改装API 610第5版复古泵，以满足第12版规定的标准

虽然泵设计人员在设计泵时有一定的自主权，但石油化工市场的一些设计功能必须满足API 610的要求。在过去的30年里，API 610已经从第5版发展到第12版。Sulzer拥有专业知识和工程设施，可以将这些老式泵带到多年前按照API 610第5版设计的服务中心，并将它们作为API 610第12版返回给客户。

Sulzer现场工程师Manuel Monroy以Pacific JTC多级离心泵为例，介绍了一系列可以实施的改进措施。

油气行业面临的动态挑战，不断要求创新的解决方案，以实现更长的、无故障的作业间隔。多年前为特定用途设计的泵现在可能无法在设计条件下运行。苏尔寿的理念是为客户的设备提供业内最新升级的维修解决方案，提高可靠性和效率。

从1958年到1989年，太平洋JTC多级扩散泵被引入石油工业，以及电力工业，包括化石和核能。

JTC是一种水平分体式扩散式泵，具有背对背叶轮配置。大多数分离式壳体泵是蜗壳式，液压通道铸造在整个壳体的一半。JTC的外壳是一个更简单的设计，如下图1所示。套管有一个主要直径，径向定位于所有间盖。为了防止级间泄漏，用壳体密封在外径上的间盖包含了扩散器和回流导叶，并将流体从一个叶轮的出口转移到下一个叶轮的进口。用于将两半螺栓固定在一起的螺栓图案不必围绕蜗壳通道编织，从而更容易实现密封所需的分线均匀加载。

其他类似设计的泵有IR CNTA、IR HMTA和Worthington WT。与IR HMTA和Worthington WT采用串联叶轮设计相比，JTC和CNTA泵采用反向叶轮设计。JTC和CNTA上的反向叶轮结构平衡了叶轮产生的轴向推力。串联叶轮配置产生非常高的内推力，平衡这种推力需要更深入的设计相比，对置叶轮设计。

许多年前装运的大多数泵都是用包装密封装运的。JTC轴直径小，压盖填料至关重要。不仅用于密封产品泄漏到大气，但它也作为一个轴承，从而帮助中心和节流衬套在维持转子稳定的操作过程中。使用压盖填料来密封泵填料箱通常需要在现场进行调整，这对许多操作人员来说是一个持续的维护难题。

机械密封及其优越密封技术的引入增加了对售后市场升级的需求，为改装泵和新的行业标准铺平了道路。

经过改造的JTC泵现在通常配备机械密封，以消除无组织排放，这背后的主要驱动力是API-610第7版的发布，该版规范了机械密封和填料箱的要求。然而，将现有泵的填料箱改造为机械密封并非没有问题。随着安装在细长轴上的机械密封的增加，泵转子的动态行为发生了变化。这种变化导致了运行间隙的加速磨损，振动增加，间隙进一步扩大，恶性循环一直持续到泵由于高振动而不能在机械上发挥作用，而由于内泄漏而不能在液压上发挥作用。转子动态行为的变化导致了创新解决方案的产生，以维护和增加JTC泵的平均维修间隔时间(MTBR)。

最近，位于德克萨斯州帕萨迪纳市的一家化工厂在一次例行检修中，利用这个机会检修了他们的JTC泵，以提高轴承和密封寿命。苏尔寿休斯顿服务中心为增加MTBR提供工程支持和维修解决方案。该泵是典型的JTC小轴设计，带有机械密封，最初设计用于填料。

客户提供的JTC泵到达服务中心时已严重损坏。客户注意到泵经常出现密封和轴承故障。在套管内径处发现了过多的冲蚀，其中o形环在间盖和套管内径之间提供了级间密封。苏尔寿的质量(QA)团队也发现了案件的分割线平整度超出公差。在使用多年的转子磨损部件中发现了典型的磨损。

为了满足客户的期望，Sulzer休斯顿服务中心的工程团队承担起了为现有泵提供增加MTBR的解决方案的任务。该服务中心配备了最先进的三维激光扫描仪和API经验丰富的工程师，开始完全逆向工程原来的JTC泵。经过设计审查后，提出了修复和改造泵的建议，并将其提交给客户。

苏尔寿公司有两个主要目标，一是将套管损坏修复到原始设计标准，二是提供解决方案，消除紧密下入内部间隙的加速磨损。

套管修复
为了恢复泵壳内配合，使其恢复到原始设备制造商(OEM)的公差，行业中经常对这种配合进行镗孔。在镗削泵壳时，将泵壳对准其中心线是加工过程和整个维修中最重要的一步。重要的是要制定策略，正确设计和执行适当的维修过程，以恢复泵的关键壳体配合。

JTC上的叠层扩散器设计需要对所有内部配合面进行多点检测，以确保平行度和同心度符合苏尔寿标准。为了纠正超出公差的跳动，苏尔寿设计和制造了特殊的工具，以正确纠正关键配合表面的过度跳动。

为了消除在泵壳上发现的冲蚀和跳动，它经过了多个加工阶段。案例分割线是在苏尔泽的刨床上刨出来的。外壳孔配合也加工到所需的尺寸，保持紧密的公差和与外壳分割线的同心度。最后，对壳体内壁进行加工，并对壳体进行半扭，以确保两内壁之间的平行度，两内壁之间的轴向定位内元件位于40英寸处。

