案例丨磁力泵故障分析与对策

本案例由工课第13期故障诊断初阶训练营学员提供

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一、磁力泵的结构

磁力泵（磁力驱动泵）的结构主要由泵头、磁力传动器（磁缸）、电动机、联轴器、底座等几部分组成。

其中：磁力传动器由外磁转子（包含滚动轴承）、内磁转子（包含SiC滑动轴承）及不导磁的隔离套组成。

工作原理：当电动机带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触同步传递，将容易泄漏的动密封结构转化为零泄漏的静密封结构。

由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而避免了由于机械密封造成的动密封泄漏点，转变为隔离套的静密封点，静密封相对动密封比较容易实现零泄漏。

理论上是可以彻底解决“跑、冒、滴、漏”的问题，消除炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患，保证了装置的安全生产。

二、案例背景

我厂加氢裂化装置脱丁烷塔顶回流泵，设置两台，一开一备，介质主要为液化气（含H2S），介质温度40℃，入口压力0.9MPa，出口压力2.05MPa，设计的是磁力泵动力输送。

2017年8月18日，我厂加氢裂化装置脱丁烷塔顶回流泵P-6305A，在运行中声音突然出现异常，振动迅速增大，达到10mm/s，现场轴承箱顶部开始冒烟，紧急切泵处理。

三、原因分析

故障发生后，第一时间检查轴承润滑情况，现场看见轴承箱有足够的润滑油，可以排除因缺少润滑油导致该泵故障损坏的原因。

之后拆检发现，靠近传动盘的外磁转子滚动轴承保持架散架，滚动体弹珠散落，传动轴颜色发蓝，轴承抱死，同时轴承压盖因高温与传动盘咬死。

内磁总成完好，内磁转子、滑动轴承、推力盘均完好。

拆检照片：

很明显，此次的故障表征上是由于外磁转子滚动轴承损坏引起，实际是轴承振动偏大，长时间运行造成轴承疲劳，游隙变大，加剧轴承的损坏。

外磁传动轴承的损坏，导致外磁转子偏心，磁力中心线偏移，伴随急剧晃动，磁力驱动交变失稳，外磁套与隔离套摩擦损坏。

四、思考延伸

目前我司使用的磁力泵故障，很大一部分由于外磁转子滚动轴承损坏导致，磁力传动部件摩擦有不同程度的损坏，这部分振动大，结合现场的运转情况总结一方面可能是由于轴承箱刚度不够；

其他可能是由于滚动轴承自身的质量（包括安装问题）或润滑不良造成，表现出来的都是对滚动轴承的破坏。

另一部分由于磁力泵介质汽蚀抽空，内部SiC轴承及内磁转子得不到正常的润滑和冷却，造成轴承碎裂。

上述两种中的任意一种故障出现后，若发现不及时，而磁力泵继续运行，将会造成泵的振动大。

严重时外磁转子轴承损坏或内磁转子轴承碎裂，转子严重偏心，外磁总成（或内磁总成）与隔离套摩擦，直至磨穿，介质喷出，发生安全事故，后果不堪设想。

五、应对措施及对策

为防患于未然，我们对相应的磁力泵进行检查，经过与厂家技术人员讨论分析后，作出相应的处理措施及对策：

1. 由于该泵外磁转子、轴承箱以及联接架都出现过高温情况，因此须对该泵轴承箱整体进行更换新的，同时需要对外磁转子与新更换的轴承箱上的新传动盘一起组装后整体重新做G2.5级动平衡。

该泵内部防撞环可能发生磨损，对其更新，以维持防撞功能。

2. 增加在线监测仪表，配置轴承箱振动、隔离套温度、隔离套泄漏在线监测，可以实时监测其运行情况，设置合理的监测参数值（如设置高报警值），振动突变或异常时，可以及时发现，及时处理，避免发生恶性安全事故。

3. 根据装置生产情况，对这种输送易汽化，且含有H2S的液化气泵作重点巡检，每周进行一次技术评估，对外转子轴承进行定期检查。

根据上述方案我司在2017年10月装置停工大修期间对两台磁力泵进行改造后，泵的安全运行得到了保障。

六、总结

总的来说，磁力泵在石油、化工生产装置中使用较广泛，其结构形式属于将动密封转化为静密封的无泄漏泵，有一定的优势。

理论上是可以做到“无泄漏”，但实际生产过程中还是会遇到新的问题，这就需要我们对其结构及工作原理有一个全面的了解。

通过一些技术升级或监控改造，在日常的维护保养工作中根据对一些运行参数的监控，对其变化进行分析，提前做一些检查或维修工作，实现真正意义上的无泄漏安全生产。