摘要：在采气生产期间，为避免井口和管线出现水合物堵塞现象，通常选用机械注入甲醇的方式来防止水合物的生成，本文将根据泵的结构和工作原理，以及泵本身损伤对打量的影响，深入分析隔膜泵的故障诊断和应对措施。
关键词：隔膜泵；水合物；诊断
一、泵的结构和工作原理
（1）泵的结构
隔膜泵主要由防爆电机、减速机构、行程调节机构、内循环压力平衡系统、泵头、隔膜腔室、进出口阀组等组成。对原有宁波柱塞泵的改造主要是更换了隔膜泵头及附助系统。
（2）工作原理
电动机经联轴器与蜗杆连接，并带动蜗杆、N形轴运转，N形轴通过连杆带动柱塞径向往复位移运动。当柱塞向后移动时，液压腔内产生负压，使膜片向后挠曲变形，介质腔也产生负压，此时出口单向阀关闭，进口单向阀打开，介质吸入介质腔内，柱塞至后始点时，吸液过程结束；当柱塞向前移动时，液压腔中的液压油推动膜片向前挠曲变形，介质腔容积减小，压力加大，使进口单向阀关闭，出口单向阀打开，介质排出介质腔进入出口管道，柱塞连续往复运动，泵即可连续输送介质。当转动该泵上部的调节手柄时，N形轴可使安装于曲轴上的滑块偏心量发生变化，使柱塞行程发生改变，可在0-100%范围内无级调节甲醇注入量。
二、泵本身损伤对打量的影响
泵本身对打量的影响主要在易损件上，比如隔膜、泵体单向阀、补油阀及柱塞环等的影响，一般通过定期维护或者单项维护来处理。
1.隔膜的影响
该隔膜泵的隔膜有两层，在两层隔膜间的腔室有管道连接至外边作为检漏之用，为了防止油进入系统或者氨水进入油中所以用双层隔膜，不管哪边的隔膜破损，检漏管都能排出相应的油或者氨水，以此来判断隔膜已经破损。在单侧隔膜轻微破损的情况下，并不会对泵的打量产生影响，所以有一个缓冲期可根据需要适时进行隔膜的更换。
2.泵出、入口单向阀的影响
泵的出、入口各有一个单向阀，该单向阀为钢球单向阀，通过钢球的自重及系统压力进行密封，钢球起跳时有一个行程。随着使用时间的延长，钢球及球座均会出现一定的磨损；支架的磨损也会引起行程边长，密封不及时。以上情况都会引起密封不严引起泄漏，当入口单向阀泄漏时，在压缩行程中压缩腔中的介质会反流入入口管道；当出口单向阀泄漏时，在吸液行程中，出口管中的介质会倒流入泵体，这两种情况都会引起泵打量的下降，甚至当单向阀损伤程度较大时，引起泵无法打量。当单向阀轻微损伤时不好判断，一般需先排除系统原因，再检查单向阀。当单向阀损伤严重时，通过听钢球开合的声音可以进行一定的判断。
3.补油阀的影响
补油阀的一端连着隔膜腔，另一端连着油箱，具有类似单向阀的作用。在压缩过程中，在压力的作用下补油阀闭合，隔膜油侧闭合进行压缩，在进行吸液时，补油阀有一个小的开度，能够对隔膜油侧进行补油，从而来补充较长时间内运行可能出现的损耗。在补油阀泄露时，在压缩行程补油阀无法闭合，根据压力的作用油从补油阀漏走，引起泵隔膜无法聚压，从而导致大量不足。补油阀通常运行的时间较长，使用周期一般比隔膜和出入口单向阀都会长，再加上其始终浸在油中，因此磨损会很小，假若泵在进行其它检修后仍然还会出现大量不足的现象，那么就需要查看补油阀是否失效。
4.柱塞环的影响
柱塞环套在柱塞上，主要起到密封和防止柱塞和缸体直接磨损的目的，当柱塞环磨损到一定程度时，无法起到密封效果，油从柱塞与缸体缝隙漏回，引起隔膜泵打量下降。只要按照检修周期进行更换，一般不容易突然失效，柱塞环磨损对打量的影响是一个比较缓慢的过程。
5.设备动力及传动结构的损伤
一般情况下，设备的动力和传动机构的损伤不容易发生，但只要发生就会给设备带来较大的损害，一部分损伤会直接影响泵的打量，比如连杆和轴的断裂，而另一部分在损伤开始阶段不会导致泵的打量下降，比如轴承磨损等等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不过，这种磨损通常会表现出两个较为明显的特征，一个是噪声变大或者有异常声音出现，另一个则是局部温度出现异常而上升。不论出现哪一个特征，都必须立刻停机对设备予以检查，避免损伤扩大。
