□焦森林 羅 斌

一、引言

核電站重要廠用泵用于核安全相關(guān)系統(tǒng)，其功能是使冷卻用海水進(jìn)入核島設(shè)備冷卻系(RRI)的熱交換器中，從而為核島提供冷卻水源。每一個(gè)機(jī)組均有屬于自己的重要廠用水系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的且實(shí)體隔離的冗余回路構(gòu)成，為A、B系列,每個(gè)系列中有兩臺(tái)100%容量的重要廠用水泵[1]。

泵機(jī)組由重要廠用泵、電機(jī)等設(shè)備組成，安裝在PX泵房的重要廠用水泵室內(nèi)。某電廠重要廠用水泵為立式、雙基礎(chǔ)、背抽式設(shè)計(jì)的單級(jí)單吸雙渦殼式離心泵。泵體上的軸承架內(nèi)軸承架內(nèi)安裝著雙列面對(duì)面布置的角接觸球軸承和一列圓柱滾子軸承，軸承室兩端采用組合密封，以滿足在水泵房發(fā)生水淹且水位未超過(guò)聯(lián)軸節(jié)的工況下，水泵能正常運(yùn)行的要求，軸承潤(rùn)滑采用脂潤(rùn)滑[2]。

二、潤(rùn)滑脂甩漏

該電廠在進(jìn)行重要廠用水泵啟動(dòng)試驗(yàn)中，4號(hào)泵在運(yùn)行過(guò)程中潤(rùn)滑脂大量甩出，從圖1中可判斷，主要泄漏位置在電機(jī)軸與下部軸承端蓋的間隙，泄漏的潤(rùn)滑脂甚至堵塞集液盤冷卻水的正常泄漏,影響對(duì)盤根泄漏量的判斷。

圖1 潤(rùn)滑脂泄漏位置

該泵正常運(yùn)行注油周期應(yīng)為為連續(xù)運(yùn)行1,200h，軸承箱下部軸承注油脂量為首次1,400g，再次700g，潤(rùn)滑脂為美孚SHC100，可計(jì)算出正常運(yùn)行平均泄漏率為0.59g/h。但目前正常運(yùn)行注潤(rùn)滑脂周期縮短為168h，平均注潤(rùn)滑脂量為700g，平均泄漏率為4.16g/h。明顯泄漏率偏大，需要有效控制和降低潤(rùn)滑脂泄漏率。

三、泄漏分析

如有效解決電機(jī)軸與軸承端蓋間隙的泄漏，可明顯降低泵軸承箱體漏油脂。漏脂問(wèn)題主要是由于現(xiàn)場(chǎng)操作、油封及壓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)、現(xiàn)場(chǎng)安裝不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致，在施工和運(yùn)行中采取有效方法和措施，能有效減少漏脂。針對(duì)此次漏油脂問(wèn)題，開(kāi)展了泄漏分析和驗(yàn)證[3～6]，如表1所示。

表1 潛在失效原因分析

(續(xù)表1)

7油封本身材質(zhì)易變形。油封材質(zhì)及適用范圍。核對(duì)油封各部件材質(zhì),是否滿足現(xiàn)場(chǎng)使用需求。O形圈材質(zhì)為FKM,適用所選潤(rùn)滑脂,使用溫度低于200℃;油封材質(zhì)PTFE,使用溫度低于250℃。軸承溫度為57℃,不會(huì)導(dǎo)致油封變形,滿足要求。8軸承壓蓋及油封配合尺寸不對(duì)。測(cè)量軸承壓蓋孔內(nèi)徑及油封外徑。用游標(biāo)卡尺測(cè)量,正常配合間隙小于0.10mm。靜環(huán)尺寸209.95mm,軸承蓋尺寸210.1mm,配合間隙為0.15mm,不滿足要求。

經(jīng)過(guò)以上分析和驗(yàn)證，影響軸承壓蓋與泵軸之間泄露量的主要因素是油封密封O型圈損壞，壓蓋及油封靜環(huán)配合尺寸不對(duì)，使得油封摩擦力不夠，引起油封不能有效密封，油脂泄漏出來(lái)。

四、泄漏處理

(一)解決壓蓋與油封靜環(huán)配合問(wèn)題。為解決壓蓋與油封靜環(huán)配合尺寸不對(duì)問(wèn)題，初步?jīng)Q定不對(duì)泵進(jìn)行全面解體，采用膠粘方式進(jìn)行處理。

出現(xiàn)潤(rùn)滑脂泄漏主要由于軸承壓蓋與油封密封件之間尺寸公差超限造成，因此整改方案定為，在靜環(huán)與軸承蓋之間在裝配之前涂樂(lè)泰574密封膠。

