在线密度计撬磁力泵的故障及日常维护

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摘 要 磁力泵以其结构简单、维修方便、密封性能好的特性越来越多地应用于石油化工生产领域。本文简要介绍了磁力泵的结构特点和工作原理，总结了磁力泵的一些常见故障及处理方法，深入地分析了苏南管道运行过程中遇到的磁力泵故障现象及其形成原因和解决方案，并就加强运行管理和维护提出了一些措施和建议。

关键词 磁力泵 隔离套 自冷却回路 故障 维护

中国石化苏南成品油管道密度检测系统主要由带温度补偿的振管式密度计、一台小功率磁力泵和两个Y型过滤器组成。如果泵出现故障，密度计将无法对油品进行采样，从而影响混油监测。本文将对在线密度计撬磁力泵的故障及日常维护进行分析和研究。

一、磁力泵的结构原理

结构：

磁力泵由泵、磁力传动器、电动机三部分组成。关键部件磁力传动装置由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。

当电动机带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触传递，将动密封转化为静密封。内磁转子与电机轴通过键连接，内装有磁钢；外磁转子与泵轴通过键连接，外圆柱面装有磁钢。泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”的问题，消除了炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患，有力地保证了职工的身心健康和安全生产。[1]

二、常见故障

一是流量不足。产生原因：吸液管漏气，底阀漏气；进液口堵塞；底阀入液深度不足；转速太低；密封环或叶轮磨损过大；吸水高度超标等。[2]

二是功率消耗过大。产生原因：转速太高；主轴弯曲或泵主轴与电机主轴不同心或不平行；扬程不合适；吸入固体杂质或有堵塞物；电机滚珠轴承损坏等。

三是泵体剧烈振动或产生噪音。产生原因：安装不牢或安装过高；电机滚珠轴承损坏；主轴弯曲或与电机主轴不同心、不平行；泵轴严重磨损；外磁钢或内磁钢磁片损坏与隔离套接触；密封环与叶轮碰磨；泵内有异物；泵气蚀；地脚螺栓松动等。

四是传动轴或电机轴承过热。产生原因：缺少油或轴承破裂等。

五是不出水。产生原因：泵体和吸水管没灌满引水；动水位低于滤水管；吸水管破裂；泵反转；吸程太高；阀门没有打开；进水管漏气；电压太高、启动时联轴器打滑等。

六是漏液。产生原因：密封圈或密封垫损坏；密封螺栓松动；密封罩损坏等。

七是扬程过低。产生原因：流量过大；转速太低；介质内带有气体；叶轮损坏；介质密度大于设计密度；口环间隙过大；磁性体退磁等。

八是轴折断或轴承损坏。产生原因：泵空转，轴承干磨；泵内有杂质；内外磁转子之间同轴度不够等。

九是驱动机电流偏大或偏小。产生原因：泵内进入杂物；物料黏度偏高；轴承损坏；系统管路堵等。

十是无法启动。产生原因：泵内有异物；泵轴承内杂质聚集被卡住；内外磁转子与密封罩摩擦；电气故障等。

三、苏南管道中磁力泵故障案例分析

苏南成品油管道无锡站和江阴站在混油切割和越站时，均多次出现密度曲线反应滞后和跳变的现象，经分析是由于磁力泵故障导致混油头无法进入密度计传感器引起的。解体后发现，介质中铁质悬浮杂质被磁力泵内磁钢吸附是导致泵内磁钢堵转（叶轮无法转动）的直接原因。

（一）设备情况及相关参数

第一，密度计撬集成商：南京赛默科技。

第二，密度计传感器厂家：艾默生。

第三，进口磁力泵：英国汉胜、扬程13米、流量3m?/小时。配套电机：南阳、1.5kw、1440转/分。

第四，国产磁力泵：上海化工研究院、扬程15米、流量6m?/小时。配套电机：无锡电机厂、2.2kw、1440转/分。

第五，过滤器目数：60目。

（二）解体检修情况

第一，对无锡原配进口泵解体后发现：a.电机正常；b.泵叶轮正常；c.内磁缸冷却进出口正常，未有颗粒堵塞现象；d.内磁缸与隔离套卡死（正常两者间有间隙0.3毫米），无法用人力将内磁缸取出，后采用吊拉方式将其拉出，结果发现内磁钢表面吸附大量铁泥导致卡死；e.内磁钢由于卡死堵转，介质无法流动，自冷却功能无法实现，导致温度升高，引起内磁钢磁力下降（温度超过80℃磁钢即开始消磁），无法使用；f.外磁钢正常。

