趙志濤 胡秉璽 郭宏武 劉祥利 王春娟

國家管網集團西南管道蘭州輸油氣分公司

摘要：針對長輸管道輸油主泵機械密封維修過程存在的安裝及拆卸困難、易造成泵軸等部件損壞等問題，研制了一種新型長輸管道輸油主泵維修組合工具，該工具既可以用于機械密封安裝推力，也可以用于止推軸承和軸套的取出，可以有效避免設備損壞，提高工作效率。

關鍵詞：輸油主泵；維修；機械密封；軸承 

機械密封是一種旋轉機械軸封裝置，具有泄漏量少、使用壽命長、摩擦功率消耗低等優點，廣泛應用于管道輸油泵，是泵可靠性的重要影響因素[1]。機械密封發生故障后需要進行拆卸維修，泵軸有一處由外向內變大的變徑，安裝比較困難，通常采用人工使用銅錘敲打的方式通過該處變徑，容易造成泵軸、密封圈等設備損壞。同時止推軸承與泵軸采取過盈配合的方式，拆卸難度較大，一般采取電吹風機加熱、銅錘敲打的方式取出軸套和止推軸承，費時費力，容易損傷泵軸和軸承或對操作人員造成傷害[2]。新型管道輸油主泵維修組合工具有效解決了上述問題，并獲國家實用新型專利。

1  組合工具結構和原理

管道輸油主泵維修組合工具主要由推頭、拉爪、連接桿、固定架、拉拔桿、推力桿組成。

（1）推頭作為機械密封安裝推力工具，主要由頂伸頭、轉換桿和止推桿組成。頂伸頭呈1/4圓弧狀，內、外徑分別比機械密封傳動環內、外徑大5 mm，能緊緊頂住機械密封傳動環，以便于推動機械密封傳動環。轉換桿主要起連接頂伸頭和止推桿的作用，長度為非驅動端泵軸尾部到機械密封壓蓋長度的1.5倍。止推桿呈圓弧變徑狀，寬度約為轉換桿的一半，其上有兩個M12的螺孔用來與連接桿固定在一起，并且與轉換桿連接處有一止推凸臺，防止拉爪受力時滑脫。頂伸頭在圓心位置與轉換桿頭部焊接在一起，轉換桿與止推桿采用一體化鑄造工藝或者焊接工藝[3]。

（2）拉爪作為止推軸承和軸套的取出工具，主要由爪頭、轉換桿、止推桿組成。爪頭呈內弧凸臺形狀，頭部呈月牙形，防止拉拔時損傷軸承和軸套，能緊緊夾住軸承或軸套，并在受力后將其取出，且能防止軸承或軸套受力過程中滑脫造成人員傷害。爪頭的長度比軸承厚度略大1 cm，轉換桿主要用于連接爪頭和止推桿，長度為非驅動端泵軸尾部到機械密封壓蓋長度的1.5倍。止推桿呈圓弧變徑狀，寬度約為轉換桿的一半，其上有兩個M12的螺孔用來與連接桿固定在一起，并且與轉換桿連接處有一止推凸臺，防止拉爪受力時滑脫。爪頭、轉換桿、止推桿采用一體化鑄造工藝或者焊接工藝。

（3）連接桿將剛性連接變為半剛性連接，能消除應力變形，避免造成軸承和軸套損傷，主要由夾緊桿和鎖口組成。其中，夾緊桿用來固定推頭或拉爪，由兩個U型件組成，與轉換桿凸臺連接處呈弧形以與凸臺無縫連接，其上有兩個M12的螺孔用來與轉換桿固定在一起，長度為非驅動端泵軸尾部到機械密封壓蓋長度的1.5倍，比如30 cm。鎖口呈U型卡槽，槽深1.5 cm，能緊緊卡在固定架的滑軌上且能移動，可根據軸承和軸套的尺寸調節兩個連接桿之間的寬度，其上設有觀察孔，能直接查看連接是否牢固。其優點是連接桿的長度可以加工成不同的尺寸以滿足現場需求，且由于鎖口能自由滑動，可根據現場情況調節兩個連接桿之間的寬度，實現一桿多用，無需配備多種型號的拉拔器以滿足現場需求，既節約成本又省時省力。

