摘要：本文从多级卧式离心泵机械密封的基本情况和密封结构出发，对多级卧式离心泵机械密封安装孔的腐蚀现象进行阐述，从安装孔维修工艺评估、方案选择以及工艺优化 3 个方面深入分析多级卧式离心泵机械密封安装孔维修，旨在改善安装孔的耐腐蚀性，实现泵的长久稳定运作。

　　关键词：离心泵;机械密封;安装孔

　　多级卧式离心泵的高低压密封通常采用机械密封型式方法，同其他内装式机械密封方法类似，机械密封都是由摩擦副、缓冲补偿机构以及辅助密封圈组成。

　　1 多级卧式离心泵机械密封概述

　　1.1 基本情况

　　多级卧式离心泵基于物理学中的离心力原理，通过叶轮叶片的转动，将水转动并甩出，进而有效实现目的。通常而言，离心泵在使用性能上又可以划分为工业用泵和民用用泵，经常应用于冶金行业、化工行业以及纺织行业等。多级卧式离心泵具有运行平稳、维修简易方便的特征。纵观人类石油开发史，海上石油开采可以被看作是陆地石油开发的另一种延续。海上原油主要就是通过采油泵获取原油到生产平台，再将其通过原油分离器处理、原油外输泵加压、输送到浮式储油轮处理，完成整个原油开采过程。

　　1.2 密封结构

　　多级卧式离心泵机械密封通常由垫片、压盖、静环密封圈、静环、动环、动环密封圈、推环、弹簧元件以及传动座组成。以弹簧作为主要元件构成的则是缓冲补偿机构，以静环密封圈以及动环密封圈为主要元件构成的则是辅助密封圈，顾名思义，辅助密封圈的主要作用就是进行辅助密封，通常根据截面可以将其划分为楔形环以及O形圈等。而动环密封圈则可以有效防止介质因为动环轴的作用而发生泄漏。通过安装离心泵机械密封，可以有效发挥密封作用，避免泄漏介质。

　　2 多级卧式离心泵机械密封安装孔腐蚀研究

　　2.1 材料

　　多级卧式离心泵机械密封主体材料为 SS316，SS316不锈钢是典型的含钼不锈钢种，SS316 不锈钢的性能优于SS310 和 SS304 不锈钢，具有较强的耐腐蚀性，材料组成方面，碳占比高。离心泵泵壳材质通常采用铸铁泵填料密封。由于泵外部压力很高，所以应该有效避免在泵进口处出现汽蚀的现象，对于过流部件可以通过应用具备耐腐蚀性和抗电化学腐蚀的物质材料，避免因为外界温度温度变化影响材料，导致变形。而多级卧式离心泵的泵壳材料是 SA216WCB钢，它的特点是强度较高，铸造性较强，但与此同时，很容易遭到腐蚀，特别是当原油中含水量很大或者含盐量很高的时候，泵壳材料表面极易被腐蚀。因为分离装置处理能力有限，同时每次处理产量容量有限，导致通过泵壳材料运送的原油中的水分含量难以实现有效的减少。因此，通过改善泵壳机械密封装孔表面耐腐蚀性能，能够有效延长机械运作时长，提高机械密封寿命。

　　2.2 表面粗糙程度

　　离心泵零件在运作过程中，长期处于潮湿空气中，很容易滋生各种腐蚀性化学物质，因此多级卧式离心泵机械密封安装孔的表面很容易被腐蚀。除了化学腐蚀之外，常见的还有电化学腐蚀。电化学腐蚀通常是指金属和电解质通过相互作用，可以构成腐蚀原电池，在其表面产生小鼓包。日常生活中典型的电化学腐蚀诸如氧气作为电解质，和金属铁相互作用构成腐蚀原电池。由于金属铁的电极电位比氧低，所以氧作为正极，金属铁作为负极，被腐蚀。这种腐蚀是因为在金属表面会由于电解质的相互作用吸附水膜，水膜中含有少量的氢离子和氢氧根离子，共同构成电解质溶液，使得作为负极的金属被氧化失去电子，遭到腐蚀。在电化学腐蚀作用下，会受到安装孔表面粗糙度的影响。通常而言，如果安装孔表面粗糙，腐蚀程度则会更加严重。常用的防腐方法有覆盖层保护、电化学保护以及缓蚀剂保护等。

　　3 多级卧式离心泵机械密封安装孔维修方案分析

　　3.1 安装孔维修工艺评估

　　多级卧式离心泵在进行初期维修的过程中往往是通过原生产厂家进行的，其主要操作流程是对泵壳机械密封安装孔表面存在的腐蚀与缺陷进行检测，并进行同等材质的焊补以及相应的普通镗孔处理。由于焊补所使用的材料与原有安装孔一致，加上焊补过程中一直处于高温阶段，因此在维修以后的安装孔耐腐蚀性能会得到的明显的下降;而在焊补后进行普通镗孔处理会显著提升安装孔表面的粗糙程度，对其耐腐蚀性能也将会产生不利影响;另外，反复对安装孔进行焊补也会降低其整体力学性能，导致使用寿命的缩短。结合实际的维修情况来看，相较于之间的使用，机械密封更换量显著增加，泵的正常运行时间也得到明显缩短，因此，企业必须对多级卧式离心泵安装孔的维修工艺进行优化与改进。

