泵系统对中
轴承、联轴器和密封件是如何失效的,以及如何修复它们。
鲁斯曼泵和服务BETVICTOR体育官网

过度振动、刺耳的尖叫声、散发出高于正常水平的热量、压力读数偏离曲线以及工艺流体泄漏,这些都是泵故障即将发生的迹象。为了避免对泵和下游设备造成更多的损坏,以及昂贵的维修停机时间,必须找到泵问题的根本原因,并迅速将其恢复到峰值性能。

轴承、联轴器和密封件是泵最常见的失效部件。经验表明,忽略这些项目不仅会造成维护费用的损失,还会造成资源和停机时间的损失,从而增加运营成本。以下是如何识别这些部件故障,找出根本原因并防止它们再次发生。

正确的系统对齐
图1:正确对齐和支持泵的安装(图片由Ruthman Pumps & Service提供)BETVICTOR体育官网

1.轴承:它们是如何失败的

许多危险信号可能是轴承故障酝酿的指标:振动读数增加,比通常操作噪音大,轴承座周围温度升高都是常见的警告。注意这些小标志。即使轻微的嘎嘎声也不要忽视;当听到巨大的尖叫声时,轴承通常被击中,泵即将锁住。

虽然轴承通常在工厂进行润滑,但根据泵的应用和运行计划,它们将需要个性化的润滑计划。(密封轴承是一个例外。)未能保持轴承适当润滑可能导致过热和早期故障。

对轴承正常运行的另一个威胁是润滑剂污染物。砂砾和其他污染物会损坏轴承表面,导致运行不一致,缩短轴承寿命。对轴承不太常见的威胁是不对中和振动,随着时间的推移,这可能导致轴承表面剥落和损坏。

如何防止失败

建立定期的润滑计划,并在维护日志中记录润滑情况。避免下面列出的常见润滑失误。

  • 油田中最大的润滑错误是在泵运行时添加油脂。如果泵在运行时加了润滑脂,润滑脂就无法到达滚动元件,轴承就会干枯。在向轴承添加润滑脂之前,一定要关闭泵。
  • 不要混合各种油脂。不同的润滑脂增稠剂可能不相容而导致饥饿或硬化。
  • 不要给轴承加过多的润滑油。过度润滑和润滑不足一样有害。过度润滑会导致严重的热量积聚和过早的轴承故障。(注意密封轴承不需要额外的润滑脂;如果润滑脂添加到密封型轴承,这可能会迫使密封离开位置。)
  • 定期检查润滑剂。如果它似乎被污染了,进行分析,以确定什么类型的污染物正在渗透轴承外壳。一旦确定了污染类型,采取纠正措施防止再发生。
  • 良好的系统设计和坚固的安装应防止可能导致轴承剥落或点蚀的过度振动。BETVICTOR体育官网泵应该安全地安装在水平底座上,要非常小心地支撑进气管道,以避免泵受到任何压力。安装在排气管上的管道吊架应该支撑所有重量,而不是泵或套管。参见图1了解正确的安装和支撑。定期监测设备的振动和温度变化,以识别变化的条件。

平行和角耦合对齐
图2:平行和角耦合对齐

2.结合:他们是如何失败的

当泵轴和电机轴不对准时,联轴器失效。由于安装不当,它们可能从一开始就不对准,或者随着时间的推移,由于系统振动而变成这样。一种直观识别故障联轴器的方法是在泵的联轴器区域下面寻找黑色碎片。这是来自耦合插入之间的耦合法兰。在不对齐的联轴器上,法兰的表面相互摩擦,随着时间的推移会磨坏插入件,产生一堆刨花。

联轴器错位的另一个关键指标是振动。任何超出泵正常运行期间正常观察到的振动都应进行调查。

如何防止失败

当怀疑出现故障时(由于前面提到的刨花或振动),以及例行维护计划的一部分,应检查耦合对准。在任何时候对泵进行维修时,都应在启动前和泵处于工作温度后(称为“热对准”)验证正确的对准。

平行联轴器对齐应首先通过在两个联轴器法兰上放置一个直尺并测量联轴器外围各点的最大偏移量来检查。如果最大偏移量超过了联轴器制造商的规定,则应重新调整联轴器。

一旦满足了平行对准,联轴器的角度对准应该用千分尺或卡尺检查。从一个法兰的外部测量到另一个法兰的外部,间隔在联轴器的外围。如果最大值和最小值之间的差值超过了联轴器制造商规定的公差,则应重新调整联轴器。如果需要校正,应重新检查平行对准。有关适当的耦合对齐技术,请参见图2。

