前(qián)言(yán)

可靠(kào)性是在(zài)石油(yóu)和天然氣應(yīng)用中(zhōng)運行的（軸(zhóu)承）兩端支(zhī)撐式高能(néng)離心(xīn)泵的基本(běn)要求。為了優(yōu)化(huà)泵送系統，可以(yǐ)在計劃的維護(hù)間隔期間進行(háng)設計(jì)改進和材(cái)料升(shēng)級，以(yǐ)z小(xiǎo)的努力(lì)延(yán)長故障(zhàng)間隔(gé)時(shí)間（mtbf）。在老(lǎo)舊的(de)泵中，軸承組(zǔ)件是使泵現(xiàn)代化到當前api标(biāo)準并降低(dī)運行成本的(de)關鍵。

泵(bèng)故障和由此産(chǎn)生的計劃外停(tíng)機可能會導緻維護成(chéng)本升高(gāo)，并因生産減少而損(sǔn)失收入。在(zài)許多(duō)情況下，這個問題的根本(běn)原因隐藏(cáng)在軸承箱(xiāng)的設(shè)計中(zhōng)。為了解決這個(gè)問題(tí)，軸承組件(jiàn)改造在碳(tàn)氫化(huà)合物加工(gōng)行業(yè)中越來越(yuè)普遍(biàn)。這些改造消除(chú)了(le)過時設計的(de)已知(zhī)故障(zhàng)模式(shì)，并可以滿(mǎn)足當(dāng)前api标準，從而顯(xiǎn)著改善(shàn)mtbf。

api 610第11版改(gǎi)造

離心泵(bèng)軸承(chéng)組件的改(gǎi)造(zào)，首(shǒu)先想到的(de)是懸(xuán)臂泵(bèng)（oh1、oh2），由(yóu)于成本(běn)相對較(jiào)低且易(yì)于實(shí)施，這(zhè)種泵很常見。然(rán)而，這(zhè)些相同的原理(lǐ)也可(kě)以(yǐ)應(yīng)用于(yú)軸承兩端支撐(chēng)式離心泵(bèng)上，并(bìng)獲得許多相同(tóng)的好(hǎo)處。

通常，在api 610第7版（~1989年）之前制造的泵具有過(guò)時的軸(zhóu)承樣式(shì)、較差(chà)的冷卻能(néng)力、不足(zú)的(de)潤滑(huá)方法和鑄鐵結(jié)構，使(shǐ)其(qí)成(chéng)為很(hěn)好的(de)改造候選(xuǎn)者。通過這(zhè)些升級，操作員可以(yǐ)利用(yòng)這樣一個事實，即泵殼、噴(pēn)嘴(zuǐ)位置和支腳(jiǎo)位置(zhì)将保持(chí)不(bú)變，同(tóng)時将泵現(xiàn)代化為z可靠和(hé)z新的api設計。

這種(zhǒng)主動維護方法(fǎ)消除了已(yǐ)知的故障模式，從而(ér)大大降低了故障和(hé)計劃(huà)外停(tíng)機的風(fēng)險。作為(wéi)改造過程的(de)一(yī)部分，軸承(chéng)箱和(hé)所有相關部件(jiàn)都更(gèng)換(huàn)為api 610第11版(bǎn)軸承組件。

當與(yǔ)oem合作時，這些設(shè)計的(de)軸承箱和内部組件(jiàn)通常與新設(shè)備上提(tí)供(gòng)的相同(tóng)。

升級(jí)設計(jì)

采(cǎi)用更好(hǎo)的技術(shù)對(duì)新的設備标(biāo)準進行(háng)了實(shí)驗室(shì)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，确保當(dāng)前組件的(de)使用壽命(mìng)z長。此外，與(yǔ)當前(qián)設計的泵(bèng)具有(yǒu)互換性和(hé)通(tōng)用性，可以減少庫(kù)存(cún)零件，從(cóng)而減少(shǎo)整體庫存。庫存費用的(de)減少(shǎo)和使用壽命的延長使這(zhè)些改造成為較舊泵的一種成本效益選擇。

更換軸承組件時(shí)，應采用複(fú)雜、精(jīng)細的流程，因為改造過程(chéng)需要(yào)考慮(lǜ)推(tuī)力大小(xiǎo)、負載、油路(lù)接口和轉子(zǐ)動(dòng)态穩(wěn)定性。在升級過(guò)程中，新的軸承(chéng)箱鑄件和新的泵軸構成了長(zhǎng)交貨期選項。與(yǔ)泵專家合(hé)作(zuò)時(shí)，通常可以在泵(bèng)達到維修期限之前進行(háng)升級，從而(ér)減(jiǎn)少(shǎo)泵的(de)總停機時(shí)間。

