磁力泵工作原理及在故障处理

磁力泵工作原理及在故障处理

王雅彬

（中石化天津石油化工有限公司  300271）

摘要：从磁力泵结构入手，展开介绍各主要零部件特点，对泵在装置使用中的故障进行深入分析，得出泵操作时的注意事项。

关键词：磁力泵、结构、原理、故障、处理措施

0前言

装置现共有磁力泵8台，从结构上可以分为直连式和非直连式，即电机与泵体直接连接或者通过联轴器连接两种形式。直连式：TP-502C、TP-500A；非直连式：TP-204AB、TP-310AB、TP-206AB。这8台磁力泵都在TA氧化单元，因其在装置整个工艺流程中担任极其重要的角色，一旦出现问题对整个系统都会有很大的影响。因此从结构、工作原理上了解它，才能更好的使用这种类型泵，同时保证装置的长、满、优运转。

1 磁力泵结构（非直连式）

⑴ 磁力泵结构它主要由以下几部分组成：内磁转子、外磁转子、隔离套、滑动轴承、轴套、轴承定位套、叶轮、轴承箱、联轴器等。这里的关键部件就是“磁性联轴器”，即内、外磁转子及隔离套。电动机通过联轴器和外磁转子联在一起，叶轮则与内磁转子联在一起，在内、外磁转子之间设有完全封闭的隔离套，将内外磁完全分隔开，使内磁转子处于被输送介质中。

磁力泵主体结构还是离心泵，在水力上遵循了原离心泵的可靠性。由于结构上只有静密封没有动密封，所以可以在输送液体时实现无泄漏。

⑵各主要零部件结构特点

ⅰ内、外磁转子

它们的材料选用对磁力泵效率和可靠性有重大影响。现装置的磁力泵材料是稀土永磁钕铁硼，其磁能积较高，磁场方向具有很好的各向异性，但使用温度仅为120℃。最大磁能积随使用温度的升高而降低。因此不能输送温度过高的介质，否则永磁体就会退磁，退磁后传动力大大降低，甚至无法再工作。

ⅱ隔离套

装置中的磁力泵主要用于输送酸性介质，所用隔离套材质是非导磁性的钛合金材质。磁力泵中当外磁转子带动内磁转子同步旋转时，在内外磁转子中间会产生一个旋转的磁场。而处在内外磁转子中间的静止部件隔离套，相对这个旋转磁场来说是在做切割磁力线运动，由于隔离套为金属材料，则必然会在隔离套表面产生感生电流，习惯上我们称隔离套表面的这种感生电流为磁涡流。通常，磁涡流损失是以热量的形式表现出来的。一般使泵效率降低3%--10%。另外隔离套的厚度与工作压力和使用温度有关，如果太厚就会增加内、外磁转子的间隙尺寸，从而影响磁传动效率；如果太薄，会影响其强度。所以隔离套一般厚度为1.0-1.5mm。

ⅲ 滑动轴承

磁力泵一般采用石墨轴承，一方面金属与石墨组成的摩擦副，即使是干摩擦，也不至于产生火花，可以保证安全；另一方面，由于用介质自身作润滑，因此，均采用滑动轴承形式。一般在石墨轴承内侧加工出螺旋槽，主要是由于当泵轴旋转时，轴与轴承之间相当于形成了一个单螺杆泵，向轴承内部抽进液体，这样保证了石墨轴承的润滑和冷却。

2 磁力泵工作原理

将n对磁体（n为偶数）按规律排列组装在内、外磁转子上，使磁体部分相互组成完整藕合的磁力系统。当内、外两磁极处于异极相对，此时磁系统的磁能最低；当磁极转动到同极相对，此时磁系统的磁能最大。去掉外力后，由于磁系统的磁极相互排斥，磁力将使磁体恢复到磁能最低的状态。于是磁体产生运动，带动磁转子旋转。

