刘昆++孙振魁

[摘 要]随着日益严格的环境法规的出台和人类保护环境意识的不断增强，磁力泵被广泛应用于石油化工、煤化工、冶金、制药、电力等各个领域。磁力泵是输送易燃、易爆、有毒、有害介质的理想用泵。磁力泵的损坏型式有多种，本文就磁力泵隔离套磨穿这一故障做出分析。

[关键词]磁力泵 隔离套 内磁轉子 外磁转子 冷却

中图分类号：TM355 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0133-01

1 磁力泵结构

磁力泵主要是由内磁转子部件、外磁转子部件、隔离套、驱动轴、泵轴、轴承（滑动轴承和滚动轴承）、叶轮、轴承箱、泵体、泵盖等部分组成。

1.1 内、外磁转子

1.1.1 内、外磁转子的磁路

磁力泵内、外转子的磁块结构分布由分散式磁块分布和密集型组合式推拉磁路两种形式。在国内常见的磁力泵，以密集型组合式推拉磁路为主。这种磁力泵的特点是耗磁少，磁能利用率高。同样工况下，加大内磁转子与隔离套的间隙，保证介质流通顺畅，快速带走隔离套切割磁力线所产生的涡流热，可以在一定的流量范围内，避免内、外磁转子高温导致消磁现象，提高内、外磁转子的使用寿命。

1.1.2 内、外磁转子的材料

内、外磁转子的材料主要是钕铁硼和钐钴。钕铁硼的成本比钐钴低，但不如钐钴耐高温。两种材料的磁损失随温度变化。

1.2 隔离套

1.2.1 隔离套的作用

隔离套起到密封介质的作用。隔离套是将泵的动密封转化为静密封的关键结构。隔离套安装在内、外磁转子之间，内部是内磁转子，外部是外磁转子。电机通过联轴器带动外磁转子转动，外磁转子由于磁力作用带动内磁转子转动，内磁转子和叶轮在同一根轴上，叶轮转动完成输送液体的要求。

1.2.2 隔离套的材料

隔离套的材质有钛合金、哈氏合金、316等。最常见的隔离套材质为钛合金，在一些特殊腐蚀介质中选用哈氏合金，如甲醇介质。

1.2.3 隔离套的结构

平底：常规结构用，但不耐冲涮，尤其是含微固体颗粒介质，在碱液和硫酸中易出现涮漏。

圆弧底：耐冲涮，适用于含微固体颗粒介质及碱液、硫酸等介质。圆弧底隔离套最为常见。

1.3 轴和轴承

1.3.1 轴

磁力泵的转动一般需要两根轴，即连接驱动端的驱动轴和带动叶轮旋转的泵轴，两根轴间的同步转动靠的是内、外磁转子的磁力同步传送。

1.3.2 轴承

磁力泵中轴承一般有滚动轴承和滑动轴承两种。滚动轴承用于驱动轴，滑动轴承用于泵轴。滚动轴承靠润滑油润滑，滑动轴承的润滑则是依靠泵输送的介质进行润滑。滑动轴承、轴套、止推盘的主要材质是SSiC。

1.4 其他结构

泵体、叶轮、轴承箱、叶轮螺母、联轴器等结构同常规离心泵相同。

2 磁力泵的内部冷却

磁力泵的内部冷却指的是磁涡流热被带走和滑动轴承的冷却、润滑。

内、外磁转子在同步转动时，产生的磁力线切割静止的隔离套，产生大量的磁涡流热。如果磁涡流热不被带走，产生的高温导致内、外磁转子消磁，电机虽然转动，但不能输出介质。

带走磁涡流热的液体和润滑滑动轴承的液体都来自泵的出口。从泵的出口处进入泵内有外部进入和内部进入两种方式。外部进入泵内是指在泵的出口处从泵的外部接入隔离套内，内部进入是指在泵盖上按照一定的方式开孔，从泵的出口处直接引入到隔离套内。内部开孔的方式较为常见。介质通过泵加压后获得一定的动能，从轴套与前滑动轴承（SSiC上开半圆形槽）之间进入到泵轴（后端泵轴内空心）内到达内磁转子与隔离套之间的缝隙区，内磁转子上装有辅助叶轮，将液体从隔离套与内磁转子之间的缝隙区甩出，被甩出的液体将磁涡流热带走。被甩出的液体分为两路，大部分液体进入到叶轮中心低压区，小部分则经过轴套与后滑动轴承（SSiC上开半圆形槽）之间进入到泵轴（后端泵轴内空心）内到达内磁转子与隔离套之间的缝隙区。这种冷却介质高压进――高压出的方式完成了带走磁涡流热和冷却滑动轴承的双重任务。

3 隔离套磨穿的故障分析

3.1 表观现象

隔离套被磨穿后，隔离套的密封作用被破坏，进入到泵内的介质会流出，泵出口压力低，泵输送的流量减少或者没流量。

3.2 隔离套磨穿的直接原因

当泵入口阀未开或者泵入口过滤器被堵塞的情况下，泵内没有介质进入，泵空转，内、外磁转子切割隔离套产生的磁涡流热不能被带走，在15min―30min内，内磁转子受热膨胀，接触到隔离套（隔离套与内磁转子的间隙在1mm左右），进而摩擦隔离套，将隔离套磨穿。更为严重者，内磁转子磨穿隔离套后，继续摩擦外磁转子，造成磁力泵的严重损坏。

3.3 更深层次的原因

磁力泵的欠流保护值设置不合适。当磁力泵空运转时，即磁力泵空载，此时的电机电流值肯定低于泵正常运行时的电流值，如果此时电机断电，会对磁力泵产生强有效的保护，避免了磁力泵的损坏。设置合适的欠流保护值，是保护磁力泵安全运行的最后一道屏障。

对于新投运的装置，磁力泵的泵入口滤网容易被管道中的铁锈等杂质糊住，当泵入口滤网被糊住1/3及以上时，应及时清理滤网，防止泵空转或长时间低于最小流量运行。新装置投运的前半个月，磁力泵入口滤网建议一天清洗一次，随后清洗频率逐渐降低。

4 结语

磁力泵在带给化工装置安全、环保的同时，也需要比常规离心泵的资金投入。工况的波动、操作不得当、维护保养不及时都会对磁力泵的寿命产生一定的影响。当泵过载、空转或操作温度高于内、外磁转子许用温度时就会发生退磁。因此磁力泵必须在正常操作条件下运行。

磁力泵禁忌空运转，以避免滑动轴承和隔离套烧坏。磁力泵输送的介质中不允许含有铁磁性杂质与硬质杂质。磁力泵不允许在小于30%的额定流量下工作。

参考文献

[1] 赵克中.磁力驱动技术与设备[M].北京：化学工业出版社，2014