　　3.2 维修方案的分析与选择

　　(1)安装可互换锥套。为了进一步提升多级卧式离心泵泵壳机械密封安装孔表面的抗腐蚀能力，可以在安装孔加工的时候将其加工为锥状，并配备相应的锥套。安装可替换的锥套可以有效应对安装孔表面的腐蚀问题，当锥套受腐蚀比较严重的时候可以直接更换锥套。但是在应用该方法的过程中也存在一定问题，加工安装孔为锥孔的时候会受到泵壳贯穿螺栓孔具体位置的制约，会对锥套的厚度提出一定要求，进而将会导致锥套的厚度难以满足安装孔的运行强度要求。

　　(2)电镀硬铬。电镀硬铬也是当前常见的一种安装孔密封方案，该方案的实施主要考虑到电镀层具有操作成熟、吸附力强的特点，而铬也具备着很高的耐腐蚀性能与机械强度，因此在安装孔表面实施电镀硬铬方案具有一定的可行性。

　　该方案在实施的过程中，为满足电镀要求需要先将密封安装孔加大 0.5mm，并在电镀完成之后留出 0.5mm 的机加工余量，再将其加工的标准的尺寸。在实际操作的过程中可以看出电镀硬铬也存在着较大的改良空间：一方面，对两个安装孔进行电镀处理至少需要两周时间，因此使用电镀硬铬工艺的工程周期较长;另一方面，电镀液的排放会造成环境污染，而再对其进行环保处理将会显著提升其工艺成本，因此虽然电镀硬铬方案可以提升安装孔的孔耐腐蚀性能与密封效果，但额外的限制条件使其难以在安装孔加工中得到大规模应用。

　　(3)烧焊 Inconel625。结合资料分析与技术借鉴，可以在在安装孔表面采用烧焊 Inconel625 的方案，该方案的主要优势有：Inconel625 属于镍铬钼合金，因此具有较好的耐腐蚀性能;该方案的实施严格符合美国焊接协会 AWS 5.14规范当中的具体规定;而且烧焊 Inconel625 可以直接在大修车间内完成，不仅显著节省了维修时间与维修费用，还起到了生态环保的作用。

　　结合上述的三种方案可以得出，烧焊 Inconel625 是其中理想的修理方案，在实际实施的过程中，需要在多级卧式离心泵经过一定运行周期以后对安装孔进行检查，如果表面没有腐蚀痕迹则不需要再进行修理，进而有效缩短了维修周期，间接提升了经济效益。

　　3.3 安装孔加工工艺优化

　　(1)应用特点与技术参数分析。卧式多级离心泵在运行过程中沿轴线水平剖分，上泵与下泵壳之间通过纤维垫片完成密封操作，而轴承则对轴系和泵体孔位进行定位。与此同时，所有的孔位都需要在密封完成后在在镗床上进行加工，保证可以将其尺寸精度与表面粗糙度控制在 IT7 级、Ra3.2以内。同时可以选择 T611B 型卧式镗床进行加工，进而有效满足密封孔技术参数的实际要求。

　　(2)密封孔普通镗削技术问题。将卧式多级离心泵固定在镗床工作台上以后，在使用镗刀对密封孔进行粗加工的时候会出现细小的崩边现象，这主要是因为壳体材料较硬而垫片材料较软，镗刀在不同硬度之间过渡的时候对产生切削力的变化冲击，进而产生相应的崩边问题，对后续密封和安装过程都会产生一定程度上的不利影响。

　　(3)工艺及成果分析。将泵壳固定在镗床上以后，应保证泵壳孔系中心线与镗床中心线保持一致;同时在加工的过程中，由平旋盘控制磨削工装旋转，保证砂轮可以在气动装置的驱动下对安装孔实施内圆行星磨削，并预留出 0.2mm的磨削余量。与此同时，需要进一步调节磨削工装在平旋盘上的位置，有效控制加工孔的内径尺寸，进而将其孔尺寸精度与表面粗糙度控制在 IT7 级、Ra0.8 以内。经过这样的流程，安装孔的密封效果将会得到明显提升，同时在完成加工以后还需要在一定周期内完成安装孔的检查，在确定表面没有腐蚀且尺寸符合公差要求的情况下就不需要在进行维修了。

　　4 结语

　　综上所述，在现有工艺设备和材料的基础上，改善和优化多级卧式离心泵机械密封安装孔，通过安装孔维修工艺评估、选择合理的维修方案以及优化安装孔加工工艺，能够有效地改善机械密封安装孔易腐蚀的问题，从而营造良好的运作环境，提升泵使用效能。

　　参考文献：

　　[1] 李延荣. 浅析多级卧式离心泵故障分析及处理[J]. 石化技术,2019,26(08):198-199.

　　[2] 何宏康. 一种卧式离心泵的修理 [J]. 航海技术 ,2020(02):25-26.

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