鄧丁華，王華利，欒紹剛

（青島百發(fā)海水淡化有限公司，山東 青島 266043）

百發(fā)海水淡化廠是一家使用雙膜法生產(chǎn)的海水淡化廠，反滲透膜組壓力需要維持在穩(wěn)定范圍內(nèi)，不允許有較大壓力波動(dòng)。該廠用的高壓泵使用雙吸兩級(jí)離心泵，材質(zhì)選擇SAF2507，電源用10kV供電，軸功率達(dá)到4200kW。該泵的轉(zhuǎn)子調(diào)整中心是指調(diào)整葉輪軸瓦耐磨層和軸間隙、兩級(jí)葉輪與殼體間隙以及其導(dǎo)流腔的密封環(huán)與殼體間隙以及殼體與轉(zhuǎn)子之間中心線間隙。該泵維修難點(diǎn)在于轉(zhuǎn)子中心的調(diào)整，如嚴(yán)苛的配合調(diào)整間隙、較薄的耐磨涂層、在長(zhǎng)軸上標(biāo)定測(cè)量近12個(gè)點(diǎn)（兩側(cè)軸瓦、兩側(cè)機(jī)封環(huán)、兩級(jí)葉輪，每處測(cè)3個(gè)位置）的位置精度。該泵要求長(zhǎng)時(shí)間滿載運(yùn)行，因此對(duì)泵的同心、對(duì)中、軸承結(jié)合面間隙等維修精度要求極高，該廠維修團(tuán)隊(duì)依據(jù)多年維修經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套適合高精度水泵因轉(zhuǎn)子中心不良而引發(fā)的故障維修方案。

該泵運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)生過(guò)數(shù)次因軸串動(dòng)中心、軸瓦磨損過(guò)快導(dǎo)致的故障，該廠維修團(tuán)隊(duì)實(shí)施的維修方案，針對(duì)此類高精度需要轉(zhuǎn)子中心調(diào)整的泵類、旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)軸均可應(yīng)用，解決了在非返廠條件下維修高精度水泵轉(zhuǎn)子中心不同心的問(wèn)題。其核心是通過(guò)測(cè)量找到殼體、轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)電機(jī)各部位的中心軸線并分析確定其是否是主要故障因素，以下將分步驟對(duì)檢修過(guò)程進(jìn)行總結(jié)說(shuō)明。

1 驅(qū)動(dòng)工況檢查

首先需要確定電機(jī)運(yùn)行工況，該項(xiàng)檢查很有必要，其平衡可靠是此類水泵平穩(wěn)運(yùn)行的前提。檢查時(shí)需要核對(duì)出廠參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)的差值等，以及在此基礎(chǔ)上的調(diào)整，在此不詳述，只列舉兩項(xiàng)對(duì)轉(zhuǎn)子中心調(diào)整有關(guān)的檢查：（1）電機(jī)空載不平衡度，體現(xiàn)在電機(jī)在空載狀態(tài)下的軸承側(cè)、地腳螺栓處的振動(dòng)頻率值應(yīng)小于1.0mm/s,超標(biāo)的應(yīng)通過(guò)維修、增加潤(rùn)滑等方式消除，空載時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的地腳螺栓的墊片可以把鋼墊片更換為橡膠墊片，并減小螺栓緊固力矩，試圖降低驅(qū)動(dòng)電機(jī)與機(jī)座結(jié)構(gòu)的剛度以降低電機(jī)結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)頻率。（2）電機(jī)在空載停機(jī)后軸串動(dòng)中心點(diǎn)與設(shè)計(jì)中心點(diǎn)的位移，需找到電機(jī)出廠時(shí)的軸串動(dòng)中心點(diǎn)，標(biāo)記該點(diǎn)位置以便作為轉(zhuǎn)子調(diào)整推力軸承的基準(zhǔn)點(diǎn)（該廠一次測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)軸向竄動(dòng)量為273mm超過(guò)正常值250±0.5mm）。以上兩項(xiàng)檢查應(yīng)依據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)廠的推薦參數(shù)進(jìn)行，該廠檢修標(biāo)準(zhǔn)是比參數(shù)范圍收窄20%。

