金滿庫（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（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，對保證裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)至關(guān)重要。通過SMD系列水馬達(dá)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)還存在長期使用后盤車卡澀不靈，切焦水進(jìn)入后水馬達(dá)不動作等問題。通過對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，一部分通過輸出軸進(jìn)入切焦器，另一部分經(jīng)過濾網(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個配流孔，驅(qū)動盤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組活塞組件為逐個交替進(jìn)水排水）。通過作用力和反作用力的原理，垂直受力點方向上的壓力會因為導(dǎo)軌對鋼球的支撐力而抵消，但是平行于受力點方向上的推力最終改變了兩者之間的運動狀態(tài)使其發(fā)生了相對運動，因花盤導(dǎo)軌是固定在水馬達(dá)上下殼體間的，所以運動部件實際為活塞組件［2］。活塞組件是鑲嵌在驅(qū)動盤輸出轉(zhuǎn)軸上的，所以活塞組件的周向運動帶動驅(qū)動盤的轉(zhuǎn)動從而完成傳動工作。

3 故障分析

3.1 環(huán)境影響

針對SMD系列水馬達(dá)盤車卡澀不靈活，進(jìn)水后不工作的故障問題，對使用同類型水馬達(dá)的石化廠進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計，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。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)動動力［3］。由于結(jié)構(gòu)特點，在除焦工作結(jié)束后切焦水無法完全從水馬達(dá)內(nèi)部流出，在冬季時殘留水會發(fā)生結(jié)冰，進(jìn)而對各轉(zhuǎn)動部件的運動產(chǎn)生障礙。同時，在進(jìn)行下一次除焦時，隨著水馬達(dá)進(jìn)入焦炭塔內(nèi)，水馬達(dá)整體溫度又會回升。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)潤滑脂變質(zhì)失效，使軸承損壞，最終致使水馬達(dá)無法工作。而密封圈的損壞還是導(dǎo)致驅(qū)動水壓的損失，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，且在長期循環(huán)使用過程中攜帶了較多的焦粉顆粒。切焦水的水質(zhì)對水馬達(dá)的長周期運行有很大影響。除焦過程中切焦水壓力高達(dá)30MPa，水馬達(dá)經(jīng)過長期運轉(zhuǎn)，內(nèi)置的驅(qū)動水濾網(wǎng)會因為高壓沖擊沖刷而損壞。隨著濾網(wǎng)的損壞，焦粉顆粒會被攜帶至水馬達(dá)內(nèi)部，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動部件摩擦面的摩擦力增大，花盤導(dǎo)軌面磨損量增大。研磨產(chǎn)生的金屬粉末及焦粉顆?？诨钊撉蚺c花盤導(dǎo)軌接觸面間，導(dǎo)致水馬達(dá)轉(zhuǎn)動卡澀［4］。同時在軸向推動力的作用下引發(fā)活塞組件損壞最終造成水馬達(dá)無法正常工作。另外，進(jìn)入水馬達(dá)內(nèi)部的焦粉長期作用在活塞缸與活塞接觸面上會造成兩者之間配合間隙逐漸增大，從而造成驅(qū)動水量減少，使活塞的推動力減弱造成水馬達(dá)動力下降。

3.3 疲勞影響

水馬達(dá)轉(zhuǎn)動所依靠的導(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，導(dǎo)軌曲面內(nèi)死點就是在這種頻繁的、周期性的強烈境擊損傷的，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)無法工作。

4 預(yù)防措施

通過分析及對照檢修情況，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)行盤車，將內(nèi)部殘水最大程度自排水孔排出，并對切焦水管線通風(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)動部件無卡澀粘連。

4.2 控制水質(zhì)

定期對切焦水進(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)，最大限度過濾冷切焦水中的焦粉。對進(jìn)入冷切焦水池的粉焦及時清除，并定期對切焦水過濾器進(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)動水的潔凈性，可有效減少水馬達(dá)內(nèi)部轉(zhuǎn)動部件的摩擦，由于環(huán)境溫度的變化對其內(nèi)部“O”型密封圈產(chǎn)生的疲勞損壞，應(yīng)定期對水馬達(dá)進(jìn)行維修，更換其內(nèi)部“O”型密封圈。

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

［2］煤炭科學(xué)研究院上海研究所，液壓傳動設(shè)計手冊.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.金屬加工世界，2007（6）.

［4］石油化工裝置設(shè)備腐蝕與防護手冊［M］.中國石化出版社.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。