磁力传动泵故障分析和处理

    摘  要：磁力传动泵在应用中存在推力轴承快速磨损、磁力泵振动大的故障，结合现场实际，对部分结构进行改造，对振动情况进行分析。
    关键词：磁力传动 泵 故障 分析

    1940年，英国人首次使用磁力驱动泵解决了具有危险性介质化工泵的泄漏问题。近年来，磁力传动技术得到快速发展，逐步应用于石油、化工、冶金、制药、印染、电镀、食品及环保等领域。磁力传动离心泵（简称磁力泵）由于本身故障较多，使其应用与推广受到一定影响。如磁性材料容易失磁导致转矩不能正常传递、介质和压力的局限性不能适应工艺需求等。
    一、磁力泵特点
    磁力泵是利用永磁体磁力传动来实现转矩无接触传递的一种新型泵。当电动机带动外磁转子（即外磁钢）总成旋转时，通过磁场的作用，磁力线穿过隔离套带动内转子（即内磁钢）总成和叶轮同步旋转，由于介质封闭在静止的隔离套内，从而达到无泄漏抽送介质的目的。由设计保证全密封、无泄漏、无污染，可以彻底解决机械传动泵的轴封泄漏问题。
    1.优点
    取消了泵的机械密封，完全消除了离心泵机械密封不可避免的跑、冒、滴、漏的弊病，是实现零泄漏、无污染的较好选择，可以实现设备的本质安全。泵的过流部件选用不锈钢及工程塑料制造，可以达到耐腐蚀目的。磁性联轴器和泵体结合为一体，具有结构紧凑以及磁性联轴器可以对传动电机起到超载保护作用的特性。易损件较少，维修方便，使用寿命延长。
    2.缺点
    传动效率低，与离心泵比较，在相同工艺条件下能量消耗较大。现在国内使用的钕铁硼（NdFeB）等永磁体材料性能不稳定，工艺选择还有一定局限性。一般情况下，工艺要求的介质额定温度、压力和磁力泵的泵体材料有关。当泵体为金属材料或F46衬里时，工作介质的额定温度≤80℃，额定压力≤1.6MPa。当泵体为非金属材质时，工作介质的额定温度≤60℃，额定压力≤0.6MPa。当工作介质的额定温度≥350℃时，磁力泵存在失磁的危险，很难实现长周期安全运行，则需要另行设计。
    适合于输送介质的密度≤1300kg/m，黏度≤30×10^－6_m/s的不含铁磁性和纤维的液体。对于密度高、黏度大的介质，由于传动的转矩相对较大，暂时还没有很好的应用。
    轴承一般采用被输送的介质进行润滑冷却，故磁力泵严禁空载和反转运行。磁性材料的失效，在实际运行中引起的故障，解决比较困难。
    二、故障分析及处理措施
    1．磁力泵推力轴承快速磨损
    （1）原因分析
    吹出苯原料泵，型号50CQ-40磁力泵，流量220L/min，扬程40m，配置电机功率4kW/台。泵运行一段时间后，后轴承发生严重磨损，后止推轴承碎裂，叶轮叶片与泵体前盖、泵体组件都发生磨损。
    叶轮和止推轴承磨损方向一致，均表现为叶轮向进口端窜给，轴向不平衡明显。将原来叶轮平衡孔扩大，组装后没有任何效果。再次拆检，前端止推轴承磨损深度约2～3mm，将止推轴承材料改为1Cr13后，仍未解决问题。
    综合分析认为，当泵内轴承与推力盘两侧介质压差较小时，介质润滑的流速缓慢，甚至不能流动，这样，相互摩擦产生热量不易带走，致使介质汽化加剧，产生干磨，导致止推轴承失效。因此，止推轴承的磨损是导致磁力泵推力轴承快速磨损的主要原因。
    （2）处理措施
    增加支撑轴承和止推轴承的润滑。50CQ-40型磁力泵采用轴向力自动平衡装置，但是，如果前端轴承和止推轴承润滑不良，则自冲洗冷却效果不好，苯类介质汽化干摩擦，必然会导致轴承和止推轴承的快速磨损。经计算，介质流动的沿程阻力损失以及压力分布，在前端止推轴承和支撑轴承处压差＜0.1MPa，因此，增加该处的润滑，就成为解决故障的关键。增大叶轮的背叶间隙1mm，以便降低轴向不平衡力。
    在前、后端支撑石墨轴承配合面，各增加4个直槽，深度约3～4mm，宽度和端面槽宽相等，加深端面槽，以提高介质流动效果。
    堵掉两个支撑石墨轴承之间的介质润滑孔，迫使冷却润滑液从轴承内壁经过，避免产生干摩擦，通过强制流动，提高润滑效果。
    2.磁力泵振动大
    65CQ-35磁力泵，流量450L/min，扬程35m，配套电机功率7.5kW/台。该泵从开始使用一直伴有杂音，振动较大。[!--empirenews.page--] 
    （1）原因分析
    解体检查内部组件，没有发现存在摩擦和转子弯曲等缺陷，核对该泵的装配间隙，全部在标准范围。仅发现原来约5mm（石墨缠绕垫）的大盖密封垫在紧固压缩后的厚度只有3.5mm，因此，判断可能由于密封垫较厚，在紧固过程中压缩不均致使结合面倾斜而产生了不同心的偏差。
    另外，对管线的支撑和振动进行检查测量，发现该泵管线相对于磁力泵显得较为粗大，进口管段支撑不良。由此推断管路振动也是导致泵体振动的原因之一。
    （2）处理措施
    增加进口管段和出口管段的刚性支撑。现场测量泵的基础以及泵体和进出口管线振动状况，发现管路振动明显，振速16mm/s。由于进、出口管线已经安装完毕，只能尽量增加进出口管段的刚性支撑，减少管段对泵体的影响。改进后振速＜5mm/s。
    用4mm厚的铝垫片代替原来的缠绕垫片，并调整叶轮的轴向间隙。开泵后，振动值下降，噪声减小。

