離心泵維護方式的現(xiàn)狀及未來

一臺設(shè)計制造精良且完全滿足現(xiàn)場運行工況要求的高品質(zhì)產(chǎn)品，如果得不到適當?shù)木S護，那么在其整個生命周期內(nèi)故障的頻率將大大增加，而零部件的使用壽命則大大降低。

本文將結(jié)合工程實際應(yīng)用經(jīng)驗和現(xiàn)代科技的發(fā)展，從常見的現(xiàn)場維護著手，就離心泵維護方式的現(xiàn)狀及未來進行探討，并給出個人建議，供廣大用戶參考。

離心泵常見的維護方式有三種：反應(yīng)式維護、預(yù)防性維護和預(yù)測性維護。

1.1 反應(yīng)式維護

設(shè)備已經(jīng)失效，進行事故后維護。傳統(tǒng)的維護方式多為反應(yīng)式維護。

1.2 預(yù)防性維護

通過采取適當?shù)拇胧ㄈ缣岣邚姸取⒓訌姍z測等），以防止設(shè)備發(fā)生故障。預(yù)防性維護還包括各種定期維護，如設(shè)備對中、軸承潤滑及儀控儀表的檢查等。

1.3 預(yù)測性維護

預(yù)測性維護是指使用數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)技術(shù)和統(tǒng)計算法來預(yù)測系統(tǒng)最可能發(fā)生的故障結(jié)果。分析監(jiān)控裝置收集的設(shè)備數(shù)據(jù)，例如傳感器（有線或無線），以便就何時應(yīng)更換或維護指定的零部件提供一致的預(yù)測，從而優(yōu)化維護成本和停機時間[1]。

預(yù)測性維護是基于狀態(tài)的維護的一個分支，即通過監(jiān)測設(shè)備隨時間而變化的狀態(tài)，以預(yù)測何時、何處可能出現(xiàn)問題以及為什么。在產(chǎn)品出現(xiàn)故障、意外停機之前對產(chǎn)品進行維護，這是制造業(yè)所追求的終極目標。

不同行業(yè)、不同工況用泵的維護方式不盡相同。

維護方式主要由泵（在系統(tǒng)中）的重要程度及價值、用戶或市場要求等因素決定的。泵的重要程度通常按以下情況來劃分。

2.1 重要用泵

通常是指：

1）如果該泵發(fā)生故障，將對設(shè)備、系統(tǒng)、環(huán)境造成災(zāi)難性后果或造成重大財產(chǎn)損失。

2）故障的后果是非常危險的，可能會導(dǎo)致嚴重的不可逆的傷害甚至死亡。

3）沒有備用泵。

2.2 較重要用泵

1）如果該泵發(fā)生故障，可能會造成一定的經(jīng)濟損失，如生產(chǎn)線停工、泵部分零部件損壞（和/或備件交貨期較長）。

2）現(xiàn)場無人看管或看管不便（如海上平臺用泵、野外輸油泵站等）。

2.3 非重要用泵

在一些不重要的工況中使用的泵，如普通農(nóng)用泵等。

對于重要、較重要用泵或有特別要求的泵（及系統(tǒng)），通常要進行重點關(guān)注和特別維護；而對于非重要用泵，通常只進行相對簡單的維護、甚至不需要維護。

以下將就重要、較重要用泵或有特別要求的泵（及系統(tǒng)的）維護方式進行探討。

3.1 國內(nèi)現(xiàn)狀

目前，我國離心泵維護方式基本上為兩種：反應(yīng)式維護和預(yù)防性維護。反應(yīng)式維護主要針對一些普通的、沒有安裝監(jiān)測裝置的非重要用泵上，如：普通農(nóng)田灌溉和排澇用泵、冷卻循環(huán)水泵等。

在石化行業(yè)的實際工程應(yīng)用中，對于很多重要用泵（如高溫、高壓、高速泵，執(zhí)行API 610標準[2]，以下簡稱“標準”），通常通過提高強度及可靠性、增加機械保護系統(tǒng)、加強定期日常維護的方式來達到預(yù)防性維護。具體措施如：

1） 提高強度及可靠性

標準條款6.3.3 壓力泵殼應(yīng)設(shè)計成：

a) 在同時承受最大允許工作壓力（及最高工作溫度）和表5中列出的作用到每個管口上兩倍允許管口負荷的最壞組合情況下，做到運轉(zhuǎn)無泄漏或旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間無接觸。

b) 經(jīng)得住水壓試驗。

標準附錄K.1：給出了OH2和OH3型懸臂式泵的軸剛性的判定原則以及撓性系數(shù)L3/D4與泵尺寸因子的關(guān)系圖。

撓性系數(shù)是轉(zhuǎn)子剛度的度量標準。對于某一尺寸因子的懸臂泵，如果其撓性系數(shù)位于剛性線之下，則表明該泵為剛性軸設(shè)計，滿足API泵要求，是安全的；L3/D4越小，轉(zhuǎn)子撓度越小，這有利于提高機械密封的可靠性。如果L3/D4太大，特別是在接近泵關(guān)死點位置運行、水力徑向負荷過大的地方，可能會造成斷軸的風(fēng)險。

如何提高產(chǎn)品的可靠性？這里有一些指導(dǎo)性原則[3]：

盡量采用經(jīng)過驗證的成熟的技術(shù)。 盡可能簡化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)量。 盡可能采用標準化、模塊結(jié)構(gòu)。 設(shè)置故障監(jiān)測和診斷裝置。 給出適當?shù)脑O(shè)計裕度。 必要時采用冗余設(shè)計。 失效安全設(shè)計。 加強重要零部件的可靠性分析。 進行可靠性確認試驗。

2） 機械保護系統(tǒng)

隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展、設(shè)備運行數(shù)據(jù)采集的使得，預(yù)防性維護便成了目前最普遍的一種維護方式。

為了提高運行可靠性，在一些重要用泵（組）上，均裝有（感知、測量、監(jiān)測和顯示機器參數(shù)以表明其運行狀態(tài)的）機械保護系統(tǒng)，如軸承溫度監(jiān)測、軸承座或泵軸振動監(jiān)測等。當一個參數(shù)超過預(yù)先定義的限值、表明出現(xiàn)異常情況時，系統(tǒng)會將事件傳達給操作人員和/或停機系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目標是減輕對機器的損壞。

注：此處涉及的條款、表及圖號均指API610第11版標準所對應(yīng)的條款、表及圖號。

3） 定期維護

定期維護可以延長泵的使用壽命。當泵得到正確的維護時，需要更換的零部件通常是較便宜的易損件。