（4）固定架呈傘形，主要由滑軌、加固塊、螺栓孔組成，一體鑄造而成，強度高、承載力強。滑軌呈長方形，長度約為軸承外徑的2倍，例如42 cm。加固塊呈圓弧形，用來增強固定架的承載力和強度。螺栓孔為M32的螺母，位于固定架的中間位置，用于固定拉拔桿。滑軌以及螺栓孔設置在加固塊上，螺栓孔的軸線與滑軌的軸線垂直。

（5）拉拔桿從固定架的螺栓孔穿過，為正絲，即使用時為拉力。推力桿從固定架的螺栓孔穿過，為反絲，即使用時為推力。拉拔桿、推力桿兩者均由頂尖、螺桿、操作頭組成，采用一體化鑄造工藝，強度高、承載力強。頂尖呈圓錐形，能緊緊頂在泵軸上，從而使軸承和軸套受力而被拉出。螺桿為M32的螺桿，長度為非驅動端泵軸尾部到機械密封壓蓋長度的1.5倍，比如30 cm。操作頭呈六邊形，可以用扳手進行操作（圖 1）。

圖 1 裝置結構原理及實物

2  組合工具操作方法

（1）助推機械密封的操作程序。用螺栓將推頭和連接桿緊固在一起；將兩個推頭頂在機械密封傳動環上；調整連接桿受力頭在滑軌上的位置，使其寬度與機械密封傳動環匹配，緊緊頂住機械密封傳動環；用螺栓將兩個連接桿鎖口緊固在固定架的滑軌上；將推力桿頂在泵軸上；用扳手順時針操作推力桿的操作頭，均勻而緩慢地將機械密封推到規定位置；作業結束后，取下該裝置。

（2）取出止推軸承和軸套時的操作程序。用螺栓將拉爪和連接桿緊固在一起；將兩個拉爪夾在軸承或軸套上；調整連接桿受力頭在滑軌上的位置，使其寬度與軸承或軸套匹配，緊緊夾住軸承或軸套；用螺栓將兩個連接桿鎖口緊固在固定架的滑軌上；將拉拔桿頂在泵軸上；用扳手順時針操作拉拔桿的操作頭，通過緊固拉拔桿使軸承或軸套被拉出；作業結束后，取下該裝置即可。

（3）操作注意事項。為防止助推機械密封操作過程中推力桿水平移動造成意外事件，可根據實際需要將推力桿固定在固定支架上。固定支架為推力桿提供支撐，使推力桿在固定支架的支撐作用下僅進行轉動，防止推力桿移動，從而實現固定架的移動。為解決該工具操作時需要借助扳手等工具，可在推力桿、拉拔桿操作頭上焊接一個操作桿，實現兩側固定桿的相向或相背運動，進而實現進給。

3  結語

經現場測算，使用該組合工具能將維修作業時間縮短為原來的30%，有效避免泵軸及軸承被刮傷、密封圈損壞、滾珠間隙增大等問題出現，節約維修成本，操作簡單且安全性能高。

參考文獻：

[1]古麗，熊明，鄧勇，等.成品油管道輸油泵機械密封失效分析及改進措施[J].潤滑與密封.2018，43(08)：153-156.

[2]王鈺，楊斌.泵用機械密封安裝維修及檢修誤區[J].當代化工研究.2022(07)：186-188.

[3]趙志濤，胡秉璽，趙潁濤，等.一種管道輸油主泵維修裝置[P].中國實用新型專利.CN218697963U.2023-03-24.

作者簡介：趙志濤，1987年生，本科畢業于東北林業大學，工程師，蘭州輸油氣分公司臨洮作業區經理，主要從事長輸管道安全生產管理工作。聯系方式：18189699971，715557742@qq.com。