液下屏蔽电泵在氟化氢领域的应用

　　贵州化工液下屏蔽电泵在氟化氢领域的应用刘松林，龚孝祥（贵州瓮福蓝天氟化工股份有限公司，贵州福泉550501）氢的液下屏蔽泵产生故障的原因，并进行了轴承、轴套、推力盘等相应的改造，保证了屏蔽泵的长周期稳定运行。

　　YBP系列隔爆型化工液下屏蔽电泵（以下简称电泵），是由顶盖、扬水管、水泵和防爆三相屏蔽电动机（以下简称电机）组合成一个密封整体，较之与目前的长轴化工液下泵，具有体积小、重量轻、效率高，维护简单，使用可靠，密封等优点，是国内输送化工液体新开发的产品。化工液下屏蔽电泵产品由于密封，不泄漏，电机具有防爆性能，因此特别适宜输送不含固体颗粒有剧毒性、腐蚀性、贵重、易燃、易爆等液体。对于防止公害，保护环境、改善工人劳动条件和适应发展我国石油、化工、制药、国防等工业起着积极的作用。通过对YBP系列隔爆型化工液下屏蔽电泵的引进，终较好地解决这一问题。

　　贵州瓮福蓝天氟化工股份有限公司有6台输送无水氟化氢的液下屏蔽泵，自投运以来，始终不能稳定运行。一般运行周期也就1至2周，故障表现为泵被卡死、电流偏高、打不起流量，严重影响到生产的稳定与安全。此情况引起了公司的高度重视，建立了氟化氢的液下屏蔽泵技术攻关小组，通过对故障泵的解体、分析、检测，发现故障泵存在的问题为：前轴承与推力盘接触的端面磨损严重，前、后轴承内径处有磨损痕迹并粘有少量固体杂质，且以前轴承处为甚。轴套外表面粘有少量附着物，轴套、轴承、推力盘之间有卡堵现象。通过对轴承、轴套、推力盘、间隙调整等相应的改造，保证了屏蔽泵的长周期稳定运行。

　　1化工液下屏蔽电泵使用条件1.1电泵使用条件电泵在下列条件下才能按额定参数连续运行：（1）输送介质的温度不大于60°C；（2）输送介质不含固体颗粒；（3）许用压力不大于0.（4）电泵接触的基本材质为316L，轴承为树脂浸渍石墨，输送介质不能使这些材质产生严重的腐蚀。

　　1.2电泵的电压、频率及工作方法额定电压为380V三相交流电，额定频率为50Hz，额定工作方法为连续工作制。

　　1.3电泵主要性能参数化工液下屏蔽电泵主要性能参数见表1.表1主要性能参数参数标号1、额定流量2、额定扬程3、配用功率4、电机极数2极5、绝缘基数B极6、额定电流2液下屏蔽电泵存在的问题解体检查出现问题后的电泵，存在的问题为：前轴承与推力盘接触的端面磨损严重，前、后轴承内径处有磨损痕迹并粘有少量固体杂质，且以前轴承处为甚。轴套外表面粘有少量附着物，轴套、轴承、推力盘之间有卡堵现象，其它部件完好。该泵主要部件损坏情况见表2.表2主要部件损坏情况主要部件损坏情况前（后）轴承前（后）轴套前（后）推力盘材质四氟碳纤维检查情况端面磨损，内表面结垢表面有粘着物端面有粘着物3液下屏蔽电泵的故障原因分析泵解体时对泵的各项检修数据进行了检查，排-），男，贵州都匀人，工程师，副总经理，总工程师，从事氟化工生产管理和技术开发工作；龚孝祥（1973 -），男，贵州龙里人，设备工程师，长期从事大型磷化工氟化工设备的管理与技改研发工作。

