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管道研究

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一種新型輸油主泵機械密封維修組合工具的開發與應用

來源:《管道保護》2024年第1期 作者:趙志濤 胡秉璽 郭宏武 劉祥利 王春娟 時間:2024-1-23 閱讀:

趙志濤 胡秉璽 郭宏武 劉祥利 王春娟

國家管網集團西南管道蘭州輸油氣分公司

 

摘要:針對長輸管道輸油主泵機械密封維修過程存在的安裝及拆卸困難、易造成泵軸等部件損壞等問題,研制了一種新型長輸管道輸油主泵維修組合工具,該工具既可以用于機械密封安裝推力,也可以用于止推軸承和軸套的取出,可以有效避免設備損壞,提高工作效率。

關鍵詞:輸油主泵;維修;機械密封;軸承 

 

機械密封是一種旋轉機械軸封裝置,具有泄漏量少、使用壽命長、摩擦功率消耗低等優點,廣泛應用于管道輸油泵,是泵可靠性的重要影響因素[1]。機械密封發生故障后需要進行拆卸維修,泵軸有一處由外向內變大的變徑,安裝比較困難,通常采用人工使用銅錘敲打的方式通過該處變徑,容易造成泵軸、密封圈等設備損壞。同時止推軸承與泵軸采取過盈配合的方式,拆卸難度較大,一般采取電吹風機加熱、銅錘敲打的方式取出軸套和止推軸承,費時費力,容易損傷泵軸和軸承或對操作人員造成傷害[2]。新型管道輸油主泵維修組合工具有效解決了上述問題,并獲國家實用新型專利。

1  組合工具結構和原理

管道輸油主泵維修組合工具主要由推頭、拉爪、連接桿、固定架、拉拔桿、推力桿組成。

(1)推頭作為機械密封安裝推力工具,主要由頂伸頭、轉換桿和止推桿組成。頂伸頭呈1/4圓弧狀,內、外徑分別比機械密封傳動環內、外徑大5 mm,能緊緊頂住機械密封傳動環,以便于推動機械密封傳動環。轉換桿主要起連接頂伸頭和止推桿的作用,長度為非驅動端泵軸尾部到機械密封壓蓋長度的1.5倍。止推桿呈圓弧變徑狀,寬度約為轉換桿的一半,其上有兩個M12的螺孔用來與連接桿固定在一起,并且與轉換桿連接處有一止推凸臺,防止拉爪受力時滑脫。頂伸頭在圓心位置與轉換桿頭部焊接在一起,轉換桿與止推桿采用一體化鑄造工藝或者焊接工藝[3]。

(2)拉爪作為止推軸承和軸套的取出工具,主要由爪頭、轉換桿、止推桿組成。爪頭呈內弧凸臺形狀,頭部呈月牙形,防止拉拔時損傷軸承和軸套,能緊緊夾住軸承或軸套,并在受力后將其取出,且能防止軸承或軸套受力過程中滑脫造成人員傷害。爪頭的長度比軸承厚度略大1 cm,轉換桿主要用于連接爪頭和止推桿,長度為非驅動端泵軸尾部到機械密封壓蓋長度的1.5倍。止推桿呈圓弧變徑狀,寬度約為轉換桿的一半,其上有兩個M12的螺孔用來與連接桿固定在一起,并且與轉換桿連接處有一止推凸臺,防止拉爪受力時滑脫。爪頭、轉換桿、止推桿采用一體化鑄造工藝或者焊接工藝。

(3)連接桿將剛性連接變為半剛性連接,能消除應力變形,避免造成軸承和軸套損傷,主要由夾緊桿和鎖口組成。其中,夾緊桿用來固定推頭或拉爪,由兩個U型件組成,與轉換桿凸臺連接處呈弧形以與凸臺無縫連接,其上有兩個M12的螺孔用來與轉換桿固定在一起,長度為非驅動端泵軸尾部到機械密封壓蓋長度的1.5倍,比如30 cm。鎖口呈U型卡槽,槽深1.5 cm,能緊緊卡在固定架的滑軌上且能移動,可根據軸承和軸套的尺寸調節兩個連接桿之間的寬度,其上設有觀察孔,能直接查看連接是否牢固。其優點是連接桿的長度可以加工成不同的尺寸以滿足現場需求,且由于鎖口能自由滑動,可根據現場情況調節兩個連接桿之間的寬度,實現一桿多用,無需配備多種型號的拉拔器以滿足現場需求,既節約成本又省時省力。