机械密封失效
图3:失效的机械密封,密封面破裂,油漆堆积

3.机械密封:它们是如何失效的

机械密封故障通常很容易被发现——从密封压盖中缓慢滴下或有时稳定流动的工艺流体是致命的暴露。在设备的使用寿命中,密封件占了大多数旋转设备故障的原因,但很少是故障的根本原因。

错误的密封材料选择的过程是一个常见的错误。选择不当会导致密封圈o形环膨胀、开裂或密封圈表面腐蚀。虽然大多数人都知道要根据工艺流体来选择密封件。例如,对于腐蚀性流体,需要更坚固的密封——许多密封没有考虑到操作条件。像水这样的液体通常被认为是惰性的。然而,在极端温度下,密封面可能会出现闪光和损坏。

另一个影响密封的温度考虑因素,即使密封材料选择得当,也与操作条件有关。将停止工作的泵从环境温度提高到立即运行极端高温或过冷流体,可能会对密封造成热冲击并导致裂缝。

BETVICTOR体育官网输送粘性较大的液体(如油漆)的泵可以看到沿密封表面和边缘的堆积。随着时间的推移,这可能会堵塞密封并导致故障。如图3所示,一个密封失败的例子是由于油漆堆积。

除了这些特定的密封选择和应用问题外,密封失效的主要原因是密封干运转,这可能导致热冲击或烧毁密封弹性体。任何数量的系统性问题都可能导致运转不畅。从源头流出的液体量过低、泵吸入侧堵塞或闭式排放(死头)都可能导致温度升高并导致密封失效。

如何防止失败

避免机械密封失效的第一步是根据工艺流体和操作条件选择合适的密封。与应用程序销售工程师一起详细检查应用程序,而不是默认按流体类型进行选择。

如果涉及极端温度,考虑改变启动程序,以避免对密封的热冲击。逐步将工艺流体引入泵中,使所有部件更缓慢地达到充分温度。增加外部加热或冷却元件是另一种可能的解决方案。

对于容易在密封件上积聚过程的应用,可以添加外部密封件冲洗系统,以防止这些颗粒粘附在密封件上。如果泵上有外部冲洗系统,则应将其保持在良好的工作状态,并检查是否发生密封积聚和故障。

一旦选择了合适的密封材料进行应用,重点应转移到设备的吸力侧,以防止干燥运行。如果源处的流体经常处于低水平,则应安装液位控制开关,以防止供应液位过低。如果观察到排放流量或压力下降,则表明应检查进气道是否堵塞。除了短期的泵性能测试外,泵永远不应该在封闭的排放标志下运行,观察程序可以防止这种情况发生。

解决密封问题的一种方法是使用无密封泵对工艺进行改造。这些垂直封闭柱的设计减少了通过节流套管的泄漏,收集泵柱内的任何偶然泄漏,并将其排放回吸入或供应罐。立式无密封泵适用于各种具有挑战性的应BETVICTOR体育官网用,甚至适用于高固体或高温流体。将卧式泵安装在封闭式柱式立式泵上,通常只需对管道进行最小的更改,并为外部安装配置增加支架。

文档

传统观点认为,那些不从历史中吸取教训的人注定会重蹈覆辙——这在泵的维护和维修方面是正确的。记录维修可以帮助识别未来的问题泵,并有助于诊断未来的泵故障。BETVICTOR体育官网一旦泵启动并再次运行,这一重要的最后一步往往被忽视。

这里有几个关键要素需要注意。记录的细节越多,就越容易确定那些异常因素。对于初学者来说,维护记录应该包括在维修问题发生前后的任何不寻常的操作情况(例如,因假日关闭的一段时间,异常高温等)。注意泵在过程中的位置以及泵被确定维修的原因(停机、性能、泄漏、噪音、安培等)。

维修记录还应包括诊断和维修泵所采取的步骤。当确定为问题泵时,可以标记它,以便对安装、管道、操作和维修程序进行更仔细的检查。这种更仔细的检查应该会确定故障的根本原因。

使用历史数据来消除重复出现的问题,将延长泵的使用寿命,防止过程停机。

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