ja半貧液泵斷軸原因分析與對策

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1、1107-JA半貧液泵斷軸原因分析與對策1107-JA半貧液泵斷軸原因分析與對策1107-JA半貧液泵斷軸原因分析與對策1107-JA半貧液泵斷軸原因分析與對策1107-JA半貧液泵斷軸原因分析與對策1107-JA半貧液泵斷軸原因分析與對策1107-JA半貧液泵斷軸原因分析與對策1107-JA半貧液泵斷軸原因分析與對策?42?貴州化工GuizhouCh~.icalIndustry2005年10月第30卷第5期1107一JA半鍰液泵斷知原四分斬與笨袁汝康袁遠鎮(zhèn)(貴州赤天化集團有限責(zé)任公司,貴州赤水,564707)摘要針對斷軸特征,通過對半貧液

2、泵進行綜合分析,找出其斷軸原因,并制定出解決斷軸的對策.關(guān)鍵詞半貧液泵斷軸原因分析中圖分類號TH311文獻標(biāo)識碼B文章編號1008—9411(2005)05—0042—02年產(chǎn)300kt合成氨裝置脫碳工序半貧液泵1107一JA主要用來輸送碳酸鉀與碳酸氫鉀溶液,介質(zhì)進口壓力為0.3a,進口溫度為108”(2,出口壓力為3.1～3.2a,出口溫度109”(2,工作轉(zhuǎn)速3300～3400r/min…1.半貧液泵3臺,通常情況下,兩開一備,其中A泵處于常開衡負荷運行,通過調(diào)節(jié)B臺或c臺流量來滿足生產(chǎn)負荷變化的需要,工藝布置見圖1所示.圖11107一

3、JA半貧液泵流程圖1故障概述2005年4月11日3:00,1107一JA半貧液泵振動突然從0.24cm/s上升到0.76cm/s,當(dāng)班操作人員緊急倒B臺泵運行.泵解體拆開發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)子明顯彎曲,在液壓機上將主軸壓出,主軸靠輸出端背帽退刀槽和鍵槽(A—A)處發(fā)生斷裂,如圖2所示.A-A圖2主軸斷裂位置及斷裂面圖2主軸斷口和斷裂位置分析2.1斷裂位置在圖2中,主軸裝配葉輪位兩側(cè)都設(shè)計有退刀槽,從結(jié)構(gòu)上分析認為,在退刀槽位置應(yīng)是應(yīng)力最大的地方,假如主軸在設(shè)計中存在強度不足的情況,當(dāng)泵工作時主軸受載后,在載荷的作用下斷裂應(yīng)發(fā)生在遇刀槽處,然而實際情況是

4、斷裂沒有發(fā)生在退刀槽處,而發(fā)生在鍵槽邊.2.2斷裂現(xiàn)狀從圖2可見,斷口沒有疲勞源存在和斷口撕裂現(xiàn)象,且斷VI整齊,斷面垂直于軸心線,其斷裂現(xiàn)象像脆性斷裂.因此在主軸A—A斷面和B—B斷面取試件檢測主軸硬度,數(shù)據(jù)如下:(1)A—A斷面心部硬度HRC38,靠邊緣處硬度HRC28,表面硬度HRC28,遠離斷口硬度值又恢復(fù)到HRC38.(2)B—B斷面心部硬度HRC38,表面硬度C38.上述數(shù)據(jù)說明,在A—A斷口處主軸硬度發(fā)生了變化.2.3主軸斷裂統(tǒng)計表1是2003年9月至2005年4月1107JA半貧液泵主軸斷裂統(tǒng)計數(shù)據(jù).表11107一JA半貧液

5、泵斷軸統(tǒng)計表表1數(shù)據(jù)說明,從2003年9月開始,半貧液泵斷軸發(fā)生比較頻繁,并且主軸使用周期僅僅只有半年時間.這樣一來,雖然在裝置設(shè)置中,半貧液泵為兩開一備,但JA臺是作為主泵運行,在工藝上JA臺泵倒泵操作難度較大,稍有不慎,將會導(dǎo)致脫碳系統(tǒng)大幅度波動,危及合成氨裝置安全運行.因而要求JA臺泵運行周期要長.3原因分析3.1泵水力功率,揚程比較泵軸材料:17—4ph,圖內(nèi)代用0Crl7Ni4Cu4Nb在運行工況下,泵的輸出功率和揚程計算如下[2]:Nc=HG=yQH式中:Nc_一Kw半貧液重度(輸送溫度下)第2030.5卷-~第105P期l袁汝

6、康等:1107-JA半貧液泵斷軸原因分析與對策?43?kg/m3H一揚程Q一流量m3/h按灌注情況下伯努利方程計算泵的揚程:?.(一)+(2g)77,,因泵進出口法蘭位于同一水平線,則Z1=z2,?.Q=u泵進口管D1外=219mm,出口管D2外=168mm,管壁厚t=8mm,.?.TT=45==4.79(m/s)U21401682..一7d一3.×.W1==4x382/3600_2_8(m/s)14029627【D}外一3.×.一..實測K2co3+KHCO3溶液的重度7=1.32l艱/m3則:H=10apd一)+()=235cmN=

7、7OH=1.32*382*235=322.57(1【W(wǎng))查原設(shè)計資料,泵設(shè)計水力功率N=340kW,揚程He=236.6m則:N<N,H<He說明泵工作時主軸所受載荷沒有超過材料的額定載荷.3.2材料熱處理的影響按圖上技術(shù)要求:①主軸毛坯鍛件要進行擴散退火,硬度控制在I-I]3255～290;②粗加工后經(jīng)時效處理其硬度達到HRC35--40.按文獻記載(,l7—4ph熱處理性能如下:熱處理O”sob6AkHRC變曲試驗(180.)固溶N,rrN/n(%)(%)(J)480.時效118013101040≥4O550.時效10001

8、0601245≥35580’時效86510001345≥31620’時效7259301650≥28根據(jù)前述在試件A—A斷面和試件B—B斷面所打硬度值表明,該主軸最終熱處理選用48