三、隔膜泵故障诊断及应对措施
1.低温不上量
按照常见故障排除方法进行故障解决后，经试运行，该泵可以建压但不上量，故障仍未能排除。经检查，二阀组回油管出现液压油冰柱，经过清洗仍不上量，初步判断为液压平衡系统未能实现自动补油，致使液压腔室无足够液压油补充，不能满足正常调压下的使用需求。
应对措施：L-HV32#抗磨液压油的凝点为-30℃，对该泵更换32#液压油后，满足了使用要求。
2.二阀组失效导致无法建压
依据常见故障进行排除后，经试运行，仍然达不到使用要求。重新调整压力平衡系统后，将二阀组调至最大工作压力，仍不能达到使用要求。初步判断为二阀组弹簧刚度变小，造成二阀组工作的不稳定性，导致隔膜泵压力无法调整至使用要求。
应对措施：更换二阀组弹簧后，经调试满足使用要求。
3.流体破坏双单向阀导致泵出口压力不稳
隔膜泵故障异常，出口压力忽高忽低，无法稳定。按照常见故障排除方法对出口阀组进行了清洗，更换阀座一组，经试运行故障仍未排除。
应对措施：清洁隔膜泵进口管线的“Y”型滤芯及进出口阀组，更换出口阀组的5只受损垫片，经调试压力稳定，满足现场使用要求。
4.隔膜泄漏指示器单向阀失效在成隔膜损坏
首先要介绍一下隔膜泄漏指示器的功能，隔膜泄漏指示器由1块指针表头和1个单向阀组成。只要隔膜出现泄漏等故障，隔膜泄漏指示器内的压力就会被单向阀保留住。压力表会有读数显示，隔膜完好时，泄漏指示器的指针指示低于0.2MPa。如果指示大于该值，则说明至少有一层膜损坏了，应立即更换。根据隔膜泄漏指示器的工作原理，对隔膜泄漏指示器单向阀损坏或失效给隔膜造成的损坏进行分析，如果单向阀失效，与其连接的双层隔膜内的真空将会消失，隔膜在活塞的往复动作带动下只是单侧被拉伸，这样会造成整个介质流量的变低和不稳定泵的功率下降，并且隔膜不对称的单侧频繁疲劳拉伸，隔膜也会很快破损。
应对措施：定期检查清理隔膜泄漏指示器，并对其进行加压测试，查看其是否在良好状态。
5.排液阀泄露
排液阀泄露，会造成系统压力紊乱，介质流量降低，泵的功率下降，最终会造成隔膜破裂。如果有外来物粘附在排液阀上，就会阻止阀的正常关闭。在吸液冲程过程中，不仅是吸入压力，还有整个系统的压力都会施加在隔膜腔内。因此，当活塞每一次向后运动到极限位置时，隔膜就会被压入它的支撑圆孔里。如果外来物阻止了排液阀的正常关闭，泵的能力就会大大降低。因此，要尽快清除阀上的外来物，因为泵在这样的情况下运行时，隔膜的磨损会加剧。
应对措施：点检时应注意泵的压力变送器和系统流量计的读数，如果压 曲线不符合平常走势，或流量忽大忽小不稳定说明排液阀有异常，可能发生密封不严或泄露，这时要打开排液 阀对阀座和阀球进行清理，如有缺陷则连同密封一同更换。
结语：综上所述，隔膜泵不仅仅是一个单台的设备，它只要安装运行后就会存在于一个系统中，如果有异常现象发生，我们不但要找寻泵本身的原因，还必须要深入的对系统进行分析，只有这样才能够快速而有效的找出故障出现的位置，从而节省维修时间和成本，在整体上达到提高效率的目的。
参考文献：
[1]黄晓云.液动柱塞隔膜泵有关问题的分析与解决措施[J].金属矿山，2010（5）：126-128.
[2]刘东海.活塞隔膜泵与液动隔膜泵的流量脉动分析[J].液压与气动，2012（11）：71-73.
[3]王磊.往复式活塞隔膜泵曲轴的动态特性分析[J].机械设计与制造，2010（5）：238-240.
论文作者:蒋洪科
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/8
标签：隔膜论文; 单向阀论文; 隔膜泵论文; 液压油论文; 指示器论文; 介质论文; 柱塞论文; 《基层建设》2018年第19期论文;