#1D浆液循环泵故障原因分析

#1D浆液循环泵故障原因分析

一、事故经过

1、第一次损坏

2014年8月8日上午09:39分04秒启动#1D浆液循环泵，启动同时运行人员听见异常声响，发现泵侧联轴器有火花出现，09:40分21秒，就地运行人员联系上位机停运#1D 浆液循环泵，期间共运行77秒。解体检查发现#1D浆液循环泵短节、膜片、销钉发生严重损坏。循环泵半轴节及中间短节均有部分断裂；泵侧与减速机之间的联轴器膜片扭曲变形、撕裂严重；联轴器连接螺栓四套断裂。#1D浆液循环泵损坏前最后一次停运时间是2014年8月8日02:02，通过对运行电流和底坑趋势的曲线分析，#1D浆液循环泵在上一次停运时无异常，停运后排空正常。

第一次膜片损坏情况第一次螺栓切断情况

2、第二次损坏

2015年4月3日12时45分，#1D浆液循环泵运行中电流突然从70A降至19.2A，12时54分，经点检确认后联系运行停运设备。经点检现场确认，短节泵侧8条连接螺栓全部切断，电机侧螺栓8条

连接螺栓4条切断，4条变形；两侧膜片均严重损坏，膜片钢片严重撕裂变形；短节法兰损坏变形。从现场痕迹分析，可确定泵侧8条螺栓首先全部切断，随之短节偏心，在电机的转动下产生离心力最终甩出，短节撞到#1C浆液循环泵风箱后弹到#1浆液循环泵房外。

第二次切断的螺栓第二次撕裂的膜片

二、事故分析

经对最近一次#1D浆液循环泵找正数据比对，并结合最近一次的测振数据及日常缺陷情况，确认#1D浆液循环泵非因振动产生破坏。通过找正数据可知，找正偏差全部在8丝内，满足标准要求的8丝要求。通过对测振数据分析，最大振动为3.3丝，完全满足使用要求。因此对事故的判断为，运行中螺栓突然切断。

图3 #1D浆液循环泵找正数据（2014年10月红鹏电力检修）

#1D 浆液循环泵两侧联轴器均为固定式联轴器，中间用弹性膜片连接，连接紧固件采用强度等级10.9的高强度螺栓，螺栓直径20mm 。对于所采用的高强度螺栓从受力特点来看：高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。

螺栓本身并不应该承受剪切应力，而是通过紧固连片联轴器之间的膜片，靠紧固产生的静摩擦力传动扭矩。因此从螺栓剪切破坏的情况可以确认，膜片本身或者膜片和联轴器之间产生了相对移动，进而导致螺栓承受剪切应力，造成了螺栓切断。

两次事故的不同工况是：第一次螺栓切断是在起动过程中石膏淤塞叶轮，瞬间过载；第二次螺栓切断是在正常运行过程中。

两次事故又有相同的螺栓切断机理，8条螺栓提供的预紧力记作 F i 8i=1,那么，所能提供的扭矩T 记作：

T =f ×r =r ×μ× F i 8i=1 公式1

其中T 为扭矩；

f 为最大静摩擦力；

r 为圆半径，即螺栓中心距离联轴器圆心距离（定值）；

μ为静摩擦系数（定值）；

F i 8i=1为8条螺栓提供的总预紧力。

由于联轴器膜片所提供的总扭矩不足，会造成螺栓切断，从公式1的扭矩计算公式可以看出，能够造成扭矩不足的因素只有8条螺栓的总预紧力。

因此，螺栓提供的总预紧力不足，螺栓直接承受剪切应力，造成切断是故障发生的直接原因。

针对#1D 浆液循环泵运行和检修情况综合分析，该泵所在喷淋层易倒灌浆液，本次检修发现#1D 管路完全淤塞，可推测D 泵上层的喷淋管存在向下层D 泵喷淋管倒浆液的现象，导致浆液进入D 泵出口管，造成浆液淤积，阻塞叶轮。‘

因此，#1D 浆液循环泵在启动过程中将由于叶轮淤塞，需要更大的启动扭矩才能转动叶轮，多次在淤塞情况下启动后，个别螺栓疲劳产生微裂纹，造成总的预紧力 F i 8i=1下降，进而一次性切断全部螺栓。

对于叶轮频繁淤塞的原因，经过2015年4月#1机组停备检修发现，#1D 浆液循环泵喷淋管排空堵塞（图5），导致倒灌浆液沿喷淋主管倒灌进入浆液循环泵泵体，淤塞叶轮。

图5 淤积后的#1D浆液循环泵喷淋主管

三、处理意见

检查喷淋层结构，找出倒灌浆液的上层喷淋支管，避免在#1D 浆液循环泵停运时候运行该层喷淋，防止#1D浆液循环泵停运时倒灌。利用机组大修机会，处理该问题。

运行中在启动#1D浆液循环泵前先行冲洗、排空，避免在叶轮淤塞时候启动，可先联系检修进行盘车。

四、结论

#1D浆液循环泵两次事故的发生，与该层喷淋缺陷有严密关系，喷淋层倒灌造成造成叶轮淤塞，喷淋管倒灌浆液进入泵体是造成该问题的根本原因。多次叶轮带负荷启动后造成螺栓疲劳发生缺陷，进而在总的预紧力不足以满足强度要求时，螺栓瞬间全部切断。

在现有情况下，需运行在设备启动前加强冲洗，时间允许可先联系检修进行盘车后启动。并加强对该泵螺栓的检查频次。

利用机组大修机会，由设备管理部牵头，查找造成喷淋层倒灌的支管位臵，通过喷淋层技术改造，加装出口门或对喷淋管排空进行改造，彻底解决该问题。