冷卻的(de)改進

現代(dài)軸承組(zǔ)件的一大優(yōu)勢(shì)是新箱(xiāng)體(tǐ)的先進(jìn)冷卻(què)能力(lì)。設計中(zhōng)帶(dài)入了(le)先進的空氣冷(lěng)卻功能，如箱體(tǐ)的全翅片(piàn)幾何形狀、用于(yú)增加穿(chuān)過(guò)箱體(tǐ)的氣(qì)流的較大(dà)外置風扇和用(yòng)于與(yǔ)周圍大氣(qì)交換熱(rè)量(liàng)的内(nèi)側風扇。這些特(tè)性降低(dī)了軸承(chéng)箱的溫(wēn)度，延長(zhǎng)了軸(zhóu)承的使用(yòng)壽(shòu)命(mìng)。

除了(le)先進(jìn)的空氣冷(lěng)卻，新(xīn)組件通常使用(yòng)更大的油池，以更有(yǒu)效地消除(chú)軸承的熱量。憑(píng)借更合理的供(gòng)油方式和(hé)現代(dài)非金(jīn)屬(shǔ)油環的應用，油(yóu)可(kě)以有(yǒu)效潤滑軸承，同(tóng)時帶走熱(rè)量，從而實現更(gèng)低溫度的(de)運行。

此外，新的箱體設計(jì)考慮了油(yóu)霧潤(rùn)滑系統，并(bìng)兼顧純油霧(wù)和(hé)吹洗油霧系(xì)統的規(guī)定，以适應各種(zhǒng)應用(yòng)。這樣可以(yǐ)更有(yǒu)效地将油(yóu)霧分布到軸承上，以盡(jìn)可(kě)能延長軸(zhóu)承壽命。

随(suí)着冷卻能力的(de)提高，新軸承組(zǔ)件通(tōng)常(cháng)不(bú)需要(yào)冷卻水進(jìn)入箱(xiāng)體。這(zhè)消除了通常鑄造到舊軸(zhóu)承箱上(shàng)有問題的冷(lěng)卻水夾套(tào)，并消除了(le)常見(jiàn)的故(gù)障模(mó)式、維(wéi)護活(huó)動和相關(guān)的公用事業成(chéng)本。

圖1：鑄鐵法蘭(lán)的釺(qiān)焊修複

碳(tàn)鋼軸(zhóu)承箱

由于(yú)其具有競争力(lì)的價(jià)格，鑄鐵是(shì)石油和天(tiān)然氣(qì)應用中較舊泵(bèng)的常(cháng)見(jiàn)軸承箱(xiāng)材料(liào)。然而，這種材料有其缺點(diǎn)，不符合當(dāng)前的(de)api标準(zhǔn)。api 610第6版開始(shǐ)要求(qiú)易(yì)燃或有(yǒu)毒(dú)環境中的軸(zhóu)承箱(xiāng)為(wéi)鋼(gāng)結構(gòu)；第11版(bǎn)将鋼(gāng)結構(gòu)要求擴展到除(chú)i-1和i-2材(cái)料分類之(zhī)外(wài)的所(suǒ)有服務(wù)。

鑄鐵(tiě)軸承箱(xiāng)不(bú)可焊接修複，可(kě)能導(dǎo)緻(zhì)維護成(chéng)本增(zēng)加。需要維修的區域通常(cháng)必須釺焊，但這并不(bú)總能(néng)帶來(lái)高質量(liàng)的(de)維修。過大(dà)的(de)軸承孔(kǒng)配合通(tōng)常(cháng)采用(yòng)增加套筒或噴(pēn)塗來修複(fú)，這需(xū)要額外的(de)時間(jiān)和費用(yòng)。此(cǐ)外，經過多次重複修(xiū)複後，軸承(chéng)箱(xiāng)法(fǎ)蘭用于鑽新定(dìng)位銷的面積減少，零(líng)件(jiàn)的完整(zhěng)性通(tōng)常會(huì)降低(dī)。

軸承組件改造使用符合api 610第11版的新(xīn)型碳鋼軸(zhóu)承箱。這意味着可以對箱體進(jìn)行焊接修(xiū)複，并将其(qí)機加工回(huí)原始(shǐ)oem規格，從而(ér)提供(gòng)與新産品(pǐn)一樣的替代品。減少的維(wéi)修成(chéng)本可以在(zài)幾次重複修(xiū)複中收回z初的改造成(chéng)本。一些oem泵(bèng)供應(yīng)商備有這些升級後的組件，因此可以(yǐ)在(zài)計劃外停機期間進(jìn)行升級。

