淺談屏蔽泵的維修

屏蔽泵是由離心泵和三相異步屏蔽電動(dòng)機(jī)同軸構(gòu)成。不需機(jī)械密封而無泄漏，適用于輸送各種有毒、有害及貴重的液體，在化工、制藥、核工業(yè)、航天等裝置中廣泛應(yīng)用。

屏蔽泵要定期檢修，方能保證可靠運(yùn)行。我在上海石化工作期間（參加檢修），不少進(jìn)口屏蔽泵，有一般維修，也有恢復(fù)性大修。隨著使用年限的增長，使用數(shù)量的增多，損壞情況也不斷增加，恢復(fù)性大修數(shù)量逐年上升。我修復(fù)過各種大小規(guī)格的國外屏蔽泵。功率從0.55千瓦到130千瓦。

   

   

屏蔽泵是泵和電機(jī)合一的產(chǎn)品，在電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子部分各有一個(gè)特殊金屬材料制成的套子，將它們各自密封，不和所輸送的液體介質(zhì)接觸，使電機(jī)的鐵心和繞組不受腐蝕，使定子繞組保持良好的絕緣性能。屏蔽泵的結(jié)構(gòu)圖見圖1。屏蔽泵采用石墨軸承，依靠所輸送的液體來潤滑。軸承的磨損情況，對(duì)可靠運(yùn)行十分重要。為了監(jiān)視軸承磨損狀況，一般都裝有機(jī)械式或電磁式軸承監(jiān)視器。當(dāng)軸承的磨損量超過規(guī)定的允許值時(shí)，監(jiān)視器表盤的指針會(huì)指向紅區(qū)，即示“報(bào)警”。此時(shí)應(yīng)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行檢查。如軸承的磨損量已超過極限值時(shí)應(yīng)更換新的石墨軸承，否則有可能造成定、轉(zhuǎn)子屏蔽套相擦，直至屏蔽套損壞，導(dǎo)致液體介質(zhì)侵蝕到定子繞組等處，造成電機(jī)損壞?；び闷帘伪么蠖嗍褂迷诜辣瑘?chǎng)所，故其接線盒都制成隔爆型結(jié)構(gòu)。屏蔽電機(jī)的線圈端部埋有溫度繼電器，當(dāng)電機(jī)繞組過熱時(shí)，起到過熱保護(hù)作用，根據(jù)電機(jī)所使用的絕緣等級(jí)不同，溫度繼電器的動(dòng)作溫度也就不同。有些屏蔽泵電機(jī)外殼部分設(shè)有熱交換器，內(nèi)有蛇形管，高溫介質(zhì)通過蛇形管冷卻后再供電機(jī)石墨軸承潤滑，同時(shí)夾套內(nèi)的冷卻水也可對(duì)電機(jī)起到冷卻作用。

 

屏蔽泵主要有下面幾種損壞情況：

   

（1）石墨軸承、軸套和推力板磨損或潤滑液短缺發(fā)生干磨而損壞。

   

（2）定、轉(zhuǎn)子屏蔽套損壞

   

造成屏蔽套損壞的原因，主要是軸承損壞或磨損超過極限值而造成定、轉(zhuǎn)子屏蔽套相擦而損壞；其次由于化學(xué)腐蝕造成焊縫等處產(chǎn)生泄漏。

 

（3）定子繞組損壞

  

除和普通電機(jī)一樣：過載、匝間短路、對(duì)地?fù)舸┑仍斐啥ㄗ永@組損壞的原因外，還有因定子屏蔽套損壞而導(dǎo)致介質(zhì)侵蝕電機(jī)繞組使繞組絕緣損壞。

 

   

為了避免和減少屏蔽泵的突然損壞事故，屏蔽泵需要定期檢修。如遇有軸承監(jiān)視器“報(bào)警”時(shí)，須立即進(jìn)行檢修。化工裝置一般是連續(xù)運(yùn)行，屏蔽泵的定期檢修也只有在裝置計(jì)劃停車時(shí)進(jìn)行。對(duì)大多數(shù)屏蔽泵一年檢修一次即可。

