綜合以上四項(xiàng)存在問題,任何一項(xiàng)發(fā)生故障,均可產(chǎn)生磁力驅(qū)動(dòng)泵的溫升損毀,最終導(dǎo)致內(nèi)外磁缸脫磁,軸承和轉(zhuǎn)動(dòng)部件嚴(yán)重?fù)p毀的事件?! ?/div>
磁力驅(qū)動(dòng)泵磁體消磁的機(jī)理磁力驅(qū)動(dòng)泵內(nèi)外磁缸處高溫?fù)p毀,主要因素為磁渦流熱,磨擦熱等能量聚集達(dá)到潤(rùn)滑冷卻介質(zhì)的汽化溫度,最終導(dǎo)致介質(zhì)潤(rùn)滑和冷卻功能的喪失。其中磁渦流熱為高溫汽化發(fā)生的主要原因?! ?/div>
磁力驅(qū)動(dòng)裝置由內(nèi),外磁轉(zhuǎn)子及內(nèi),外磁轉(zhuǎn)子間的隔離套三大部件組成。隔離套是磁力密封傳動(dòng)裝置中的一個(gè)重要部件。若隔離套為金屬材料,那么當(dāng)內(nèi),外磁轉(zhuǎn)子同步或不同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬隔離套便處在交變磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向和大小按一定規(guī)律瞬間變化,即隔離套壁厚中的磁通量隨時(shí)間而變化,作為導(dǎo)體將產(chǎn)生環(huán)繞磁通量變化方向的渦電流,即環(huán)形電流,我們稱為渦流。渦流產(chǎn)生的過程稱為超膚效應(yīng)過程。一方面減弱了工作磁場(chǎng),降低了傳遞的力或轉(zhuǎn)矩,另一方面產(chǎn)生渦流損耗,以熱量的形式釋放能量,消耗原動(dòng)機(jī)的功率(能量),降低工作效率。金屬隔離套密封磁力驅(qū)動(dòng)裝置在正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)由于渦流的產(chǎn)生,連續(xù)釋放熱量,磁性材料工作的環(huán)境溫度不斷上升,溫度升高到一額定溫度值時(shí),達(dá)到泵輸送介質(zhì)的汽化點(diǎn),介質(zhì)在內(nèi)外磁缸處發(fā)生氣蝕,氣蝕的發(fā)生又加劇了溫度的快速升高,當(dāng)溫度升高至磁性材料的居里溫度點(diǎn)時(shí),磁性材料的磁性能完全消失,即磁傳動(dòng)裝置的工作作用完全失效。
磁力驅(qū)動(dòng)泵技術(shù)改造方案制定與實(shí)施通過對(duì)磁力驅(qū)動(dòng)泵損毀機(jī)理的深入分析,同時(shí)針對(duì)磁力驅(qū)動(dòng)泵存在的4個(gè)問題,為了徹底消除磁力驅(qū)動(dòng)泵氣蝕現(xiàn)象,中國(guó)石油吐哈油田溫米采油廠,中國(guó)石油江蘇金壇鹽礦儲(chǔ)備庫(kù),磁力驅(qū)動(dòng)泵生產(chǎn)廠家均同意對(duì)該泵進(jìn)行如下技術(shù)改造:
優(yōu)化設(shè)計(jì),疏通內(nèi)外磁缸和滑動(dòng)軸承的冷卻潤(rùn)滑流道,增加軸承介質(zhì)潤(rùn)滑量,降低滑動(dòng)軸承摩擦系數(shù),降低摩擦生熱量,減少軸承磨損以及軸承使用壽命,并及時(shí)將磁力驅(qū)動(dòng)泵產(chǎn)生渦流熱和摩擦熱及時(shí)帶走,達(dá)到軸承以及內(nèi)外磁缸部位降溫的目的。為了實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑冷卻介質(zhì)循環(huán)通暢,我們對(duì)磁力驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行以下改造:
?。?)滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。
滑動(dòng)軸承無(wú)油槽設(shè)計(jì)為2道軸向油槽設(shè)計(jì),增加油槽不但能使軸承得到良好的潤(rùn)滑,而且徹底疏通潤(rùn)滑冷卻介質(zhì)的循環(huán)流道,軸承潤(rùn)滑良好,磁力驅(qū)動(dòng)泵產(chǎn)生渦流熱和摩擦熱能及時(shí)帶走;