转子升级
在解决JTC泵运行间隙较窄时加速磨损的问题时，有两种典型的改进方案。

• 易损件采用非金属复合材料，减小运行间隙
• 将转子从间隔套筒式转子升级为劈环式转子

在这种情况下，苏尔寿采用非金属材料的所有固定磨损部件，如眼和轮毂环，油门衬套和中心衬套。节流套管和中心套管上明显的压力分布需要额外的设计计算，最终实现了如图2所示的穿孔镶件(Perf-Seal)设计。Perf-Seal插入件在非金属插入件上有径向钻孔，可以防止压差将插入件从金属支架上挤出。

非金属复合材料能够承受高达500°F(260°C)的温度。它们广泛应用于泵行业的磨损环组件，衬套和镶件。这些复合材料的主要优点是能够承受偶尔的干燥运行。如果泵发生故障，那么非金属环就成了牺牲品，所有其他部件都可以修复并重新使用。复合材料还可以减少运行间隙，从而提高转子的刚度和阻尼，提高转子的稳定性，提高泵的效率。应该注意的是，可靠性是转换为非金属环的主要原因，效率是次要的。

随着泵壳的完全修复，在服务中心加工了新的磨损部件，泵就可以进行组装了。叶轮是单独平衡的，装配转子检查平衡。叶轮和轴之间的松散设计需要在组装过程中进行关键的跳动检查。最后，在转子堆积过程中，将所有叶轮和扩压器设置到相应的运行位置，确保叶轮和扩压器的液压通道正确对齐。

进一步升级可用
由于时间的限制，转子从套筒设计升级为开环设计无法适应。现有的间隔套筒设计在每一端都有两个锁紧螺母，旨在将转子锁在一起，已知会在组装和运行期间产生跳动问题。该转子可进一步升级为劈开环设计转子。这消除了叶轮之间的间隔套，并允许叶轮在每一级的推力通过分裂环传递到泵轴。由于取消了间隔套，在某些情况下，通过泵轴的叶轮部分，轴直径可以增加0.5 - 0.75英寸(12 - 19毫米)。这也允许轴和叶轮之间的过盈配合，减少叶轮磨损表面的跳动，并提供更严格的平衡标准的平衡能力。以这种方式升级后的泵可以满足最新的API 610标准的振动要求。

如果叶轮是可焊的，那么后轮毂可以焊接到现有的叶轮，允许现有的叶轮重新使用。如果原来的叶轮是铸铁的，就必须更换。

对于具有复杂几何形状的部件，如叶轮和壳体扩散器，Sulzer使用Crea Form扫描仪对客户提供的设备进行快速3D建模。3D扫描仪是一种强大的工具，广泛应用于行业中，以正确地实现铸造部件的制造。这使得苏尔寿能够提供满足现有液压和包络要求的替代叶轮。对于泵性能的变化，苏尔寿工程可以分析现有的性能数据，并可以相应地调整液压元件，以满足新的工艺条件。在时间限制的周转期间，如果新的转子申请不可行，苏尔寿工程可以对现有转子进行机械审查，并就提高轴承寿命和提高转子稳定性所需的必要转子更改提供建议。

定心垫片
JTC最初的转子设计包括一个定心垫片，通过相应地调整中心级套管，确保转子与泵壳紧密配合。在转子中间有一个定心垫片的缺点是必须拆卸转子的一半，以适当地调整垫片转子不适合套管与适当的轴向间隙，见一个例子，在情况下转子装配详细的图片3。一个升级是可用的，删除中心垫片，并将其移动到第一级扩散器的前面。通过提供层压垫片，可以对最终组装的转子轴向长度进行快速调整。此升级是快速包交换的理想选择，并有可能减少维修的准备时间。

轴承和密封修改
为了增加轴承寿命，轴承壳升级也可以通过用苏尔寿的碳钢球球或球套安排轴承壳改造现有的铸铁壳来实现。这些设计有散热的整体翅片，可以配备各种仪器连接，如电阻温度探测器(rtd)，轴承冷却器和振动探头。

在某些情况下，新的风冷轴承座可以拆除现有的水冷轴承座和相关的管道。

苏尔寿的轴承座组件可以增加轴承尺寸的球-球安排或实现更短的长度/直径比(L/D)滑动轴承套筒球安排。外壳还配备了Inpro隔离器，以保护外壳内部免受污染物的侵害。工程师可以自定义设计轴承座配合法兰，以适应当前泵壳螺栓模式，并最大限度地减少任何壳体返工。

满足新标准
石化行业有很多类似于JTC的分体式扩散泵，如IR CNTA、IR HMTA和Worthington WT。尽管它们之间的转子配置有所不同，但这些产品系列的许多可靠性挑战是相同的。在升级到API 610第12版并最终提高MTBR的同时，上面详细介绍的一些JTC升级可能是恢复和提高泵性能的实际解决方案，而不是废弃过时的分离壳扩散泵。

苏尔寿的目标是通过工程和内部制造提供泵可靠性解决方案。苏尔寿自豪地为所有类型的泵(苏尔寿和非苏尔寿泵)提供维修和改造，迎接挑战，升级客户的设备，以满足新的行业标准。