[!--empirenews.page--] 
    （1）原因分析
    解体检查内部组件，没有发现存在摩擦和转子弯曲等缺陷，核对该泵的装配间隙，全部在标准范围。仅发现原来约5mm（石墨缠绕垫）的大盖密封垫在紧固压缩后的厚度只有3.5mm，因此，判断可能由于密封垫较厚，在紧固过程中压缩不均致使结合面倾斜而产生了不同心的偏差。
    另外，对管线的支撑和振动进行检查测量，发现该泵管线相对于磁力泵显得较为粗大，进口管段支撑不良。由此推断管路振动也是导致泵体振动的原因之一。
    （2）处理措施
    增加进口管段和出口管段的刚性支撑。现场测量泵的基础以及泵体和进出口管线振动状况，发现管路振动明显，振速16mm/s。由于进、出口管线已经安装完毕，只能尽量增加进出口管段的刚性支撑，减少管段对泵体的影响。改进后振速＜5mm/s。
    用4mm厚的铝垫片代替原来的缠绕垫片，并调整叶轮的轴向间隙。开泵后，振动值下降，噪声减小。

[!--empirenews.page--] 
    （1）原因分析
    解体检查内部组件，没有发现存在摩擦和转子弯曲等缺陷，核对该泵的装配间隙，全部在标准范围。仅发现原来约5mm（石墨缠绕垫）的大盖密封垫在紧固压缩后的厚度只有3.5mm，因此，判断可能由于密封垫较厚，在紧固过程中压缩不均致使结合面倾斜而产生了不同心的偏差。
    另外，对管线的支撑和振动进行检查测量，发现该泵管线相对于磁力泵显得较为粗大，进口管段支撑不良。由此推断管路振动也是导致泵体振动的原因之一。
    （2）处理措施
    增加进口管段和出口管段的刚性支撑。现场测量泵的基础以及泵体和进出口管线振动状况，发现管路振动明显，振速16mm/s。由于进、出口管线已经安装完毕，只能尽量增加进出口管段的刚性支撑，减少管段对泵体的影响。改进后振速＜5mm/s。
    用4mm厚的铝垫片代替原来的缠绕垫片，并调整叶轮的轴向间隙。开泵后，振动值下降，噪声减小。