2 外部工況檢查

在對(duì)驅(qū)動(dòng)部分完成檢查并記錄后，進(jìn)行轉(zhuǎn)子外圍工況檢查。該項(xiàng)檢查是在轉(zhuǎn)子拆卸前對(duì)影響其平衡的外因分析，以確定拆解整個(gè)轉(zhuǎn)子總成是否必要（如到此可找出故障點(diǎn)，則無(wú)需后續(xù)拆修）。（1）檢查泵殼外表面，包括各定位螺栓、受力螺栓是否起作用，受力螺栓的扭距檢查依據(jù)為生產(chǎn)廠推薦扭矩的±1%（如該廠4500Nm，檢查螺栓時(shí)單個(gè)螺栓標(biāo)準(zhǔn)4455～4545Nm之間）；底座螺栓緊固力是否有效，要求其基礎(chǔ)無(wú)松動(dòng)、二次灌漿無(wú)松渣；各處密封、軸承壓蓋螺栓的扭矩值均勻施加，且符合規(guī)范要求，該廠還要求各壓蓋相鄰螺栓初扭、終扭時(shí)扭矩值均不應(yīng)超過(guò)10Nm。在檢查螺栓扭矩值時(shí)，可依照“扭矩-轉(zhuǎn)角法”操作，即在擰緊達(dá)到規(guī)定的“貼合扭矩”后，再?gòu)?fù)擰，此處“貼合扭矩”控制方式一般取終扭的20%～30%。（2）檢查與泵連接的管道接口法蘭是否使用殼體承受額外的附加應(yīng)力（設(shè)備廠要求無(wú)應(yīng)力安裝，但管道焊接中不可避免的會(huì)因溫度變化而偏斜），檢查時(shí)松開(kāi)該法蘭所有螺栓，對(duì)比緊固時(shí)的兩法蘭面平行度得出一個(gè)差，公稱直徑＞DN600,B-C值≤0.5mm（如圖1），且在緊固法蘭時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)方式或依照螺栓扭矩終擰值的50%、80%、100%分階段、依次緊固。另外，在監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的法蘭與管道的振動(dòng)值時(shí)得出結(jié)論，水流沖擊管路產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)子平衡造成的影響微乎其微。

圖1 法蘭不平行度圖示

3 轉(zhuǎn)子總成配合間隙檢查

完成對(duì)驅(qū)動(dòng)部及轉(zhuǎn)子外圍工況檢查并形成記錄后隨即對(duì)轉(zhuǎn)子總成拆蓋檢查。

（1）打開(kāi)泵蓋后，要先對(duì)轉(zhuǎn)子整體進(jìn)行一次跳動(dòng)值測(cè)量，以兩軸瓦為支撐點(diǎn)，測(cè)量初級(jí)葉輪、次級(jí)葉輪、對(duì)應(yīng)密封環(huán)、兩軸端的跳動(dòng)值是較通用的做法。除此之外，該廠以軸在軸瓦腔內(nèi)為支點(diǎn)，測(cè)機(jī)械密封端面、兩級(jí)葉輪端面、NDE側(cè)推力軸承端面的偏差值，找出不平衡點(diǎn)，并校正到標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)（此項(xiàng)測(cè)量是對(duì)轉(zhuǎn)子整體動(dòng)平衡的檢測(cè)，如不符合要求，需要在動(dòng)平衡機(jī)上調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)校正條件）。該項(xiàng)檢查目的可得出結(jié)論：是否因轉(zhuǎn)子軸、葉輪、推力瓦安裝精度差造成的轉(zhuǎn)子故障（軸跳動(dòng)調(diào)整前后對(duì)比如圖2所示）。

圖2

（2）對(duì)兩側(cè)軸承箱進(jìn)行檢查。首先對(duì)軸承箱底殘?jiān)M(jìn)行分析，通過(guò)目測(cè)分析、對(duì)比部件表面磨損狀態(tài)即能確定是否更換軸瓦、甩油環(huán)、軸套等部件。后可測(cè)量?jī)奢S瓦結(jié)合面的間隙是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，該泵軸瓦與軸、軸瓦與軸承座間隙標(biāo)準(zhǔn)間隙均不大于0.03mm，用壓鉛絲的方法測(cè)量（先在接合面橫向放入兩根0.5mm鉛絲，再將兩軸瓦、或軸瓦與軸承座閉合緊固，拆下后可用千分尺測(cè)量鉛絲的厚度）。新軸瓦在合蓋前用高速潤(rùn)滑脂涂抹表面。此項(xiàng)檢查可將軸承磨損情況摸清，可理清因軸瓦問(wèn)題造成的衍生故障。

