一台在用仓泵的失效分析及修理改进

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【摘要】一台投入使用不到半年时间的仓泵发生了失效，在拆除下封头后发现气化器中的气化盘4和钲接板已经磨蚀穿孔，连接气化盘4和钲接板的螺杆已经磨损消失，气室内充满了水泥灰，导致仓泵失效无法达到预期的输送水泥灰的工艺效果，对此台仓泵的失效进行了分析后，对其进行修理，以及分析了如何改进以避免再次发生此类失效情况。

【关键词】仓泵；失效；磨蚀；改进

0前言

仓泵，作为一种输送用的压力容器，广泛用于火力发电厂或热电厂及水泥行业，主要作用是将锅炉省煤器、电除尘器灰斗内的粉煤灰或者水泥灰收集之后，通过仓泵内流态化并均匀进入输灰管路，将粉煤灰或水泥灰输送到存储装置中。但由于粉末状的介质对容器本体以及内件的长期冲刷，极容易导致在使用一段时间后容器壁或者容器内件的减薄，发生失效，因此有必要对仓泵的结构进行改进，尽量减少冲刷导致容器失效的情况发生。

1仓泵的基本结构和工作原理

仓泵， 作为一耐疲劳、耐磨损的低压容器，其结构形式如图1所示。

图1仓泵的基本结构

仓泵的基本工作原理如下：打开进料阀，飞灰从仓泵本体上封头进料口进入仓泵；下封头内装设一个气化器，内装气化盘，气化器与进气管道相连，出料管从气化器中心附近向上引出泵体并与出料阀相联，出料阀控制灰气混合物排入管道。

图2下封头基本结构

2仓泵的失效

某水泥厂一台仓泵2013年11月投入使用，2014年5月在使用中无法达到预期的输送效果，拆除下封头查找原因，发现气化器中的气化盘4和钲接板已经磨蚀穿孔，连接气化盘4和钲接板的螺杆已经磨损消失，气化盘3也出现磨损，通气孔比出厂时有所增大，气室内充满了水泥灰，因此导致仓泵失效无法达到预期的输送水泥灰的工艺效果。下封头基本结构及磨蚀的气化盘和钲接板见图2-图6。

图7钲接板的穿孔进行焊接贴补

3仓泵的修理

由于此台仓泵设备为水泥厂的主要输送设备，其失效导致该厂无法正常生产，所以需要对受损的仓泵气化器部件快速进行维修，修理方案为：对钲接板的穿孔进行焊接贴补，重新安装连接螺杆，更换气化盘4。如图7-图9所示。

4仓泵的失效的分析及改进措施

4.1磨损腐蚀

磨损腐蚀指的是流体对金属表面同时产生磨损和腐蚀的破坏形态。高速流体的冲击作用破坏了金属表面的保护膜，破损处的金属进一步加速腐蚀。高速流和湍流状的流体，假若其中还含有气泡或固体颗粒，会加重磨损腐蚀。其特征有：呈局部性的沟槽、波纹、圆滑或者山谷形，通常会有方向性。

4.2失效分析

此次失效的仓泵就属于典型的磨损腐蚀失效案例。

由仓泵的工作原理可以看出，仓泵的气化器部位，尤其是气化盘4持续受到水泥灰的冲刷，在水泥灰颗粒磨擦冲击下，气化盘4逐渐磨蚀穿孔，并且穿孔逐渐变大，将气化器部件后，发现气化盘4的穿孔已达到Ф77mm，气化盘4磨蚀穿孔后水泥灰颗粒进一步持续对连接螺杆和气化盘3以及钲接板冲刷，导致连接螺杆磨损消失，钲接板也被磨蚀穿孔，仓泵无法达到预期输送效果而失效。

4.3改进措施

改进措施大致有以下几个方面：

1）在气化器部件受到磨蚀的表面增加耐磨涂料，如耐磨陶瓷涂料，这样可以保护几个受冲刷的部位减少磨蚀；

2）改变气化器部件材料，用耐磨蚀的材料代替现在所采用的碳素结构钢；

3）改变仓泵的内部结构，增加以下扰流装置，使水泥灰颗粒在仓泵内部较为均匀的扩散分布，减少对气化器部件的长期直接冲刷；

4）将气化器中的气化盘4作为一个易耗件，根据所使用的工况及使用经验综合分析气化盘4的磨蚀穿孔时间，在穿孔之前对气化盘4进行更换，以保护气化器中的其他部件，保证仓泵的输送效果。

对比几个方面的改进措施，措施一和措施二都需要改变或增加一些耐磨蚀的材料，而这些材料往往价值比较高，对仓泵的制造成本会有比较大的增加，所以一般不采用这两种改进措施。措施三是一种比较有效且经济的改进措施，但一些扰流扩散装置会涉及到一些制造企业的制造机密或者是一些专利项目，无法在大部分的制造过程中进行推广。措施四是一种比较简便易行的方法，只需要定期对易损部件进行更换，过程并不繁琐，更换价值也不高，往往是现阶段一些仓泵的使用单位采用的方法。但从长期有效的使用考虑，使用单位应该尽量采用经过方法三改进过的仓泵，这样对设备的长期有效运行，使用单位的时间成本，维修成本等方面都是非常也有益的。

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