磁力泵推力軸承快速磨損故障分析及改造措施

磁力泵推力軸承快速磨損工況介紹

       甲醇裝置碳四泵(位號P2202A/B)的體積流量28m3/h ,揚程243m ,配套電機功率為45kW/臺。該泵在運行2～8h后,后軸承發(fā)生嚴重磨損,后止推軸承碎裂,首級葉輪葉片與泵體前蓋、次級葉輪背面與泵體組件都發(fā)生磨損。葉輪損壞的示意圖見圖2 。

磁力泵推力軸承快速磨損原因分析

       第1次運行時間較長(約48h),噪聲較大,停泵后盤車很重,拆檢發(fā)現(xiàn)葉輪和靠近聯(lián)軸器端的止推軸承嚴重磨損。一、二級葉輪和止推軸承磨損方向一致(圖2),均表現(xiàn)為葉輪向一級進口端竄給,即外觀表現(xiàn)軸向力不平衡非常明顯。將原來首級葉輪平衡孔ª8mm×5mm擴為ª10mm×5mm,組裝后沒有任何效果,僅運行了2h就出現(xiàn)了同樣問題。

圖2 　磨損葉輪示意圖

       第2次拆檢的外觀表現(xiàn)依然為軸向力不平衡,而且前端的止推軸承磨損深度約2～3mm,可能是原來的石墨止推軸承耐磨性能較差。止推軸承材質(zhì)改換為1Cr13后同樣沒有解決問題。綜合分析認為,當泵內(nèi)軸承與推力盤兩側(cè)介質(zhì)壓差較小時,介質(zhì)潤滑的流速緩慢,甚至不能流動,這樣,相互摩擦產(chǎn)生熱量不易帶走,致使該泵介質(zhì)汽化加劇,產(chǎn)生干磨,快速導致止推軸承失效。因此,止推軸承的磨損是導致磁力泵推力軸承快速磨損的主要原因。

改造措施

      (1) 增加支撐軸承和止推軸承的潤滑

　該型磁力泵采用了軸向力自動平衡裝置,屬于一種動態(tài)平衡。但是如果前端軸承和止推軸承潤滑不良,則自沖洗冷卻效果不好,輕烴介質(zhì)汽化干摩擦必然會導致軸承和止推軸承的快速磨損。經(jīng)過粗略計算介質(zhì)流動的沿程阻力損失以及壓力分布,在前端止推軸承和支撐軸承處壓差不大于0.1MPa,因此,增加該處的潤滑就成為解決故障的關(guān)鍵。

     (2) 降低軸向力不平衡

　保留一級葉輪的平衡孔、取消二級葉輪平衡孔,增大葉輪的背葉間隙1 mm。

    (3) 提高介質(zhì)流動效果

　在前、后端支撐石墨軸承配合面各增加4個直槽(深度約3～4mm,寬度和端面槽寬相等),加深端面槽深以提高介質(zhì)流動效果。

   (4) 提高潤滑壓力和流速

　堵掉2個支撐石墨軸承之間的介質(zhì)潤滑孔(圖4),迫使冷卻潤滑液從軸承內(nèi)壁經(jīng)過,避免產(chǎn)生干摩擦,通過進行強制流動而提高潤滑壓力和流速。