金滿庫(kù)（大港油田第二采油廠，天津 300280）

SMD系列水馬達(dá)應(yīng)用故障分析及預(yù)防措施

金滿庫(kù)（大港油田第二采油廠，天津 300280）

SMD系列水馬達(dá)的應(yīng)用可有效提升延遲焦化裝置水利除焦系統(tǒng)的可靠性，對(duì)保證裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)至關(guān)重要。通過(guò)SMD系列水馬達(dá)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)還存在長(zhǎng)期使用后盤(pán)車(chē)卡澀不靈，切焦水進(jìn)入后水馬達(dá)不動(dòng)作等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)SMD系列水馬達(dá)結(jié)構(gòu)、工作原理、接觸應(yīng)力等方面的分析，找出了水馬達(dá)的故障原因，并提出了相應(yīng)的解決措施，提高了水利除焦系統(tǒng)設(shè)備整體可靠性。

SMD；水馬達(dá)；導(dǎo)軌；焦粉

1 SMD系列水馬達(dá)結(jié)構(gòu)

SMD系列水馬達(dá)結(jié)構(gòu)，主要由過(guò)濾網(wǎng)、調(diào)心軸承、配流環(huán)、支承軸承、下端蓋、接頭、上殼體、調(diào)速閥、活塞、導(dǎo)軌、下殼體、輸出軸組成［1］。

2 工作原理

切焦水在進(jìn)入水馬達(dá)后分為兩部分，一部分通過(guò)輸出軸進(jìn)入切焦器，另一部分經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)，經(jīng)調(diào)速閥調(diào)速后沿流道進(jìn)入配流環(huán)（配流環(huán)在沿圓周方向共分布著5個(gè)配流孔，驅(qū)動(dòng)盤(pán)在沿圓周方向分布著10組活塞組件，由于配流孔及活塞組件位置的分布決定了10組活塞組件為逐個(gè)交替進(jìn)水排水）。通過(guò)作用力和反作用力的原理，垂直受力點(diǎn)方向上的壓力會(huì)因?yàn)閷?dǎo)軌對(duì)鋼球的支撐力而抵消，但是平行于受力點(diǎn)方向上的推力最終改變了兩者之間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)使其發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因花盤(pán)導(dǎo)軌是固定在水馬達(dá)上下殼體間的，所以運(yùn)動(dòng)部件實(shí)際為活塞組件［2］。活塞組件是鑲嵌在驅(qū)動(dòng)盤(pán)輸出轉(zhuǎn)軸上的，所以活塞組件的周向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)從而完成傳動(dòng)工作。

3 故障分析

3.1 環(huán)境影響

針對(duì)SMD系列水馬達(dá)盤(pán)車(chē)卡澀不靈活，進(jìn)水后不工作的故障問(wèn)題，對(duì)使用同類型水馬達(dá)的石化廠進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以看出SMD系列水馬達(dá)故障主要集中在冬季，有環(huán)境溫度低的共同點(diǎn)。SMD系列水馬達(dá)采用了液壓馬達(dá)的工作原理，使用切焦水作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力［3］。由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在除焦工作結(jié)束后切焦水無(wú)法完全從水馬達(dá)內(nèi)部流出，在冬季時(shí)殘留水會(huì)發(fā)生結(jié)冰，進(jìn)而對(duì)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生障礙。同時(shí)，在進(jìn)行下一次除焦時(shí)，隨著水馬達(dá)進(jìn)入焦炭塔內(nèi)，水馬達(dá)整體溫度又會(huì)回升。如此的冷熱交替極易造成馬達(dá)內(nèi)部氟橡膠“O”型密封圈的疲勞失效，導(dǎo)致切焦水進(jìn)入水馬達(dá)軸承室，引發(fā)潤(rùn)滑脂變質(zhì)失效，使軸承損壞，最終致使水馬達(dá)無(wú)法工作。而密封圈的損壞還是導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)水壓的損失，使水馬達(dá)的轉(zhuǎn)速下降，嚴(yán)重者導(dǎo)致不工作。

