磁力泵退磁原因分析及改進措施
作者： 2015年07月28日 來源：互聯網 瀏覽量：
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磁力泵由于是新設備、新技術，而且運行時對工藝、操作的要求非常苛刻。事故發生后生產廠家對我們的工藝流程和操作提出質疑，為了徹底將磁力泵退磁原因分析清楚，我們做了以下工作。首先對外部工藝流程系統和司泵操作
磁力泵由于是新設備、新技術，而且運行時對工藝、操作的要求非常苛刻。事故發生后生產廠家對我們的工藝流程和操作提出質疑，為了徹底將磁力泵退磁原因分析清楚，我們做了以下工作。首先對外部工藝流程系統和司泵操作規程進行了檢查。
（1）對從儲罐到泵的入口管線和泵的出口到裝火車管線進行了認真細致地檢查，通過工藝流程檢查和確認，確定我們的工藝流程沒有錯誤，排除了工藝系統的原因。
（2）對泵入口前面的過濾器進行了檢查，并沒有發現任何雜質，因此排除了入口堵塞的可能。
（3）對磁力泵進行了充分灌泵和徹底排空，否定了泵內存在空氣的判斷。
（4）當時付料儲罐的液位8.6米，不存在低液位付料。
（5）罐區付料作業、裝火車裝車作業的工藝人員嚴格按照操作規程操作，不存在違章作業。
（6）罐區司泵員操作時嚴格執行操作規程，而且廠家技術人員也在現場，不存在誤操作。
在排除了工藝流程系統和操作因素的原因以后，我們又對磁力泵的自身結構設計進行了認真細致地分析。
由于磁力泵的滑動軸承是以所輸送的介質進行潤滑冷卻的，因此運轉時，潤滑流道必須提供足夠流量的介質對內磁轉子與隔離套之間的環隙區域和滑動軸承與推力盤、轉軸之間的摩擦副進行潤滑冷卻。而生產廠家只在一對滑動軸承之間即泵軸的中間部位開一個回流孔，而且軸和回流孔都不是通孔，這樣將使通過摩擦副的冷卻潤滑介質流量不夠，產生的熱量不能及時帶走，不能建立并保持良好的液體摩擦狀態。自潤滑冷卻不好造成滑動軸承干摩擦導致抱軸，而外磁轉子繼續旋轉產生熱量。在內磁轉子工作極限溫度以下（釹鐵硼為120℃），其傳遞能力的下降是可逆的，而在極限溫度以上則是不可逆的。即內磁轉子冷卻后，喪失的傳遞能力再也不能恢復，使內磁轉子逐步失去磁性，最終導致內磁轉子出現高溫退磁。因此磁力泵的自潤滑系統設計缺陷是造成退磁的主要原因。
除了磁力泵自身設計缺陷以外，我們還根據介質的性質，做了以下分析。
（1）所輸送的介質（純苯）易揮發，溫度升高容易汽化。而且隔離套內的內磁轉子和隔離套在運行中都會產生熱量，（內磁轉子與隔離套之間的環隙區域由于渦流產生高熱量）這將使工作溫度升高。由于磁力泵自身設計缺陷導致潤滑冷卻不好，如果介質進到泵里的溫度高于進口壓力所對應的汽化溫度，則會使介質產生汽化，形成氣泡，這對輸送易汽化液體的磁力泵會產生很大的安全隱患。
（2）介質獲得的靜壓能過低導致汽化溫度降低而發生嚴重汽蝕使介質斷流，發生干摩擦導致軸承燒毀抱軸。泵在運轉時葉輪內部的壓力是不同的，磁力泵由于離心力的作用使入口處的壓力最低，但是當低于工作狀態下的飽和蒸汽壓力時介質就會產生汽蝕。當泵剛開始發生汽蝕時，汽蝕區域較小，對泵的正常工作沒有明顯影響，在泵的性能曲線上也沒有明顯反映。但當汽蝕發展到一定程度時，汽泡大量產生，堵塞流道，使泵內液體流動的連續性遭到破壞最后造成泵的抽空斷流而發生干摩擦，由于冷卻失效隔離套渦流損失發熱嚴重，將導致介質溫度和內磁轉子的溫度急劇升高。
根據以上分析我們將采取相應的措施加以預防。
如何改善磁力泵的自潤滑冷卻條件，防止摩擦副液膜不發生汽化導致干摩擦是解決磁力泵內磁轉子退磁的關鍵。同時考慮到所輸送的介質有易揮發、汽化的性質，可以根據能量守恒的原理，通過降低介質的速度能，提高靜壓能來提高介質的汽化溫度，這樣可以對介質因溫度升高而汽化加以有效預防。根據以上思路，提出將磁力泵軸和葉輪同時進行改造的方案，將有望能夠徹底解決磁力泵內磁轉子退磁的問題。具體改造措施如下：
（1）將磁力泵軸由半空心改為全空心并且將回流孔鉆透改為通孔，以增加介質的冷卻潤滑過流量。
（2）安裝時使一對滑動軸承的螺旋槽（螺旋槽幫助介質沖洗和潤滑轉軸，螺旋槽的旋向要特別關注）的旋向相吻合，使冷卻介質流動更加流暢，外磁轉子高速旋轉感應渦電流產生的熱量能及時帶走，改善滑動軸承與泵軸和推力環的冷卻潤滑效果，使摩擦副之間維持一層液膜，實現液體摩擦。
（3）將葉輪進行切割。在保證效率基本不變的情況下將葉輪切割，一方面可以通過降低液體的速度能，提高靜壓能來提高介質的汽化溫度；另一方面也可以減少外部能量的傳入，以免介質溫度提高而汽化。同時還擴大了磁力泵的操作范圍，減少了工藝波動對泵的影響。