圖2 油封涂膠部位

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)4號(hào)泵的靜環(huán)與軸承壓蓋之間涂樂(lè)泰574密封膠，涂膠部位如圖2所示，干固時(shí)間8小時(shí)左右。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)啟泵驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)4號(hào)泵靜環(huán)與壓蓋得到固定，油密封靜環(huán)不再隨動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。

(二)解決油封損壞或O形圈損壞問(wèn)題。針對(duì)O型圈損壞問(wèn)題，需要對(duì)軸承油封部位進(jìn)行拆解。拆解步驟為：第一，將下軸承油封沿軸退下(如有必要，需將下軸承蓋拆下)，至臨近軸肩的下一檔(細(xì)軸處)。第二，檢查油封靜環(huán)外圈O形圈的情況，若對(duì)應(yīng)槽內(nèi)的O形圈脫落在外，且此O形圈可用，將此O形圈嵌入對(duì)應(yīng)槽內(nèi)。第三，檢查油封動(dòng)環(huán)內(nèi)圈O形圈的情況，若對(duì)應(yīng)槽內(nèi)O形圈脫落在外，且O形圈可用，將此O形圈裝嵌入對(duì)應(yīng)槽內(nèi)。第四，若上述項(xiàng)檢查處理滿足：對(duì)應(yīng)O形圈均已存在(套在軸上)，且O形圈可用，按照要求回裝整個(gè)油封(若下軸承蓋有拆卸過(guò)，需同時(shí)回裝；若下軸承蓋處的O形圈325×5N不能繼續(xù)使用，將備好的O形圈用樂(lè)泰495膠粘后嵌入)。第五，檢查油封面損壞情況。

現(xiàn)場(chǎng)拆除過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，油封面良好，未發(fā)現(xiàn)損壞，但動(dòng)環(huán)O形圈斷裂。針對(duì)此情況，經(jīng)油封廠家討論后，認(rèn)為從結(jié)構(gòu)和功能上分析，使用新的膠粘的O形圈安裝到該部位。但回裝后盤動(dòng)電機(jī)軸發(fā)現(xiàn)，動(dòng)環(huán)不隨電機(jī)軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)。再次對(duì)油封動(dòng)環(huán)O型圈的材質(zhì)、尺寸進(jìn)行檢查，O型圈材質(zhì)FKM符合要求，但按照國(guó)標(biāo)GB3452.1-92規(guī)定，O型圈壓縮率應(yīng)該在20～30%，原O型圈尺寸偏小，壓縮量不夠，所以導(dǎo)致動(dòng)環(huán)不能隨軸運(yùn)轉(zhuǎn)，需更換新的尺寸O型圈。

4號(hào)泵更換新O型圈后，動(dòng)環(huán)與電機(jī)軸同步旋轉(zhuǎn)，試運(yùn)行時(shí)間30分鐘后，發(fā)現(xiàn)動(dòng)環(huán)與軸不再脫落，從而避免了油封失效。

(三)效果驗(yàn)證。對(duì)處理后4號(hào)泵進(jìn)行單體試車，試運(yùn)行時(shí)間為30分鐘，機(jī)械油封動(dòng)、靜環(huán)運(yùn)行正常，溫度正常，未出現(xiàn)甩油。并進(jìn)行后續(xù)跟蹤檢查，目視無(wú)可見(jiàn)潤(rùn)滑脂泄漏，油封不再脫落。第一次運(yùn)轉(zhuǎn)1,200h后加潤(rùn)滑脂98g，泄漏率為0.082g/h，第二次運(yùn)轉(zhuǎn)1,200h后加潤(rùn)滑脂94g，泄漏率為0.078g/h，平均為0.08g/h左右。前后效果對(duì)比可以明顯看出，油脂泄漏問(wèn)題得到有效解決。

五、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)某電廠重要廠用水泵潤(rùn)滑脂大量泄漏問(wèn)題，從現(xiàn)場(chǎng)操作、油封及壓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)、現(xiàn)場(chǎng)安裝不當(dāng)?shù)确矫骈_(kāi)展了分析，通過(guò)改進(jìn)安裝方法和更換O形圈，有效將泄漏率控制在合理范圍內(nèi)。同時(shí)，對(duì)同類型泵進(jìn)行油密封改造，避免出現(xiàn)潤(rùn)滑脂泄漏率過(guò)大。

鑒于以往工程處理類似問(wèn)題方法為對(duì)泵進(jìn)行全面解體，由于解體、回裝工作量大且現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法保證組裝清潔度，耗時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致整個(gè)工程進(jìn)度滯后，造成二次損失；而本文采用局部解決方法，處理時(shí)間僅需1周，不僅有效控制潤(rùn)滑脂泄漏問(wèn)題，而且縮短了維修時(shí)間，為后續(xù)的核電冷試和熱試節(jié)省工程時(shí)間。