一直以來,無負壓供水設(shè)備中泵行業(yè)對于泵軸承最高使用溫度的規(guī)定,一直沿用較早國內(nèi)標準,筆者經(jīng)過詳細查閱,總結(jié)如下:
1)GB3215-82《煉廠、化工及石油化工流程用離心泵通用技術(shù)條件》4.4.1中規(guī)定:泵工作期間,軸承最高溫度不超過80℃;
2)JB/T5294-91《大型立式單級單吸離心泵的技術(shù)條件》3.2.9.2中規(guī)定:軸承溫升不得超過環(huán)境溫度40℃,最高溫度不得超過80℃;
3)JB/T6439-92標準4.3.3中規(guī)定:泵在規(guī)定工況下運轉(zhuǎn)時,內(nèi)裝式軸承處外表面溫度不應高出輸送介質(zhì)溫度20℃,最高溫度不高于80℃。外裝式軸承處外表面溫升不應高于環(huán)境溫度40。最高溫度不高于80;
注:該標準名稱有誤。
4)JB/T7255-94《水環(huán)真空泵和水環(huán)壓縮機的技術(shù)要求》5.15.3中規(guī)定:軸承的使用溫度。軸承溫升不得超過環(huán)境溫度35℃,最高溫度不得超過75℃”;
5)JB/T7743-95《旋渦泵的基本參數(shù)與技術(shù)要求》7.16.4中規(guī)定:軸承溫升不得超過環(huán)境溫度40℃,最高溫度不得超過80℃;
6)JB/T8644-1997《單螺桿泵》4.14中規(guī)定:軸承溫升不得超過環(huán)境溫度35℃,最高溫度不得超過80℃。
由于90年代滾動軸承材料等諸多因素的限制,上述標準中制定的滾動軸承最高使用溫度均較低。進入21世紀,由于軸承材料、潤滑介質(zhì)的不斷升級,滾動軸承的使用溫度均有所提高,上述標準除部分進行了修訂和升版,其余均已作廢。從目前來講,泵行業(yè)均采用國際上權(quán)威的API610標準,其中對軸承溫度進行了全面而詳細的規(guī)定,詳見API610-11TH6.10.2.4規(guī)定:
“應提供充分的冷卻(包括考慮結(jié)垢而預留的裕量),在規(guī)定的運轉(zhuǎn)條件下和環(huán)境溫度為43℃(110°F)時,以保持油和軸承的溫度如下:
a)對于強制潤滑系統(tǒng),油出口溫度應低于70℃(160°F),且軸承金屬溫度(設(shè)置有溫度傳感器)應小于93℃(200°F)。在工廠試驗過程中,并在惡劣工況下,軸承潤滑油的溫度升高不應超過28K(50°R)。
b)對于油環(huán)潤滑或飛濺潤滑系統(tǒng),油室溫度應低于82℃(180°F)。在工廠試驗過程中,在測試條件下的環(huán)境溫度,油室內(nèi)油的溫升不應超過40K,軸承外圈(設(shè)置有溫度傳感器)不應超過93℃(200°F)?!?/p>
注:對于溫升來說1ΔK=1Δ℃
此外,在最新版的GB/T3215-2007《石油﹑重化學和天然氣工業(yè)用離心泵》5.10.2中規(guī)定的軸承溫度要求與API610-11TH保持一致。
目前國外廠商SULZER﹑FLOWSERVE﹑KSB泵類產(chǎn)品對于滾動軸承溫度的使用上限的設(shè)定也基本遵循API610的想關(guān)技術(shù)條款規(guī)定。
國內(nèi)無負壓供水設(shè)備主流泵廠對于中高端泵產(chǎn)品用滾動軸承基本選用SKF﹑NSK﹑FAG的相關(guān)產(chǎn)品,以SKF《軸承手冊》相關(guān)技術(shù)細節(jié)為例,軸承的使用溫度主要考慮軸承保持架材料﹑潤滑介質(zhì)﹑軸承壽命等因素,筆者總結(jié)如下:
1. 以常用的保持架材質(zhì)尼龍66(PA66)為例,在常用礦物油﹑合成油及潤滑脂為潤滑介質(zhì)的條件下,尼龍66(PA66)的允許使用溫度已經(jīng)達到120℃;
2. 在油潤滑系統(tǒng)中,根據(jù)軸承使用溫度及提供充分潤滑所需的額定粘度,選擇符合要求的潤滑油;在脂潤滑系統(tǒng)中,根據(jù)SKF交通燈概念,潤滑脂的活性在50-110℃;
3. 對于軸承壽命應按照ISO281進行基本額定壽命計算,并符合標準規(guī)定。
同時,軸承溫度一般有自己的特性曲線,啟泵后溫度會在環(huán)境溫度以上持續(xù)平穩(wěn)的上升,溫升會有一個最大值,持續(xù)一段時間后,由于軸承的熱平衡建立后,溫升會有5℃之內(nèi)的下降,最終會停留在一個穩(wěn)定的值。
本文以已經(jīng)實際運行的A、B兩種泵溫升特性曲線為例,具體說明上述觀點。
A泵信息
項目
名稱
泵型
OH1
軸承配置
(DE)1xNU310ECP+(NDE)2x7310BECBM
軸功率
105KW
轉(zhuǎn)速
2950r/min
冷去方式
自然冷卻
潤滑方式
油浴潤滑
油室溫度
<50℃
運轉(zhuǎn)工況
額定工況
振動噪聲
符合標準
泵來源
國產(chǎn)
B泵信息
項目
名稱
泵型
OH2
軸承配置
(DE)1xNU315ECP+(NDE)2x7315BECBM
軸功率
243KW
轉(zhuǎn)速
2980r/min
冷去方式
自然冷卻
潤滑方式
油環(huán)潤滑
油室溫度
<50℃
運轉(zhuǎn)工況
額定工況
振動噪聲
符合標準
泵來源
進口
注:達到溫升最大值的持續(xù)時間會根據(jù)泵功率﹑軸承尺寸﹑冷卻方式的不同時間不一,小泵基本在1-2h可達到,大泵時間可能會更長。
A、B兩種泵溫升特性曲線的趨勢表明:在現(xiàn)場運行穩(wěn)定,振動、噪聲符合要求的情況下,兩泵的軸承最高使用溫度均已到達到75℃以上,并且在熱平衡建立之后保持穩(wěn)定,溫度略有下降。
綜上所述,無負壓供水設(shè)備泵行業(yè)之前沿用的國內(nèi)標準中關(guān)于軸承最高使用溫度的規(guī)定已經(jīng)不適應現(xiàn)代泵的使用要求,應采用較為先進、合理的API610標準,該標準中對于軸承使用溫度上限設(shè)定為93℃,但這是建立在泵系統(tǒng)振動噪聲等機械運轉(zhuǎn)性能符合標準基礎(chǔ)上的;
此外軸承的使用溫度還要考慮軸承保持架材料﹑潤滑介質(zhì)﹑軸承壽命等因素,在油室溫度不大于82℃的情況下,將潤滑介質(zhì)的狀態(tài)發(fā)揮到最佳。
國內(nèi)泵制造商和業(yè)主應摒棄傳統(tǒng)理念,對軸承使用溫度及驗收標準應有新的認識。