　　刘松林等：液下屏蔽电泵在氟化氢领域的应用除了检修质量不到位引起故障的因素。为了分析轴承端面异常磨损的原因，首先将对泵在运行过程中所受的轴向力进行简单分析。泵在运行过程中所受的轴向力由下面几种分力组成：①叶轮前后盖板不对称产生的轴向力Al，此力指向叶轮吸人口方向向下；②转子重量引起的轴向力A2；③动反力A3；④泵内循环流量压力差AP.泵运行时滑动轴承必须保证有液体润滑，如果轴承间隙过小，达不到轴承润滑所需要的液膜厚度，轴承与轴套就有直接接触的危险，泵的滑动轴承采用四氟碳纤维轴承，由于聚四氟乙烯特有的分子结构，分子间很容易滑动，所以聚四氟乙烯的摩擦系数在所有高聚物中几乎是低的。但聚四氟乙烯的表面容易因擦拭带电，氢氟酸杂质容易在贮槽底部聚集，泵运行时输送介质中的杂质与水分直接进入泵的吸人口，很容易被轴承吸附，使得轴承与轴套间隙小。一般资料都显示，屏蔽泵轴承与轴套间隙控制减在0.10 ~0.15mm，原先的维修也按照这个标准来控制。因上述原因，导致轴承与轴套的间隙不够，轴承的润滑液膜太薄，使得轴承与轴套直接接触：而PTFE的导热系数仅为0. C，如果轴套与轴承摩擦产生的热量不能被有效的传递、带走，很容易汽化，一方面导致轴承与轴套、轴承与推力盘之间的干磨。另外又由于PTFE很容易热膨胀变形，在直径方向，由于轴承座限制了轴承外径的膨胀，使得轴承内径被热胀缩小，轴承与轴套问隙变小或被卡死下轴承及其端面因为流量小、压力低就表现得尤为明显。

　　4液下屏蔽泵改进措施4.1轴承方面（1）对轴承重新选材。我们选用了耐无水氟化氢腐蚀、不易带静电、耐磨性能好、硬度较高的石墨轴承（呋喃树脂浸润）。碳石墨与硬质合金的摩擦副组合的允许PV值可达1.0MPam/s以上。石墨轴承在0.49MPa以下的使用压力时。均能满足强度要求。尤其在湿运转情况下，摩擦和损耗大大降低。这种石墨轴承的导热系数达到29. 1W/mCm，远比四氟碳纤维高，膨胀系数小，不易变形。

　　（2）把原来轴承内部的两条轴向直线型流道改为与泵的旋转方向相匹配的螺旋型流道。直线型流道存在阻力大，散热不均匀的缺点，因此易汽化介质对轴承的润滑效果肯定不好。螺旋型流道减小了流体在流道内的阻力损失。这种形式对摩擦副的润滑更均匀，轴承与轴套之间能形成稳定、均匀的液膜，同时运行中摩擦副所产生的摩擦热能够及时被内部的润滑介质带走。两种轴承的性能比较见表3.表3两种轴承的性能比较耐氢氟酸情况导热系数是否易带静电允许PV值膨胀系数流道四氟碳纤维耐腐蚀低易低大阻力大，散热不均匀石墨轴承耐腐蚀高否高小阻力小，散热均匀4.2轴套、推力盘的改进轴套、推力盘仍采用304，外表面喷涂耐腐蚀性能较好的硬质合金，硬度在HRc55左右，表面粗糙度控制在0.25，既增强了耐磨性能，同时由于降低了表面粗糙度，有效防止表面结垢。

　　4.3间隙调整考虑到氢氟酸的粘度较高，结合实践经验，把轴承与轴套的配合间隙调整为0.20~0.25mm，这个间隙是在泵的安全运行范围之内。

　　5结论我公司6台无水氟化氢的液下屏蔽泵，成功引进了YBP系列隔爆型化工液下屏蔽电泵后，由于石墨轴承不带静电，硬度高，脏的介质不容易在这里聚集，润滑良好，不易汽化，下轴承端面与推力盘没有异常磨损现象，维修周期延长到1年以上。节省了大量维修费用，延长了维修周期，在无水氟化氢长周期运行上立下了新功并可供行业内同仁。