记一台国内某炼油厂脱硫泵的维修过程及故障分析

 水泵知识     |      2020-09-26 08:38:45
  国内某油田联合站内的两台高压离心式脱硫泵于2005年投入生产。在2008年第一次大修期间发现:叶轮口环固定螺钉腐蚀,导致叶轮口环脱落、移位,导叶叶片磨损,造成出口压力下降。在泵轴处的3、6级叶轮安装部位有长61mm、宽7.5mm、深0.5mm的沿泵轴的径向腐蚀,4、5级叶轮安装部位有轻微腐蚀,其余各叶轮部位均可见腐蚀痕迹。处理的方法是更换泵轴和十个叶轮。在使用后不到半年的时间里,进行了第二次返修,又发现了如下三个问题:
  (1)每只叶轮所在位置叶轮两端均有不同程度的腐蚀。
  (2)第4级与第5级之间有多处点腐蚀,最大直径为6mm、深度5mm。
  (3)轴上高压端机械密封所在位置中的O形圈位置沿圆周腐蚀,宽度为5mm,镀铬层全部腐蚀掉。
  在本次修理中,将泵轴换为双相钢材质。更换后,至今未发现问题。
  从现存的离心式注水泵泵轴腐蚀情况上来看,可以明显地观察到,在泵轴的表面上有很多的点蚀坑。该地区Cl-浓度相当高,这是Cl-造成点蚀的典型表现。综上所述,泵轴原先使用的材质1Cr17Ni2不能满足工作环境的腐蚀特性,尤其是耐Cl-腐蚀。脱硫泵泵轴点蚀泵体内部环境对泵轴腐蚀的影响国内某油田联合站内高压离心式注水泵中的水是经过三相分离器、原油脱水器、除油器、一级过滤器、二级过滤器处理之后的水。在水处理过程中,加入了调整剂(调整pH)、氧化剂(将Fe2+氧化为Fe3+)、助凝剂(使Fe3+发生絮凝)、除Fe剂(使Fe3+沉淀化合物沉淀)等对水质进行净化。经过净化的水质性能如下:pH:6.5;Cl-:150000mg/L;悬浮固体含量:2~4mg/L,Fe3+:0.4~1.0mg/L,总Fe:40~50mg/L,水中不含氧。净化之后的水质呈现弱酸性,矿化度很高,其中含有对泵体产生腐蚀的菌类。同时,注水泵内部的一般工作温度为40~60℃,进水口压力约为0.05MPa,出水口压力约为25MPa。
  1、H+和菌类的腐蚀作用注水泵中的水pH值为6.5,为弱酸性。说明经过处理的污水中只含有少量的H+。这是由于该油井产液无H2S,在污水处理的过程中,通过加入一定的除硫剂将H2S去除。因此,对注水泵泵轴的腐蚀起主要作用的并不是析氢腐蚀。污水中的菌类包括硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌。硫酸盐还原菌是一种厌氧菌,在缺氧的环境下生存。它把硫酸盐还原为硫化物,促使硫化膜的形成。在油田中最适宜的生长温度为环状电位阳极极化曲线20~40,pH值在6~7的油田污水对其生长较有利,其菌量<(107~108)个/mL。铁细菌和腐生菌均为好氧菌。在氧化性介质的作用下,Fe被氧化成Fe2+,Fe2+被氧化成Fe3+;铁细菌会促进Fe3+形成铁的氢氧化物沉淀。其一般在总Fe量为1~6mg/L的水中繁殖旺盛]。腐生菌会促进硫酸盐还原菌等厌氧微生物的生长和繁殖。它们可从有机物中获得能量,产生黏性物质,并与某些代谢产物累积形成沉淀。
  2、Cl-的腐蚀作用通过数据可发现,该地区油田水的Cl-含量已达到150000mg/L。海水中的Cl-含量为19000mg/L,自来水的Cl-含量上限值为200mg/L。所以可以得知该设备主要是被电离腐蚀,氯离子与泵轴里的金属离子发生氧化反应,将金属电离出原本的位置。经过一段时间后,该位置缺少的金属就越来越多,具体表现就是泵轴的腐蚀。