SNH940R42U8W3【三螺桿泵】泵業(yè)

    1 三螺桿泵結(jié)構(gòu)及工作原理三螺桿泵工作原理:

    三螺桿泵屬回轉(zhuǎn)式容積泵,主要由三根螺桿和襯套組成。三根螺桿置于有三個平行孔的襯套內(nèi),主桿由軸承支承,運行中主桿的徑向力由對稱布置的從桿抵消,軸向力采用液壓平衡,只剩下螺桿的自重和很小的剩余軸向力由軸承承受,而從桿則一端插入平衡套,起平衡軸向力和支承的作用。以上結(jié)構(gòu)為軸向力低壓平衡方式,由于從桿要承受一定的徑向力,因此對螺桿和襯套的材料及處理方式都有特殊要求,其泵送過程由三孔襯套和其中包含的對稱平行布置的三根相互嚙合的螺桿(一個主動桿,兩個從動桿)實現(xiàn)。在主動桿軸線方向,精密配合的構(gòu)件形成連續(xù)的相互隔離的密閉腔室,吸入的流體被封閉其螺桿泵廠家中,當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時,流體被這些密閉腔室連續(xù)、均勻的沿軸線由泵進口腔被排送至出口腔,實現(xiàn)泵送過程。三螺桿泵運行平穩(wěn),效率高。

    2 故障原因及分析

    油田公司稠油開發(fā)規(guī)模及產(chǎn)量不斷增加,原使用離心式輸油泵輸送效率低、排量小的矛盾日益突出,已無法滿足輸送要求。為此公司引進SN系列三螺桿泵,用于將稠稀混合的原油輸送至石化公司進行深加工。

    SN系列三螺桿泵運行平穩(wěn)且效率高（80%左右）、振動小、噪音低。預(yù)計投資回收期為2年，可為公司節(jié)約較多的生產(chǎn)成本，提高公司整體經(jīng)濟效益。但輸送原油中含有少量水、腐蝕性介質(zhì)、固體介質(zhì)等，運行過程中對螺桿、襯套、平衡套造成磨損和腐蝕，進統(tǒng)計，三螺桿泵在運行4萬小時左右即出現(xiàn)故障。

    故障主要表現(xiàn)：（1）泵體內(nèi)產(chǎn)生明顯“嗒嗒嗒”類似金屬碰擦的異響，電流忽大忽小不穩(wěn)定；（2）泵機組、連接的三螺桿泵工藝管線及附屬儀表、地基振動偏大；（3）效率有所下降；（4）主桿密封軸頸及前蓋內(nèi)孔、從動桿軸頸、平衡套內(nèi)孔磨損嚴(yán)重，金屬表面出現(xiàn)偏磨、溝槽及凸起；(5)前蓋內(nèi)孔處間隙變大,無法阻擋增壓后的原油,同時振動過大造成機械密封經(jīng)常損壞,原油泄漏嚴(yán)重。泵已經(jīng)無法正常運行而停用,只能作為報廢處理。

    為此決定探討分析故障原因,提出解決維修方案,以便用較少的維修費用修復(fù),使泵重新投入正常運轉(zhuǎn)。

    螺桿泵聯(lián)軸器端垂直方向振動頻譜趨勢看出:主要頻率為50 Hz(2倍頻),經(jīng)分析認為主要是原油中雜質(zhì)以及腐蝕介質(zhì)的磨損和腐蝕造成以下配合部位相對間隙增大引起振動:螺桿和襯套;前蓋內(nèi)孔和主桿密封軸頸;從桿軸頸衡套。3修復(fù)方案及修復(fù)部位螺桿和襯套修復(fù)工藝較為復(fù)雜,難度大,費用較高,修復(fù)利用價值不高。因此決定對主桿密封部位及從桿平衡套部位進行修復(fù)和加工,確保泵能夠重新投入正常使用。

    (1)主桿部位:用精密鏜床鏜前蓋內(nèi)孔并達到R1.6,并以此內(nèi)孔直徑作為基準(zhǔn)。對主桿密封軸頸進行等離子噴涂,操作步驟如下:對噴涂表面進行清洗、噴砂處理,使其基體表面粗化,形成清潔新鮮的金屬表面,使涂層與基體有良好的結(jié)合強度;對非噴涂面進行保護;在噴涂前對需要噴涂的表面用等離子弧進行預(yù)熱,溫度控制在100℃左右,這樣可減少涂層與零件表面的溫度差和內(nèi)應(yīng)力,如零件在預(yù)熱時有油污溢出(呈黑點),應(yīng)當(dāng)再次清洗,直至無油污方可進行噴涂;噴涂時噴槍與噴涂面距離控制在100-130mm,掌握噴涂速度,實施多次噴涂,以控制收縮率,增強涂層與基體的結(jié)合強度,然后用精密數(shù)控磨床進行粗磨→精磨,控制與前蓋內(nèi)孔相對配合間隙:0.2螺桿泵4-0.34 mm(直徑間隙)。

    (2)從桿部位:用精密數(shù)控磨床磨從桿軸頸并達到R1.6,并以軸頸直徑為基準(zhǔn)重新加工平衡套,控制相對配合間:0.16-0.22 mm(直徑間隙)。重新加工的平衡套

    (3)裝配修復(fù)和重新加工的配件,安裝整機后調(diào)試運行,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),振動小。螺桿泵聯(lián)軸器端垂直方向振動頻譜趨勢圖,振動值為2.5 mm/s,已接近新泵水平。

    4 經(jīng)濟效益對比若新購置成套三螺桿和襯套約20萬元,修復(fù)及加工費僅5萬元,每臺泵可節(jié)約近15萬元,為公司節(jié)約了較大的運營成本,提升了公司的整體經(jīng)濟效益,同時還掌握了維修的主動權(quán)。

三螺桿泵襯套

    5 結(jié)束語經(jīng)分析三螺桿泵運行參數(shù)及狀態(tài),應(yīng)用新技術(shù)進行了維修,修復(fù)泵投入運營已接近20000小時,泵機組壽得以延長,修復(fù)獲得成功,為后期故障三螺桿泵的修復(fù)積累了寶貴的經(jīng)驗,在公司設(shè)備管理方面提升了一步。
 

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