵軸直徑d=110mm，轉速n=1480r/min（1480/60r/s），Z大驅動功率（lǜ）Nk=1077kW，則泵（bèng）軸所受的Z大扭矩Mmax^[2]為： 　　該軸材質為0Cr17Ni4Cu4Nb，查得這種材料（liào）的剪切許用（yòng）應力[T]為330MPa^[3]，可見Tmax<<[T]，即在正常情況下泵（bèng）軸的強度是足夠的。
　　2.4泵的振動情況分（fèn）析
　　據檢智能（néng）巡檢儀（yí）采集的貧液泵A振動數據如表2所（suǒ）示，可以看出（chū），每次檢修後，泵（bèng）運行比平穩，經過一段時間的運行，非驅（qū）動（dòng）振幅逐漸上漲，但驅動端振幅沒有（yǒu）明顯變化，泵振幅標（biāo）準值為3.6mm/s，3次振動的極大值均處於危（wēi）險值（zhí）5.9mm/s，這種不均衡（héng）的振動特點（diǎn）足以說明振動的（de）產生來（lái）源於（yú）泵軸承本身，需（xū）要檢（jiǎn）修更換軸承。每次檢測止推軸承均發現徑向遊隙間隙超標（biāo），半徑間隙達0.30mm，說明軸承製造質量欠佳是導致非驅動端振幅較高的直（zhí）接原因（yīn）。 　　綜上所述，由於軸承質（zhì）量欠佳、使川壽命較短等原因，導致非驅動端振（zhèn）幅較（jiào）高，多次高振動加重了交（jiāo）變（biàn）載荷。本來（lái）泵軸的鍵梢中部應（yīng）力極為集（jí）中，在交變載荷的（de）長期作用下，泵軸本身具有（yǒu）的原始缺陷就極易發生疲勞，造成斷軸事故。因此Z終導致貧液泵A的泵軸從一級葉輪連接（jiē）處鍵槽根部發生斷裂。
　　3.修複措施及效果
　　通過貧液泵A解（jiě）體檢查發現（xiàn）泵（bèng）的損壞程度較嚴重，軸、葉輪、葉輪口環、機械密封、軸承（chéng）等全部報廢，隔板口環存在一定變形，更換難度較大。為了盡早恢複該泵，避免出現雙泵停（tíng）運導致全（quán）線（xiàn）停（tíng）車，加之該泵技術精度要（yào）求很高，為此隻將隔板口環進行研（yán）磨，將葉輪口環外（wài）徑用車床車（chē）掉0.30mm，控製其問隙滿足（zú）葉輪口環與（yǔ）殼體耐磨環間隙為0.32-0.43mm。
　　3.1對泵軸的理
　　更換了一根新軸和葉輪，新（xīn）換（huàn）的軸及葉輪整體做動平衡（héng），並進行著色探傷，消除軸加（jiā）工過程帶（dài）來的缺陷。
　　3.2對鎖緊背帽的處（chù）理
　　裝好葉輪後，安裝背帽時，采用螺栓緊固劑塗於絲扣，減少（shǎo）背帽在運行過程（chéng）出鬆（sōng）動的可能性。
　　3.3對滑動軸承及推力軸承、機（jī）械密封等的處理
　　重（chóng）新刮瓦，嚴格控製瓦隙及緊力，這樣可在使用過程避（bì）免轉子振幅超標（biāo），整套更換為SKF7316BECBJ滾動軸承（chéng）及兩端機械密（mì）封。抬高軸承（chéng）座，驅動端抬高為0.45mm，非驅動端（duān）抬（tái）高（gāo）0.50mm。將各部（bù）件組（zǔ）裝後複位，把緊各緊固螺栓後盤車正常，無卡澀現象，對中找正，軸承箱加油後，交付工（gōng）藝（yì）試車。
　　3.4處（chù）理效果
　　貧液泵（bèng）A完成修複後（hòu）進（jìn）行試車，經檢測振幅很小，水平方向振（zhèn）幅1.8mm/s，垂（chuí）直方向振幅為2.9mm/s，均在標準範圍（wéi）內，溫（wēn）度46℃為正常值，無雜音（yīn），運行平穩。完成試車後，將貧（pín）液泵B倒人貧（pín）液泵A運行。修複後的貧（pín）液泵A自2018年2月10日投入（rù）運行（háng）以來，各項（xiàng）運行標均均達到曆（lì）史Z好狀態。
　　4.小結
　　本次貧液泵斷軸事故是一起因備件質量、製（zhì）造缺陷等多（duō）方麵原因引起的事（shì）故，但其斷裂形式具有一定的代表性。準（zhǔn）確判斷故障原因，不僅有利於（yú）泵（bèng）的穩定運行，同時也能從根本上解決問題，節約條件備件和檢（jiǎn）修成本。
　　參考文獻（xiàn）
　　[1]化學工業部主編.設備維護檢修規程.下冊[M].北京:化（huà）學（xué）工業出版社，2000:1566-1572.
　　[2]秦大同，.現代機械設計（jì）手冊.第二（èr）卷[M].北京:化學工業（yè）出版社，2011:10-20.
　　[3]成大先.機械設計手冊[M].第（dì）4版.北京:化學工業出版社，2004&7-28.