（3）測(cè)量?jī)蓚?cè)軸瓦、兩側(cè)機(jī)封環(huán)、兩級(jí)葉輪與殼體座孔的間隙，每處測(cè)點(diǎn)3個(gè)（180度同一平面內(nèi)均勻取點(diǎn)），該泵轉(zhuǎn)子要求測(cè)得間隙值兩兩相差不得大于0.03mm，即要保證轉(zhuǎn)子總成與殼體的座孔在同一中心位置上。在測(cè)量軸瓦側(cè)間隙時(shí)采用塞尺。解決兩部件不在中心點(diǎn)上有諸多方案，如加工軸套、打磨原軸套凹凸面以及在殼體孔座相應(yīng)位置設(shè)置墊片。而測(cè)量?jī)蓚?cè)機(jī)封槽處的間隙時(shí)需要用到內(nèi)環(huán)千分尺，一側(cè)鎖定在軸上，通過(guò)軸旋轉(zhuǎn)至3個(gè)點(diǎn)（半周內(nèi)均勻取點(diǎn)），測(cè)得每個(gè)點(diǎn)的讀數(shù)，兩兩相差在0.03mm為合格，超標(biāo)時(shí)要調(diào)軸套與殼體間隙。該位置中心位置數(shù)據(jù)應(yīng)在泵出廠時(shí)取得，以作為標(biāo)準(zhǔn)值。兩側(cè)機(jī)封槽三點(diǎn)間隙均向一個(gè)方向偏斜（如兩測(cè)點(diǎn)都是0.50，0，0）可不調(diào)整，從中心對(duì)中調(diào)整上使電機(jī)側(cè)向數(shù)值小的一邊即可；如其間隙向不同方向偏斜（如一測(cè)點(diǎn)是0.50，0，0，另一測(cè)點(diǎn)是0，0，0.50），從根本上解決要對(duì)泵殼體上的孔座重新車加工（應(yīng)返廠維修）。在測(cè)量?jī)杉?jí)葉輪與殼體間隙時(shí)不做控制數(shù)據(jù)，因該處的殼體內(nèi)壁一般不光滑，測(cè)量準(zhǔn)確性較差，但可與兩側(cè)機(jī)封槽三點(diǎn)間隙對(duì)比是否一致，來(lái)間接判斷其準(zhǔn)確性。經(jīng)此項(xiàng)的檢測(cè)，可找出轉(zhuǎn)子與泵殼殼體孔座不同心的問(wèn)題，如圖3。

圖3 經(jīng)調(diào)整后的兩機(jī)封環(huán)處軸與殼體間隙

（4）如前檢查且調(diào)整完畢并形成記錄后可回裝轉(zhuǎn)子，應(yīng)當(dāng)依據(jù)此前確定的電機(jī)軸串動(dòng)中心點(diǎn)調(diào)整推力軸承的的中心點(diǎn)及間隙（如圖2），該數(shù)據(jù)需依據(jù)設(shè)備廠推薦數(shù)據(jù)調(diào)整。該泵推力軸承左右間隙為±5mm，限制軸向串動(dòng)的位移要小于電機(jī)側(cè)的允許位移（如圖4中B值＜A值）。調(diào)整推力軸承的推力盤與推力瓦可通過(guò)如下方法：①使用調(diào)整墊片來(lái)使推力盤與推力瓦塊間隙符合要求；②將上半部和下半工作瓦、非工作瓦取出，分別測(cè)出推力盤至內(nèi)殼沿軸向的距離（差值＜0.02mm）；③消除間距差后，重新安裝上、下半部工作瓦及其他附件，并通過(guò)調(diào)整偏心銷、推力瓦上外殼貓爪下的墊片厚度，使推力瓦與推力盤保持相對(duì)平行。

圖4 軸串動(dòng)范圍調(diào)整圖示

4 總對(duì)中度調(diào)整

完成對(duì)轉(zhuǎn)子總成的檢查調(diào)整后，可對(duì)轉(zhuǎn)子和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的對(duì)中調(diào)整，調(diào)整值除以設(shè)備廠推薦值執(zhí)行外，還可以參考現(xiàn)場(chǎng)條件，適時(shí)增加或降低電機(jī)側(cè)高度（該廠電機(jī)側(cè)運(yùn)行時(shí)溫度較泵側(cè)高30度左右，所以調(diào)整電機(jī)對(duì)中時(shí)調(diào)低0.02～0.03mm），對(duì)中方式很多，有百分表、激光對(duì)中儀表、準(zhǔn)直儀等，該廠使用百分表對(duì)轉(zhuǎn)子和電子進(jìn)行粗對(duì)中后使用激光對(duì)中儀進(jìn)行精找正，精確度控制較好。綜上所述，通過(guò)該檢測(cè)與調(diào)整方案可解決高精度轉(zhuǎn)子在復(fù)雜工況條件下產(chǎn)生的諸多疑難故障，使高精度轉(zhuǎn)子在非返廠條件下整體檢測(cè)調(diào)整成為可行；以較低的成本解決此類水泵轉(zhuǎn)子故障（降低80%的返廠維修費(fèi)用和50%中間運(yùn)輸時(shí)間）；其形成的報(bào)告可作為返廠大修的測(cè)繪依據(jù)。