離心泵維護(hù)方式的現(xiàn)狀及未來(lái)

一臺(tái)設(shè)計(jì)制造精良且完全滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況要求的高品質(zhì)產(chǎn)品，如果得不到適當(dāng)?shù)木S護(hù)，那么在其整個(gè)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(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)代科技的發(fā)展，從常見(jiàn)的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)著手，就離心泵維護(hù)方式的現(xiàn)狀及未來(lái)進(jìn)行探討，并給出個(gè)人建議，供廣大用戶參考。

離心泵常見(jiàn)的維護(hù)方式有三種：反應(yīng)式維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

1.1 反應(yīng)式維護(hù)

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

1.2 預(yù)防性維護(hù)

通過(guò)采取適當(dāng)?shù)拇胧ㄈ缣岣邚?qiáng)度、加強(qiáng)檢測(cè)等），以防止設(shè)備發(fā)生故障。預(yù)防性維護(hù)還包括各種定期維護(hù)，如設(shè)備對(duì)中、軸承潤(rùn)滑及儀控儀表的檢查等。

1.3 預(yù)測(cè)性維護(hù)

預(yù)測(cè)性維護(hù)是指使用數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和統(tǒng)計(jì)算法來(lái)預(yù)測(cè)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(wú)線），以便就何時(shí)應(yīng)更換或維護(hù)指定的零部件提供一致的預(yù)測(cè)，從而優(yōu)化維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間[1]。

預(yù)測(cè)性維護(hù)是基于狀態(tài)的維護(hù)的一個(gè)分支，即通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備隨時(shí)間而變化的狀態(tài)，以預(yù)測(cè)何時(shí)、何處可能出現(xiàn)問(wèn)題以及為什么。在產(chǎn)品出現(xiàn)故障、意外停機(jī)之前對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行維護(hù)，這是制造業(yè)所追求的終極目標(biāo)。

不同行業(yè)、不同工況用泵的維護(hù)方式不盡相同。

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

2.1 重要用泵

通常是指：

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

2）故障的后果是非常危險(xiǎn)的，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的不可逆的傷害甚至死亡。

3）沒(méi)有備用泵。

2.2 較重要用泵

1）如果該泵發(fā)生故障，可能會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)）。

2）現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人看管或看管不便（如海上平臺(tái)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(duì)于重要、較重要用泵或有特別要求的泵（及系統(tǒng)），通常要進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注和特別維護(hù)；而對(duì)于非重要用泵，通常只進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的維護(hù)、甚至不需要維護(hù)。

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(hù)方式進(jìn)行探討。

3.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

目前，我國(guó)離心泵維護(hù)方式基本上為兩種：反應(yīng)式維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)。反應(yīng)式維護(hù)主要針對(duì)一些普通的、沒(méi)有安裝監(jiān)測(cè)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(shí)際工程應(yīng)用中，對(duì)于很多重要用泵（如高溫、高壓、高速泵，執(zhí)行API 610標(biāo)準(zhǔn)[2]，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“標(biāo)準(zhǔn)”），通常通過(guò)提高強(qiáng)度及可靠性、增加機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)、加強(qiáng)定期日常維護(hù)的方式來(lái)達(dá)到預(yù)防性維護(hù)。具體措施如：

1） 提高強(qiáng)度及可靠性

標(biāo)準(zhǔn)條款6.3.3 壓力泵殼應(yīng)設(shè)計(jì)成：

a) 在同時(shí)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(gè)管口上兩倍允許管口負(fù)荷的最壞組合情況下，做到運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)泄漏或旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間無(wú)接觸。

b) 經(jīng)得住水壓試驗(yàn)。

標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。對(duì)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(jì)，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(jī)械密封的可靠性。如果L3/D4太大，特別是在接近泵關(guān)死點(diǎn)位置運(yùn)行、水力徑向負(fù)荷過(guò)大的地方，可能會(huì)造成斷軸的風(fēng)險(xiǎn)。

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(guò)驗(yàn)證的成熟的技術(shù)。 盡可能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)量。 盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊結(jié)構(gòu)。 設(shè)置故障監(jiān)測(cè)和診斷裝置。 給出適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)裕度。 必要時(shí)采用冗余設(shè)計(jì)。 失效安全設(shè)計(jì)。 加強(qiáng)重要零部件的可靠性分析。 進(jìn)行可靠性確認(rèn)試驗(yàn)。

2） 機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)

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

為了提高運(yùn)行可靠性，在一些重要用泵（組）上，均裝有（感知、測(cè)量、監(jiān)測(cè)和顯示機(jī)器參數(shù)以表明其運(yùn)行狀態(tài)的）機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)，如軸承溫度監(jiān)測(cè)、軸承座或泵軸振動(dòng)監(jiān)測(cè)等。當(dāng)一個(gè)參數(shù)超過(guò)預(yù)先定義的限值、表明出現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將事件傳達(dá)給操作人員和/或停機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目標(biāo)是減輕對(duì)機(jī)器的損壞。

注：此處涉及的條款、表及圖號(hào)均指API610第11版標(biāo)準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)的條款、表及圖號(hào)。

3） 定期維護(hù)

定期維護(hù)可以延長(zhǎng)泵的使用壽命。當(dāng)泵得到正確的維護(hù)時(shí)，需要更換的零部件通常是較便宜的易損件。