（4）安裝磁力泵保護系統，當磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行或內磁轉子因抱軸卡住時，磁力傳動器的主、從動部件會自動滑脫保護機泵。
（1）對從儲罐到泵的入口管線和泵的出口到裝火車管線進行了認真細致地檢查，通過工藝流程檢查和確認，確定我們的工藝流程沒有錯誤，排除了工藝系統的原因。
（2）對泵入口前面的過濾器進行了檢查，并沒有發現任何雜質，因此排除了入口堵塞的可能。
（3）對磁力泵進行了充分灌泵和徹底排空，否定了泵內存在空氣的判斷。
（4）當時付料儲罐的液位8.6米，不存在低液位付料。
（5）罐區付料作業、裝火車裝車作業的工藝人員嚴格按照操作規程操作，不存在違章作業。
（6）罐區司泵員操作時嚴格執行操作規程，而且廠家技術人員也在現場，不存在誤操作。
在排除了工藝流程系統和操作因素的原因以后，我們又對磁力泵的自身結構設計進行了認真細致地分析。
由于磁力泵的滑動軸承是以所輸送的介質進行潤滑冷卻的，因此運轉時，潤滑流道必須提供足夠流量的介質對內磁轉子與隔離套之間的環隙區域和滑動軸承與推力盤、轉軸之間的摩擦副進行潤滑冷卻。而生產廠家只在一對滑動軸承之間即泵軸的中間部位開一個回流孔，而且軸和回流孔都不是通孔，這樣將使通過摩擦副的冷卻潤滑介質流量不夠，產生的熱量不能及時帶走，不能建立并保持良好的液體摩擦狀態。自潤滑冷卻不好造成滑動軸承干摩擦導致抱軸，而外磁轉子繼續旋轉產生熱量。在內磁轉子工作極限溫度以下（釹鐵硼為120℃），其傳遞能力的下降是可逆的，而在極限溫度以上則是不可逆的。即內磁轉子冷卻后，喪失的傳遞能力再也不能恢復，使內磁轉子逐步失去磁性，最終導致內磁轉子出現高溫退磁。因此磁力泵的自潤滑系統設計缺陷是造成退磁的主要原因。
除了磁力泵自身設計缺陷以外，我們還根據介質的性質，做了以下分析。
（1）所輸送的介質（純苯）易揮發，溫度升高容易汽化。而且隔離套內的內磁轉子和隔離套在運行中都會產生熱量，（內磁轉子與隔離套之間的環隙區域由于渦流產生高熱量）這將使工作溫度升高。由于磁力泵自身設計缺陷導致潤滑冷卻不好，如果介質進到泵里的溫度高于進口壓力所對應的汽化溫度，則會使介質產生汽化，形成氣泡，這對輸送易汽化液體的磁力泵會產生很大的安全隱患。
（2）介質獲得的靜壓能過低導致汽化溫度降低而發生嚴重汽蝕使介質斷流，發生干摩擦導致軸承燒毀抱軸。泵在運轉時葉輪內部的壓力是不同的，磁力泵由于離心力的作用使入口處的壓力最低，但是當低于工作狀態下的飽和蒸汽壓力時介質就會產生汽蝕。當泵剛開始發生汽蝕時，汽蝕區域較小，對泵的正常工作沒有明顯影響，在泵的性能曲線上也沒有明顯反映。但當汽蝕發展到一定程度時，汽泡大量產生，堵塞流道，使泵內液體流動的連續性遭到破壞最后造成泵的抽空斷流而發生干摩擦，由于冷卻失效隔離套渦流損失發熱嚴重，將導致介質溫度和內磁轉子的溫度急劇升高。
根據以上分析我們將采取相應的措施加以預防。
如何改善磁力泵的自潤滑冷卻條件，防止摩擦副液膜不發生汽化導致干摩擦是解決磁力泵內磁轉子退磁的關鍵。同時考慮到所輸送的介質有易揮發、汽化的性質，可以根據能量守恒的原理，通過降低介質的速度能，提高靜壓能來提高介質的汽化溫度，這樣可以對介質因溫度升高而汽化加以有效預防。根據以上思路，提出將磁力泵軸和葉輪同時進行改造的方案，將有望能夠徹底解決磁力泵內磁轉子退磁的問題。具體改造措施如下：
（1）將磁力泵軸由半空心改為全空心并且將回流孔鉆透改為通孔，以增加介質的冷卻潤滑過流量。
（2）安裝時使一對滑動軸承的螺旋槽（螺旋槽幫助介質沖洗和潤滑轉軸，螺旋槽的旋向要特別關注）的旋向相吻合，使冷卻介質流動更加流暢，外磁轉子高速旋轉感應渦電流產生的熱量能及時帶走，改善滑動軸承與泵軸和推力環的冷卻潤滑效果，使摩擦副之間維持一層液膜，實現液體摩擦。
（3）將葉輪進行切割。在保證效率基本不變的情況下將葉輪切割，一方面可以通過降低液體的速度能，提高靜壓能來提高介質的汽化溫度；另一方面也可以減少外部能量的傳入，以免介質溫度提高而汽化。同時還擴大了磁力泵的操作范圍，減少了工藝波動對泵的影響。
（4）安裝磁力泵保護系統，當磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行或內磁轉子因抱軸卡住時，磁力傳動器的主、從動部件會自動滑脫保護機泵。
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