石油化工用泵的跑、冒、滴、漏現象和機械密封失效引發的維修約占故障總量的50%～60%,由于化工生產中的介質具有易燃、易爆、易揮發及有毒有害的特性,其泄漏不僅會造成環境污染,而且可能造成較大的事故。1940年, 英國人Charles 和Geoff reyHwward首次使用磁力驅動泵解決了具有危險性介質化工泵的泄漏問題。20世紀50年代末期,李國坤教授發明了拉推磁路理論,創下了國內外同類試驗的先進記錄,其技術水平處于國際領先地位。近年來磁力傳動技術更是得到了快速發展,逐步應用于石油、化工、冶金、制藥、印染、電鍍、食品及環保等領域。

       磁力傳動離心泵(以下簡稱磁力泵)的應用推廣由于其本身故障較多而受到一定影響,如由于磁性材料容易失磁導致扭矩不能正常傳遞、介質和壓力的局限性不能適應生產工藝的需求等。文中對磁力泵現場維修改造過程中出現的故障進行了分析,其結果可為磁力泵的長周期運行提供一定的借鑒。

磁力泵基本原理

       磁力泵是利用磁性聯軸器永磁體磁力傳動的工作原理來實現扭矩的無接觸傳遞的一種新型泵。當電動機帶動外磁轉子(即外磁鋼) 總成旋轉時,通過磁場的作用,磁力線穿過隔離套帶動內轉子(即內磁鋼)總成和葉輪同步旋轉,由于介質封閉在靜止的隔離套內,從而達到無泄漏抽送介質的目的。磁力泵是一種由設計保證的全密封、無泄漏、無污染的新型工業用泵,可以徹底解決機械傳動泵的軸封泄漏問題。

磁力泵的優點

       (1)消除了泵的機械密封,完全消除了離心泵機械密封不可避免的跑、冒、滴、漏的弊病,是實現無泄漏、零污染的較好選擇,可以實現設備的本質安全。

      (2) 泵的過流部件選用不銹鋼及工程塑料來制造,可以達到耐腐蝕目的。

      (3) 磁性聯軸器和泵體結合為一體,具有結構緊湊以及磁性聯軸器可以對傳動電機起到超載保護作用的特性。

      (4) 配套的磁力泵監控系統可以對流量、溫度、壓力、功率以及軸承的磨損進行在線監測,進一步提高了泵的安全性和可靠性。

     (5) 易損件較少,維修方便,使用壽命延長。

磁力泵的缺點

       (1) 傳動效率較低。與離心泵等相比較,在同等工藝條件下能量消耗較大。

       (2) 現在國內使用的釹鐵硼(NdFeB)等永磁材料的性能還不完全穩定,工藝選擇還有一定的局限性。一般情況下,工藝要求的介質額定溫度、壓力和磁力泵的泵體材料有關。當泵體為金屬材質或F46襯里時,工作介質的額定溫度不超過80℃,額定壓力不超過1.6MPa 。當泵體為非金屬材質時,工作介質的額定溫度不超過60℃, 額定壓力不超過0.6MPa。當工作介質的額定溫度不小于350℃時,磁力泵還存在失磁的危險,很難實現長周期安全運行,則需要另行設計。

       (3) 適合于輸送介質密度不超過1300kg/m3,粘度不超過30 ×10-6m3/s的不含鐵磁性和纖維的液體。對于密度高、粘度大的介質,由于傳動的扭矩相對較大,暫時還沒有很好的應用。

      (4) 軸承一般采用被輸送的介質進行潤滑冷卻,故磁力泵嚴禁空載和反轉運行。

      (5) 磁性材料帶來的失效分析比較專業,在實際運行中的故障解決比較困難。