張朋朋，毋喜變，高慧洋

（河南煤化集團(tuán)中原大化公司，河南濮陽 457004）

河南煤化集團(tuán)中原大化公司三胺三廠為年產(chǎn)30kt三聚氰胺裝置，其中的熔融尿素升壓泵（P8102A／B）是將熔融尿素送到反應(yīng)器給料泵P8103A／B，升壓至8.0MPa送入反應(yīng)器，尿素在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)生成三聚氰胺。其主要參數(shù)／描述如下：

名稱 熔融尿素升壓泵

位號 P8102A／B

介質(zhì) 熔融尿素

溫度 145℃

壓力 0.76MPa

流量 36m3／h

型號 CPK－HX－C50－200

軸功率 13.5kW

2011年的三季度，三胺三廠的尿液升壓泵P8102A／B運(yùn)行極不穩(wěn)定，從7 月21 日至9 月15日，共計發(fā)生故障12次，嚴(yán)重影響到三胺裝置的長周期運(yùn)行。從現(xiàn)象上看，問題主要集中在軸承損壞、軸變形扭曲、斷軸、葉輪脫落、機(jī)封泄漏、介質(zhì)進(jìn)入軸承箱等情況，特別是在9 月11日到15日間，連續(xù)三次斷軸。設(shè)備故障率為裝置開車以來最高。

1 故障情況及經(jīng)過

①7月21 日，P8102B 檢修時發(fā)現(xiàn)軸承損壞，軸彎曲；②8月2日，P8102B軸斷成三截，更換軸、軸承、機(jī)封后回裝；③8 月14 日，P8102A 發(fā)現(xiàn)斷軸，更換軸、軸承、機(jī)封后回裝；④8 月16 日，P8102A 機(jī)封大量泄漏，發(fā)現(xiàn)葉輪背帽有松動；⑤8月19日，P8102B機(jī)封大量泄漏，打開泵體后發(fā)現(xiàn)葉輪背帽處泄漏，更換機(jī)封和葉輪背帽的四氟墊；⑥8 月28 日，P8102B發(fā)現(xiàn)葉輪背帽卡住葉輪，導(dǎo)致盤不動車；⑦8 月29 日，P8102A 發(fā)現(xiàn)軸承已損壞，軸彎曲，工藝介質(zhì)進(jìn)入軸承箱；⑧8 月29日，P8102B發(fā)現(xiàn)軸承損壞、斷軸；⑨9月7日，P8102B 發(fā)現(xiàn)介質(zhì)進(jìn)入軸承箱，軸承損壞，更換軸承、機(jī)封后回裝；⑩9月11日，P8102A 發(fā)現(xiàn)斷軸；9月11 日，P8102B 發(fā)現(xiàn)斷軸（引起濃縮系統(tǒng)停車）；9月15日，P8102A 再次斷軸。

2 所做的工作

從7月21日第一次出現(xiàn)故障開始，三胺事業(yè)部就采取了各種措施，巡檢頻率改為半小時一次，同時，對軸承箱進(jìn)行通工廠風(fēng)在線降溫等手段加強(qiáng)防范。

從設(shè)備檢修和損壞部件的情況看，引起泵故障的原因主要有二種，一是葉輪脫落；二是軸由裝機(jī)封軸套段臺階處斷裂（如圖1、2）。

圖1 斷軸情況之一

圖2 斷軸情況之二

葉輪松動和脫落會造成泵振動大，引起機(jī)封泄漏、介質(zhì)進(jìn)入軸承箱、軸承損壞等故障，葉輪松動還會使葉輪和泵殼摩擦，軸受扭力增大，造成泵軸在最薄弱的地方（帶鍵槽裝葉輪段）扭曲變形。在前期的檢修過程中，三胺事業(yè)部采用對葉輪背帽和葉輪點(diǎn)焊的措施，解決了葉輪松動脫落問題。

泵軸在出現(xiàn)裂紋直至完全斷開的過程中，泵振動逐漸加大，也會引起機(jī)封泄漏、介質(zhì)進(jìn)入軸承箱、軸承損壞等故障。

3 斷軸原因分析

該泵在幾年前就進(jìn)行了國產(chǎn)化改造，以前的運(yùn)轉(zhuǎn)整體穩(wěn)定。經(jīng)采供部確認(rèn)，泵軸材料為316不銹鋼，能夠滿足性能要求，并且斷軸也沒有出現(xiàn)腐蝕痕跡。泵軸各方面尺寸也沒有變化，軸強(qiáng)度能夠滿足使用要求，據(jù)檢修人員介紹，安裝程序也都和原先一樣。結(jié)合最近幾次泵軸從同一部位斷開的現(xiàn)象，大家把疑點(diǎn)集中在泵軸加工工藝上。通過對斷軸進(jìn)行認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)加工時的退刀槽（裝軸承部位和裝機(jī)封軸套部位的臺階處）較大，該處是應(yīng)力集中區(qū)，容易產(chǎn)生裂紋，一旦產(chǎn)生裂紋，泵軸在運(yùn)行過程中受交變應(yīng)力影響，裂紋會逐步擴(kuò)展，直至斷裂。

因此，該處臺階在加工時應(yīng)實行圓弧過渡，防止應(yīng)力集中。同時，軸在加工時還必須使用鍛件。從當(dāng)前的斷軸情況分析，制造廠家忽略了這些細(xì)節(jié)。

4 采取的措施

（1）由采供部與供貨廠家聯(lián)系、交流，對泵軸的加工工序是否變化（包括是否采用鍛件）、加工人員是否變化（是否頻繁更換加工人員）等進(jìn)行確認(rèn)，對制造廠家選用的材質(zhì)情況進(jìn)行核實，必要時可以重新更換制造廠家。

（2）工藝巡檢上要加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，對運(yùn)行泵軸承溫度、振動值變化情況進(jìn)行記錄。

（3）泵軸目前易斷部位加粗3mm，減少軸徑急劇變化，增加強(qiáng)度；臺階處圓滑過渡，減少應(yīng)力集中；軸同油封配合部位直徑尺寸選配好。以上尺寸調(diào)整后，加工圖紙的數(shù)據(jù)要固定下來，不要來回改動。

（4）備件方面，消耗后要及時補(bǔ)充，關(guān)鍵的泵軸至少要保證有一根庫存量，機(jī)封要保證兩套的庫存量。

5 取得的效果

從2011年9月底到現(xiàn)在，泵軸改造后，已經(jīng)運(yùn)行了一年多的時間，沒有再出現(xiàn)過斷軸現(xiàn)象，機(jī)封泄漏的情況也很少出現(xiàn)。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，溫度、壓力等參數(shù)也都正常，取得了良好的效果。