   

屏蔽泵的檢修方法是：將屏蔽泵進(jìn)行解體：對(duì)各零件先進(jìn)行清理，再對(duì)它們作表觀檢查，是否有異常。然后對(duì)關(guān)鍵部位的尺寸進(jìn)行測(cè)量，對(duì)電機(jī)繞組作電氣檢查。

 

（1）機(jī)械檢查

   

測(cè)量石墨軸承的孔徑和軸套的軸徑，并察看它們配合面的光潔度。如石墨軸承和軸套的配合間隙超過檢修標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定（0.55—11kw配合間隙，直徑差為0.4㎜，15—45kw配合間隙，直徑差為0.5㎜）或配合面光潔度不良時(shí)，需根據(jù)情況更換軸承、軸套或推力板。

   

測(cè)量檢查葉輪的上、下外止口和與它們相配合的扣環(huán)及泵座內(nèi)徑的尺寸，這兩個(gè)配合間隙是否在檢修標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，超差時(shí)需更換零件或采取其它措施（如：堆焊、鑲套）使配合間隙達(dá)到規(guī)定要求。否則將影響泵的性能、流量、揚(yáng)程、軸向平衡力等。

   

觀察檢查定、轉(zhuǎn)子屏蔽套的表觀情況，尤其要注意焊縫處有無異常情況，必要時(shí)應(yīng)作探傷、檢漏檢查。

   

經(jīng)過長期運(yùn)行后，轉(zhuǎn)動(dòng)部分的平衡情況可能有變化。因此，有必要將轉(zhuǎn)子連同葉輪等旋轉(zhuǎn)零件組裝在一起做動(dòng)平衡試驗(yàn)。

 

（2）電氣檢查

   

直流電阻檢查：三相電阻的不平衡度不得超過2%。

   

絕緣電阻檢查：屏蔽泵電機(jī)繞組的絕緣電阻一般能達(dá)到100MΩ以上。如低于5MΩ時(shí)需分析原因，絕緣是否受潮，或屏蔽套是否有泄漏點(diǎn)等，如經(jīng)定子屏蔽套檢漏無問題，則純屬絕緣受潮，需進(jìn)行干燥處理，如定子屏蔽套有問題，則需更換屏蔽套。

 

   

如遇繞組或屏蔽套損壞的屏蔽泵，則需進(jìn)行恢復(fù)性大修。損壞情況大體分為兩種：一種是定子屏蔽套良好，而定子繞組發(fā)生對(duì)地、相間擊穿，線圈匝間短路，過載而造成繞組燒毀。另一種是由于定子屏蔽套損壞而使介質(zhì)侵入定子繞組致使定子繞組損壞。不論哪種情況，均需更換定子線圈和屏蔽套。

   

由于屏蔽泵結(jié)構(gòu)特殊，更換定子繞組變得比較復(fù)雜，必須拆除定子屏蔽套及兩端封板，才能拆除定子繞組。修復(fù)繞組后，又必須重新制作新的屏蔽套和封板。其材料要求特殊，且制作精度也要求較高。

   

（1）定子繞組更換

   

定子繞組更換和普通電機(jī)是相似的，只是絕緣等級(jí)高一些，大多采用H級(jí)絕緣。QY聚酰亞胺漆包線，槽絕緣、槽楔、絕緣套管、引接線及浸漬漆等均需采用H級(jí)絕緣的材料。更換繞組的原則是：按原樣修復(fù)，尤其是線圈匝數(shù)不可隨意變動(dòng)，匝數(shù)變化將明顯影響電機(jī)的主要性能，線徑則只要接近原總面積即可，繞組形式、線圈跨距也不要變動(dòng)。

   

（2）屏蔽套的更換

   