?。?)葉輪的技術(shù)改造。改造葉輪無(wú)平衡孔設(shè)計(jì)為有平衡孔設(shè)計(jì)。平衡孔的設(shè)計(jì)不但降低了葉輪產(chǎn)生的軸向力,而且疏通了冷卻潤(rùn)滑介質(zhì)的通道,潤(rùn)滑冷卻介質(zhì)由葉輪平衡孔回流至葉輪入口,實(shí)現(xiàn)了泵體潤(rùn)滑冷卻介質(zhì)閉環(huán)暢通循環(huán)?! ?/div>
通過滑動(dòng)軸承增加油槽以及葉輪增加設(shè)計(jì)平衡孔,完全疏通了介質(zhì)冷卻潤(rùn)滑的通道。改造后介質(zhì)的冷卻潤(rùn)滑流道,形成由泵出口(高壓區(qū))至葉輪入口(低壓區(qū))流通循環(huán)通暢的冷卻潤(rùn)滑流程,確保了內(nèi)外磁缸,滑動(dòng)軸承產(chǎn)生的大量熱量能被及時(shí)帶。從而避免了熱量的大量聚集,避免了嚴(yán)重的氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生以及內(nèi)外磁缸燒損消磁的嚴(yán)重設(shè)備事故?! ?/div>
石墨軸承材質(zhì)的優(yōu)化改造設(shè)計(jì)石墨軸承質(zhì)地疏松,耐磨性差,機(jī)械強(qiáng)度低,加之磁力驅(qū)動(dòng)泵軸向力較大,止推軸承使用壽命短,易造成軸承過渡磨損,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡死,內(nèi)外磁缸產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量渦流熱,導(dǎo)致內(nèi)外磁缸高溫消磁失效。因此,將石墨軸承改造為耐磨性優(yōu)異的稀土陶瓷軸承,軸承使用壽命得到大幅提升,基本杜絕了因軸承過渡磨損而導(dǎo)致的設(shè)備損毀?! ?/div>
內(nèi)磁缸,葉輪的防松結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)內(nèi)磁缸,葉輪的防松結(jié)構(gòu)以前為閉帽防松結(jié)構(gòu),止推軸承為非金屬材料軸承,要求閉帽預(yù)緊力矩不能過大,否則將損壞滑動(dòng)軸承套。加之該泵采用變頻控制,易造成內(nèi)磁缸,葉輪松動(dòng)滑脫,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)受阻,內(nèi)外磁缸產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),產(chǎn)生大量渦流熱,磁缸高溫消磁失效,通過對(duì)泵軸進(jìn)行改造,加裝防松性能可靠的防松鎖片,確保磁力驅(qū)動(dòng)泵軸向間隙不發(fā)生變化,徹底消除了內(nèi)磁缸,葉輪松動(dòng)導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子卡死以及內(nèi)外磁缸損毀現(xiàn)象?! ?/div>
磁力驅(qū)動(dòng)泵增加設(shè)計(jì)安裝溫度保護(hù)裝置(溫度傳感器)。當(dāng)磁力驅(qū)動(dòng)泵發(fā)生某種故障導(dǎo)致溫升,溫度傳感器及時(shí)將溫升信號(hào)傳遞給溫控保護(hù)裝置,達(dá)到設(shè)定溫度保護(hù)值時(shí),磁力驅(qū)動(dòng)泵可以及時(shí)保護(hù)停機(jī),實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的本質(zhì)安全,避免磁力驅(qū)動(dòng)泵高溫導(dǎo)致的設(shè)備事故的發(fā)生?! ?/div>
通過以上系統(tǒng)改造,磁力驅(qū)動(dòng)泵頻繁高溫?zé)龘p的現(xiàn)象得到根本扭轉(zhuǎn),大大降低了設(shè)備的故障停機(jī)率。
這項(xiàng)改造技術(shù)已被生產(chǎn)廠家所采納,對(duì)全系產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)改造,已在全國(guó)范圍推廣。
技術(shù)改造
實(shí)施效果通過系統(tǒng)地技術(shù)改造,磁力驅(qū)動(dòng)泵工作性能有很大提高,故障率不斷降低。
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