3.2 水質(zhì)影響

切焦水中含有硫、氯等腐蝕性元素，且在長(zhǎng)期循環(huán)使用過(guò)程中攜帶了較多的焦粉顆粒。切焦水的水質(zhì)對(duì)水馬達(dá)的長(zhǎng)周期運(yùn)行有很大影響。除焦過(guò)程中切焦水壓力高達(dá)30MPa，水馬達(dá)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)水濾網(wǎng)會(huì)因?yàn)楦邏簺_擊沖刷而損壞。隨著濾網(wǎng)的損壞，焦粉顆粒會(huì)被攜帶至水馬達(dá)內(nèi)部，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)部件摩擦面的摩擦力增大，花盤(pán)導(dǎo)軌面磨損量增大。研磨產(chǎn)生的金屬粉末及焦粉顆粒卡澀在活塞鋼球與花盤(pán)導(dǎo)軌接觸面間，導(dǎo)致水馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)卡澀［4］。同時(shí)在軸向推動(dòng)力的作用下引發(fā)活塞組件損壞最終造成水馬達(dá)無(wú)法正常工作。另外，進(jìn)入水馬達(dá)內(nèi)部的焦粉長(zhǎng)期作用在活塞缸與活塞接觸面上會(huì)造成兩者之間配合間隙逐漸增大，從而造成驅(qū)動(dòng)水量減少，使活塞的推動(dòng)力減弱造成水馬達(dá)動(dòng)力下降。

3.3 疲勞影響

水馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)所依靠的導(dǎo)軌曲面，直接影響著馬達(dá)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速均勻性、導(dǎo)軌和活塞鋼球組件的受力狀況及使用壽命。當(dāng)水馬達(dá)工作時(shí)，導(dǎo)軌曲面內(nèi)死點(diǎn)就是在這種頻繁的、周期性的強(qiáng)烈境擊損傷的，這種損傷屬于接觸疲勞和沖擊疲勞破壞，隨著損傷積累加劇，最終造成導(dǎo)軌曲面的斷裂破損致使馬達(dá)無(wú)法工作。

4 預(yù)防措施

通過(guò)分析及對(duì)照檢修情況，為了保障SMD系列水馬達(dá)在延遲焦化水利除焦系統(tǒng)中應(yīng)用的可靠性，有以下幾點(diǎn)預(yù)防措施：

4.1 防凍保溫

水馬達(dá)在冬季使用后進(jìn)行盤(pán)車(chē)，將內(nèi)部殘水最大程度自排水孔排出，并對(duì)切焦水管線通風(fēng)持續(xù)吹掃至下次除焦，可以有效避免水馬達(dá)殼體內(nèi)部殘存水結(jié)冰脹裂。給水馬達(dá)制作保溫護(hù)罩，減緩水馬達(dá)因急劇溫升交替變化產(chǎn)生的應(yīng)力損壞，同時(shí)冬季使用前要將馬達(dá)伸入除焦塔內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，確保各部件均勻受熱，內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件無(wú)卡澀粘連。

4.2 控制水質(zhì)

定期對(duì)切焦水進(jìn)行取樣分析，控制切焦水水質(zhì)，尤其是切焦水中的焦粉含量。在沉淀池與冷切焦水池之間架設(shè)格柵濾網(wǎng)，最大限度過(guò)濾冷切焦水中的焦粉。對(duì)進(jìn)入冷切焦水池的粉焦及時(shí)清除，并定期對(duì)切焦水過(guò)濾器進(jìn)行清理，增加反沖洗流程，定期進(jìn)行反沖洗操作［5］。通過(guò)這些措施可以有效降低切焦水?dāng)y帶焦粉的量。

4.3 定期維修

定期更換水馬達(dá)內(nèi)置濾網(wǎng)，提高進(jìn)入水馬達(dá)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)水的潔凈性，可有效減少水馬達(dá)內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件的摩擦，由于環(huán)境溫度的變化對(duì)其內(nèi)部“O”型密封圈產(chǎn)生的疲勞損壞，應(yīng)定期對(duì)水馬達(dá)進(jìn)行維修，更換其內(nèi)部“O”型密封圈。

［1］水馬達(dá)安裝維護(hù)使用手冊(cè)［M］.洛陽(yáng)澗光石化設(shè)備有限公司，2010（1）.

［2］煤炭科學(xué)研究院上海研究所，液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.

［3］顧振華.DM系列液壓馬達(dá)的性能及特點(diǎn).金屬加工世界，2007（6）.

［4］石油化工裝置設(shè)備腐蝕與防護(hù)手冊(cè)［M］.中國(guó)石化出版社.1996.

［5］張蕾堿性水電解設(shè)備不銹鋼容器防腐蝕技術(shù).化學(xué)工程與裝備，2010.

張國(guó)祥（1987-），男，2010年畢業(yè)于西安石油大學(xué)，從事延遲焦化裝置設(shè)備管理工作。