高電壓潛水軸流泵的失效分析及改進
孟凡有周 明
(江蘇亞太泵閥有限公司,江蘇泰興;225400)
摘要:對某大型排澇泵站潛水軸流泵失效分析,指出是由于普通雨水、污水介質(zhì)泵應用于含有大量海水的介質(zhì)中,產(chǎn)生腐蝕破壞再加上現(xiàn)場工作人員操作失職所造成的損壞。針對海水介質(zhì)在產(chǎn)品維修中采取了熱噴涂海軍銅,表面覆蓋耐腐蝕烤漆,加裝鋅陽極保護,局部加強防護等措施確保泵站正常使用。
關鍵詞:排澇泵站 潛水軸流泵 腐蝕 海水介質(zhì) 熱噴涂 措施
引言
QZ型潛水軸流泵是一種電機與泵直聯(lián)成一體,一起潛入液下工作的泵。與傳統(tǒng)軸流泵相比,潛水軸流泵明顯具有以下優(yōu)點:
⑴結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小。該泵由于潛入液下工作,因此可直接安裝于污水池內(nèi),無需建造專門的泵房來安裝泵及電機,節(jié)省大量土地及基建費用。
⑵安裝維修方便。泵靠自身的重量能與安裝底座上特殊的錐面自動耦合,安裝及維修相當方便。
⑶連續(xù)運轉(zhuǎn)時間長。潛水軸流泵由于泵和電機同軸,軸伸短,轉(zhuǎn)動部件重量輕,因此軸承上承受的載荷相對較少,壽命比一般泵要長得多。
⑷泵潛入水中運行,水流從電機周圍流過,振動噪聲小,電機冷卻條件好,電機溫升低,對環(huán)境無污染。
⑸可以建為地下泵站,保持地面的環(huán)境風貌。
正是由于上述優(yōu)點,潛水軸流泵受到了廣大用戶的青睞和歡迎,使用范圍也越來越廣。在農(nóng)業(yè)領域中應用于灌溉與排水;在市政建設中應用于排澇、排放城市(輕度)污水;在工業(yè)領域中應用于工藝用水、冷卻用水及原水供應;在水利工程應中用于調(diào)水工程。
在產(chǎn)品運行過程中,如果對使用條件掌握不當、就會對產(chǎn)品正常運轉(zhuǎn)造成損害。
1、 故障描述
某濱海排澇泵站安裝的8臺450kW高電壓潛水軸流泵,是將內(nèi)澇向海里排放。自產(chǎn)品安裝調(diào)試斷斷續(xù)續(xù)使用2年后,便陸續(xù)出現(xiàn)了不同程度的故障,主要表現(xiàn)為水泵在開機后電機有滋滋響聲或無法轉(zhuǎn)動,電機絕緣阻值低,水泵無法正常工作等。經(jīng)售后服務人員現(xiàn)場檢查,決定對該批水泵進行返廠修理。
2 、拆檢狀況描述
⑴所有與介質(zhì)接觸的表面腐蝕嚴重,其中過流部件大面積吸附海蠣子;
⑵所有與介質(zhì)接觸的第一道機械密封已經(jīng)破損;
⑶所有水泵的第一道推力軸承已經(jīng)被輸送介質(zhì)污染;
⑷所有電機有不同程度的受潮現(xiàn)象,其中#2泵的電機受損嚴重;
⑸#8機組電機外殼有孔洞,發(fā)生了孔蝕現(xiàn)象,電機已經(jīng)完全浸泡于所輸送介質(zhì)中;
⑹#2機組葉輪被φ6鋼筋所纏繞,鋼筋長約
3 、故障原因分析
⑴該泵站建在海堤內(nèi)側(cè),在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)海水倒灌現(xiàn)象,所以輸送介質(zhì)中有嚴重的海水成分,而水泵制造廠是按常規(guī)雨水、污水介質(zhì)配置生產(chǎn)的水泵,致使產(chǎn)品在現(xiàn)場運行后各零部件嚴重腐蝕,機械密封破損失效,進而導致部分水泵的推力軸承被海水污染。