(4)固定架呈傘形,主要由滑軌、加固塊、螺栓孔組成,一體鑄造而成,強度高、承載力強;壋书L方形,長度約為軸承外徑的2倍,例如42 cm。加固塊呈圓弧形,用來增強固定架的承載力和強度。螺栓孔為M32的螺母,位于固定架的中間位置,用于固定拉拔桿;壱约奥菟ǹ自O置在加固塊上,螺栓孔的軸線與滑軌的軸線垂直。

(5)拉拔桿從固定架的螺栓孔穿過,為正絲,即使用時為拉力。推力桿從固定架的螺栓孔穿過,為反絲,即使用時為推力。拉拔桿、推力桿兩者均由頂尖、螺桿、操作頭組成,采用一體化鑄造工藝,強度高、承載力強。頂尖呈圓錐形,能緊緊頂在泵軸上,從而使軸承和軸套受力而被拉出。螺桿為M32的螺桿,長度為非驅動端泵軸尾部到機械密封壓蓋長度的1.5倍,比如30 cm。操作頭呈六邊形,可以用扳手進行操作(圖 1)。


1 裝置結構原理及實物

2  組合工具操作方法

(1)助推機械密封的操作程序。用螺栓將推頭和連接桿緊固在一起;將兩個推頭頂在機械密封傳動環上;調整連接桿受力頭在滑軌上的位置,使其寬度與機械密封傳動環匹配,緊緊頂住機械密封傳動環;用螺栓將兩個連接桿鎖口緊固在固定架的滑軌上;將推力桿頂在泵軸上;用扳手順時針操作推力桿的操作頭,均勻而緩慢地將機械密封推到規定位置;作業結束后,取下該裝置。

(2)取出止推軸承和軸套時的操作程序。用螺栓將拉爪和連接桿緊固在一起;將兩個拉爪夾在軸承或軸套上;調整連接桿受力頭在滑軌上的位置,使其寬度與軸承或軸套匹配,緊緊夾住軸承或軸套;用螺栓將兩個連接桿鎖口緊固在固定架的滑軌上;將拉拔桿頂在泵軸上;用扳手順時針操作拉拔桿的操作頭,通過緊固拉拔桿使軸承或軸套被拉出;作業結束后,取下該裝置即可。

(3)操作注意事項。為防止助推機械密封操作過程中推力桿水平移動造成意外事件,可根據實際需要將推力桿固定在固定支架上。固定支架為推力桿提供支撐,使推力桿在固定支架的支撐作用下僅進行轉動,防止推力桿移動,從而實現固定架的移動。為解決該工具操作時需要借助扳手等工具,可在推力桿、拉拔桿操作頭上焊接一個操作桿,實現兩側固定桿的相向或相背運動,進而實現進給。

3  結語

經現場測算,使用該組合工具能將維修作業時間縮短為原來的30%,有效避免泵軸及軸承被刮傷、密封圈損壞、滾珠間隙增大等問題出現,節約維修成本,操作簡單且安全性能高。

 

參考文獻:

[1]古麗,熊明,鄧勇,等.成品油管道輸油泵機械密封失效分析及改進措施[J].潤滑與密封.2018,43(08):153-156.

[2]王鈺,楊斌.泵用機械密封安裝維修及檢修誤區[J].當代化工研究.2022(07):186-188.

[3]趙志濤,胡秉璽,趙潁濤,等.一種管道輸油主泵維修裝置[P].中國實用新型專利.CN218697963U.2023-03-24.


作者簡介:趙志濤,1987年生,本科畢業于東北林業大學,工程師,蘭州輸油氣分公司臨洮作業區經理,主要從事長輸管道安全生產管理工作。聯系方式:18189699971,715557742@qq.com。

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