磁力泵主要特点就是利用磁性联轴器传递动力，当电动机带动外磁转子旋转时，磁力线穿过间隙和隔离套，作用于内磁转子上，使泵转子与电动机同步旋转，无机械接触地传递扭矩。

3.磁力泵优、缺点

⑴优点

ⅰ泵轴由动密封变成封闭式静密封，解决了介质泄漏问题。

ⅱ无需独立润滑和冷却水，降低了能耗。

ⅲ维修率相对较低，检修比较方面。

ⅳ性能和离心泵相似，运转平稳，振动小、噪音低。

⑵缺点

ⅰ由于磁涡流损失，使整机效率降低3%~10%。

ⅱ备件较昂贵。

4.磁力泵在装置使用中故障总结及解决措施

⑴TP-500A出现过泵的电流、压力、流量偏低，但运转声音正常且无泄漏。检查入口过滤网无堵塞。单试电机，电流、转向、转速、轴承正常，说明电机没有问题。

通过上面检查以后，判断为磁力泵磁性联轴器退磁了。于是解体磁力泵，可以用铁制的零件来试验磁力的大小，感觉吸引力明显降低。同时还应检查石墨轴承，如果磨损，说明在泵内出现了瞬间的抽空，导致泵内温度迅速升高，内磁转子受热后退磁。最终通过更换内、外磁转子和石墨轴承解决。

⑵TP-502C出现过频繁过载，单试电机，并检查轴向窜量，电流、转速、轴承均正常，说明没有问题。判断为泵体内部零部件问题，解体磁力泵，发现轴承定位套的固定卡磨损，进一步检查发现石墨轴承磨损，说明由于瞬间汽蚀或长时间高负荷运转造成轴承的损坏，从而导致轴承定位套磨损，同时进一步加大了轴向窜量，结果叶轮与泵体摩擦，导致过载。查明原因后，更换了损坏的部件，并注意工艺负荷调整，最终解决了上述问题。

⑶TP-204泵体密封泄漏口漏酸，PTA装置所有磁力泵泵体下部都有泄漏口，在操作时应加强注意。一般泄漏的原因有两点，一、隔离套磨损，这与泵体找正及工况运行是否稳定有关；二、隔离套垫片老化。以上两点最终通过更换隔离套或垫片予以解决。

⑷TP-310也出现过泵体振动大的故障，应该及时解决，因为振动会对轴承、隔离套及内部易损件影响很大。应首先检查膜片联轴器和轴承，并找正，然后试运。如果还不行，则应考虑解体检查。

⑸TP-204电机扇叶老化，直接影响电机散热和轴承温度。随着设备运转周期的延长，电机扇叶应该作为一项重要检查项目。

⑹如果发现电机轴承温度或声音有异常，应进行及时检查，值得注意的是在回装试运时应检查电机转向正常后，再启动泵。

5.操作运行注意事项

⑴打开入口阀后，对泵进行盘车，达到充分排气的目的，使滑动轴承密封腔内保证有液，防止由于缺少润滑而造成滑动轴承的瞬间损坏。

⑵还应检查泵体密封泄漏口，如果有物料漏出，说明泵体内部有没压紧的地方，需要解体检查。如果有润滑油漏出，则说明润滑油添加过多，若漏量不是很大，可以启泵，并注意观察油位。

⑶带轴承箱的(TP-204、TP-310、TP-206）泵，启泵前注意检查润滑油液位。另外应对所有备泵定期盘车检查，防止轴的弯曲变形。

⑷启动泵后，若发现电流、压力偏低，或在全开出口阀后，压力降低，都应停泵，并重新对泵进行盘车和充分排气，再次开泵，并缓慢打开出口阀，（注意：在出口阀关闭的情况下，泵连续运转时间不超过1分钟,防止磁力联轴器过热失效），再次观察泵的状态。如果还不行，考虑解体检修。

⑸停泵后，如泵内介质能够结晶或冻结（如醋酸），应将泵内介质放出。

⑹磁力泵绝对禁止空运转，避免滑动轴承和隔离套烧毁。泵不得逆向持续运转。

⑺磁力泵输送的介质不允许含有铁磁杂质或硬质杂质。磁力泵不允许在小于30%额定流量下工作。

⑻TP-204、TP-310、TP-206泵头处都装有温度计，巡检时应对其进行检查，一般为低于输送介质温度。如温度过高，应选择停泵，对泵体内部做检查处理。

6.结论

综上所述，我们只有真正了解磁力泵的结构、原理，才能更好的操作它。磁力泵的应用可以说解决了“跑、冒、滴、漏”问题，消除了输送介质通过泵密封泄漏的安全隐患，这点是与我们企业的工作环境相适合的，所以只要通过精心的操作和应用就能保证设备的长周期稳定运行，同时也为装置安全稳定生产奠定坚实基础。

参考文献：

《化工过程机械》

《装置设备操作手册》