狀态監測技術

自從(cóng)早(zǎo)期制造的許多api泵以(yǐ)來，監測儀(yí)器儀(yí)表已經取得了長(zhǎng)足(zú)的進(jìn)步。特别(bié)是(shì)随着(zhe)數字(zì)化及(jí)人工(gōng)智能的快速發展和(hé)普及，新的(de)無線監測傳感(gǎn)器應(yīng)運(yùn)而生，而這些傳統(tǒng)設計(jì)在安裝現(xiàn)代傳(chuán)感器時通常是(shì)一個挑戰(zhàn)。

軸承(chéng)組件(jiàn)的改造包(bāo)括用于安裝徑(jìng)向和推(tuī)力(lì)軸承(chéng)振動(dòng)探頭的凸(tū)台，以提高(gāo)資産(chǎn)監控(kòng)能力。軸向(xiàng)探頭和鍵(jiàn)相器是配(pèi)備(bèi)先進分(fèn)析系統的泵的标準(zhǔn)配置(zhì)。

圖2：維(wéi)修後嵌有套(tào)筒(tǒng)的箱(xiāng)體孔

用于測量球(qiú)軸承表(biǎo)面溫(wēn)度的(de)新型(xíng)軸(zhóu)承金屬電阻溫度檢(jiǎn)測（rtd），可以(yǐ)接近軸承外圈3 mm，從而可(kě)以更好(hǎo)地确定實際軸(zhóu)承(chéng)溫度。可以在(zài)油池中(zhōng)安裝(zhuāng)rtd以(yǐ)确定(dìng)油(yóu)溫。總之(zhī)，這些rtd有(yǒu)助(zhù)于确(què)定預(yù)防性維護(hù)間隔，并提供關(guān)于機械健康狀(zhuàng)況的見解。

升級軸承(chéng)箱密(mì)封

防(fáng)止污染物進入(rù)泵(bèng)軸(zhóu)承對延長(zhǎng)其使用壽命至(zhì)關重要。較舊的(de)泵型(xíng)号(hào)在唇形(xíng)密封或導流闆(pǎn)設(shè)計(jì)上是标準(zhǔn)化的(de)。軸(zhóu)承組件(jiàn)改造(zào)包括符合(hé)api 610第11版要(yào)求的現(xiàn)代軸承隔離器(qì)。這些(xiē)隔(gé)離(lí)器消(xiāo)除了漏油，同時(shí)防止污(wū)垢和水(shuǐ)分進入(rù)軸承箱(xiāng)。

軸承設計

改造(zào)項目(mù)為分析泵(bèng)的需求和解(jiě)決(jué)性能中反複出現的(de)問(wèn)題提供(gòng)了機(jī)會。在改造(zào)過(guò)程中(zhōng)，考慮了(le)泵的(de)所有部件。通常，可以(yǐ)通過(guò)縮短(duǎn)軸承跨距(jù)和增(zēng)加機械密(mì)封面及軸承處(chù)的軸直(zhí)徑來(lái)提高轉子動态剛度。這(zhè)些(xiē)改進為(wéi)提高機(jī)械(xiè)密封壽命和(hé)減少整(zhěng)體振動提供了機會。

較舊的1.0的(de)徑向(xiàng)滑動軸承(chéng)的長(zhǎng)徑比（軸承(chéng)長度(dù)/軸承直徑(jìng)，即l/d）更(gèng)新為新的(de)0.75的長徑比，以進(jìn)一步(bù)增加轉子(zǐ)阻尼。雙列推力軸(zhóu)承布置(zhì)升級(jí)為成(chéng)對安裝（兩個單(dān)列(liè)）背靠背(bèi)布置、40度角接觸(chù)球軸(zhóu)承（7000系列）。同時，将(jiāng)原(yuán)塑料保(bǎo)持架升級為(wéi)黃(huáng)銅（金屬）保持架(jià)，以延長(zhǎng)軸(zhóu)承的(de)使用壽(shòu)命。

高溫應用可以考慮(lǜ)采用整圈法蘭連接(jiē)的軸承架(jià)，以增加其(qí)剛性(xìng)、并減(jiǎn)少殼體的(de)熱(rè)傳導。總之，這(zhè)些改(gǎi)造/改進有可能對(duì)泵的可(kě)靠性(xìng)和(hé)性能産(chǎn)生重大的影響(xiǎng)。在(zài)石(shí)油(yóu)和天然(rán)氣行業，泵的(de)運(yùn)行參數在(zài)其使(shǐ)用期(qī)間可(kě)能會(huì)發生(shēng)變化，改造項目(mù)提供了評估其它改進(jìn)的機會(huì)。由于(yú)優化(huà)了設(shè)計，提高了(le)可靠性，這(zhè)些将(jiāng)有(yǒu)助于降低運(yùn)行成本。

（來(lái)源：機泵與軸承(chéng)）