第二，无锡第二台进口泵解体情况。磁力泵在切割第一个油头的时候正常；切割第二个油头时，发出异响并出现相同的故障。该泵解体后，发现泵内部情况与第一台泵完全相同。

第三，无锡第三台国产泵解体情况。为不影响生产，又更换了一台国产泵，内磁缸与隔离套间隙为0.6mm（比进口泵大了0.3mm），发现在第一次切割混油结束时，声音出现异常。现场解体后发现内磁缸与隔离套都是油泥，泵的轴承卡死。对内转子和隔离套进行了清洗，对卡死的轴承套更换后可以正常使用。在切割混油的时候，发现声音异常但能使用，停输后再次解体发现内磁缸与隔离套出现油泥，虽未完全堵死，但很难拔出。

第四，江阴密度计泵解体情况。现场解体发现情况与无锡站第一台进口泵完全相同，也是内磁缸与隔离套卡死。清洗后发现内磁缸在温度升高后已退磁，无法使用。

（三）故障原因分析

杂质经过滤器进入磁力驱动器内，通过泵内循环冷却流道随油品流经内磁转子与隔离套之间的间隙通道。这些杂质中含有铁锈粉末，在磁力作用下被吸附、黏着在内磁转子表面，最终堵塞内转子与隔离套之间的间隙，使内磁转子与隔离套卡住，不能正常运转，或虽能运转但摩擦产生大量热量，加之内循环冷却系统流道被堵塞，热量无法被油品带走，磁力驱动器温度急剧上升，磁性逐渐消退，磁力密度计泵内外转子滑脱，永磁体完全失去磁性。[3]电机空转，磁力泵失效。

（四）处理办法和使用效果分析

对已发生故障的磁力泵解体分析，查找出原因后，与厂家沟通，进行了以下三条处理：

第一，对在线密度计撬泵前管道进行改造，增加两台大容量过滤器，过滤器中加装高磁性的磁力棒（磁力6000高斯），通过吸附介质的铁屑，减少杂质进入磁力泵。

第二，对每套密度计加装流量计，观察泵的流量是否正常。

第三，定期对各站的密度计磁力泵进行维护，清洗内磁缸与隔离套，视解体情况确定清洗周期。

使用高磁过滤器后，带铁屑的杂质被吸附在磁力棒上，无法进入磁力泵，每批次拆洗过滤器，保证了磁力泵的正常运行。

四、管理与维护措施

一是减少磁力密度计泵的运行时间。可将磁力泵的开启时间定为油头到站前15分钟，关闭时间定为过站后5分钟，从而达到减少磁力泵运行时间的目的。

二是加强巡检和运行监护。测量、记录磁力泵出口流量计读数和外壳温度，如产生噪音，应及早停泵并解体进行清理检修。

三是注意过滤器的清洗维护。定期清洗泵前过滤器，视过滤器拆洗情况确定清理周期。

四是加强人员培训。使员工了解磁力泵的运行特点和监控要点，并具备解体清理的能力。

五是定期清管。定期清管扫线，以减少成品油管道内油泥、锈渣等杂质对磁力泵内循环自冷却流道的影响，减小磁力泵被堵塞的概率。

五、结语

目前，国外磁力泵的使用总量达到泵使用总量的30%，在一定范围内有取代普通泵和其他无泄漏泵的趋势。加强磁力泵的运行管理与维护，可以避免故障的发生，延长设备的使用寿命，具有极其深远的意义。

（作者单位为中国石化华东分公司扬州输油处）

参考文献

[1] 赵克中.磁力驱动技术与设备[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2] 赵洋，徐民，朱健，赵鹏，杨东辉.磁力泵在醋酸系统中的应用及故障分析[J].石油和化工设备，2010（07）.

[3] 林岩.钕铁硼永磁电机防高温失磁技术的研究[D].沈阳工业大学，2006.