⑵海水中的海蠣子吸附于葉輪外緣和轉(zhuǎn)輪室的間隙中,致使水泵機組不能正常運轉(zhuǎn)。同時葉輪上纏繞的鋼筋和其他纖維物也是機組不能正常運轉(zhuǎn)的主要原因。
⑶導致機械密封破損失效的另一個主要原因是水泵長時間停機后,機械密封動、靜環(huán)間的潤滑油膜已經(jīng)干涸,一旦突然合閘開機,動、靜環(huán)間摩擦力瞬間增大,出現(xiàn)拉扯現(xiàn)象,破壞平衡而失效。
⑷現(xiàn)場操作人員沒有嚴格按照《泵站運行管理規(guī)范》來管理機組設備。例如開機前一直沒有運行進水池攔污柵,致使雜物進入水泵流道;沒有定期對水泵機組進行運轉(zhuǎn),致使淤泥已經(jīng)堆積至水泵導葉體處(相當于淤泥覆蓋水泵一半處);開機前沒有按要求測量機組的絕緣電阻阻值,沒有巡檢機組各種保護信號是否正常等。
4 、解決方案
⑴鑒于輸送介質(zhì)中有大量海水成分,根據(jù)水泵制造廠有關成熟經(jīng)驗和工藝手段,對所有與介質(zhì)接觸的零部件表面噴涂海軍銅(因海軍銅不僅對海水有較強的抗腐蝕能力,而且還能較好的抵抗海生物吸附)后,再覆蓋1140耐腐蝕烤漆。該烤漆涂層附著力強,耐沖刷,能填滿海軍銅毛孔,確保表面光滑,避免孔蝕發(fā)生,可提高水泵效率和防腐能力。最后在機組上采用“鋅陽極”電化學腐蝕保護,使機組在該介質(zhì)中能正常運行。
⑵更換所有機械密封,同時將第一道機械密封(與介質(zhì)接觸的)改用耐海水型并倒裝,用油潤滑冷卻機械密封替代用輸送介質(zhì)潤滑,進而保護機械密封,延長使用壽命。將被污染的部分推力軸承更換,使其使用壽命更長,避免過早二次維修
⑶與介質(zhì)接觸的零部件含有海水鹽份,直接清理熱噴涂海軍銅效果不佳,會吸潮回吐,須先清水浸泡3-5天析出表面及內(nèi)部鹽份后烘干,然后按正常工藝噴涂海軍銅。
⑷由于電機已不同程度地受潮、浸水,必須對其進行清理后烘干,重新浸漆,以保證高壓電機的絕緣。電機殼外下風道的焊接處由于可能存在焊接缺陷而發(fā)生點蝕,是最薄弱處,要采取加強措施防腐施,除噴涂浸漆外,還用麻布結(jié)合環(huán)氧樹脂涂覆形成三道保護;同時應更換所有動力電纜線和控制電纜線,來保證機組安全可靠運行。
⑸對泵站操作人員進行培訓,熟悉產(chǎn)品使用說明書要求,并嚴格按照《泵站運行管理規(guī)范》操作,避免人為的錯誤操作而導致設備受損。
⑹水泵再次安裝前,對進水池進行一次清淤處理,確保良好的進水條件。
5 、結(jié)語
按此方案對該泵進行綜合改造重新安裝運行一年后,經(jīng)檢測水泵運行正常,泵體無明顯腐蝕,效果良好,達到了預期的效果。
綜上所述,該潛水軸流泵產(chǎn)生失效的主要原因是普通雨水、污水介質(zhì)泵用于含有大量海水的介質(zhì)中,產(chǎn)生腐蝕破壞。其次是現(xiàn)場工作人員沒有嚴格按照《泵站運行管理規(guī)范》來管理機組設備,操作失職所造成的人為損壞。因此,加強產(chǎn)品工藝設計、生產(chǎn)制造等相關環(huán)節(jié)的設計水平,并做好相關的操作培訓工作,是避免產(chǎn)生問題的關鍵。