更換屏蔽套是修復(fù)屏蔽泵的難點(diǎn)和特殊之處，是保證修復(fù)屏蔽泵質(zhì)量的關(guān)鍵。要達(dá)到原機(jī)水平，必須注意以下幾個(gè)方面。

 

（a）屏蔽套的選材

   

在屏蔽泵電機(jī)的損耗中，定子屏蔽套損耗很大，有時(shí)達(dá)到鐵損耗的2~3倍，修復(fù)后的屏蔽套損耗應(yīng)維持在原有水平。

   

定子屏蔽套損耗PB正比于屏蔽套厚度，反比于屏蔽套材料的電阻系數(shù)ρ。屏蔽套材料必須是具有良好的機(jī)械性能和抗腐蝕性能的非導(dǎo)磁材料，為了減小渦流損耗要選用電阻系數(shù)大的材料。厚度不宜過薄，要影響機(jī)械強(qiáng)度，也不宜過厚，過厚會(huì)使屏蔽套損耗增大。進(jìn)口屏蔽泵的屏蔽套大多采用一種含鎳量達(dá)50%以上的稱為Hastelloy-c的特種不銹鋼材料，這種材料的性能，能全面滿足上面幾項(xiàng)要求。而其電阻系數(shù)可比一般不銹鋼1Cri8Nig9Ti大一倍，即屏蔽套損耗是普通不銹鋼材料的1/2。

 

（b）屏蔽套的制作

   

屏蔽套的制作過程應(yīng)該是屏蔽泵恢復(fù)性大修的難點(diǎn)和關(guān)鍵所在。屏蔽套的尺寸精度及形狀公差要求較高，焊縫的焊接質(zhì)量要求也很嚴(yán)格。從下料展開尺寸的計(jì)算、裁剪、直縫焊接、整圓、壓裝、環(huán)縫焊接、檢漏等都有一定的技術(shù)難度。屏蔽電機(jī)的定轉(zhuǎn)子間的有效間隙一般只有0.5~1.0㎜，因此要求屏蔽套不但要能順利壓入定、轉(zhuǎn)子鐵心，而且要使屏蔽套緊貼鐵心，只有這樣才能保證定、轉(zhuǎn)子之間有足夠有效間隙。

   

（c）定子總體檢漏

   

在完成定子封板和機(jī)殼的焊接，壓入屏蔽套及完成屏蔽套兩端的環(huán)縫焊接后，應(yīng)對(duì)定子總體進(jìn)行檢漏檢查。方法是：在機(jī)座和定子屏蔽套之間的內(nèi)腔充以0.5㎏/c㎡的壓力，再將定子總體浸沒在清水中，如有泄漏點(diǎn)時(shí)，水中會(huì)冒氣泡，這是一種簡單而有效的檢漏方法。

 

（3）總裝和檢查性試驗(yàn)

   

在完成定、轉(zhuǎn)子的修理后，備好合格的石墨軸承、軸套、推力板、密封圈等即可進(jìn)行總裝。裝配完成后用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)均勻、靈活，轉(zhuǎn)子應(yīng)有一定的軸向竄動(dòng)量，其竄動(dòng)量應(yīng)在檢修標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)：

   

屏蔽泵功率kw 0.55~3.7 5.5~11 15~45

   

軸向竄動(dòng)㎜ 0.9~1.5 1.4~2.0 1.8~2.5

   

完成總裝后再檢查一下直流電阻和絕緣電阻等，認(rèn)為電氣性能正常后，將屏蔽泵整體浸入水箱中（接線盒要在水面上，水不可進(jìn)入接線盒）做通電動(dòng)轉(zhuǎn)試驗(yàn)（此時(shí)泵出水口可蓋?。┯^察其電流、運(yùn)轉(zhuǎn)聲、振動(dòng)等有無異常。如有試驗(yàn)條件能做一下泵的性能試驗(yàn)則更好。