降低柱塞泵的故障停机率

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1、降降 低低 柱柱 塞塞 注注 水水 泵泵 的的 故故 障障 停停 机机 率率 小组名称：胜科输油队QC小组 单位名称 :石油开发中心胜科管理区 注册编号 ：SYKF-015-2009 小组类型 ：攻关型 前言 胜科管理区组建于2003年5月，地处广饶县 石村镇（即草桥地区），主要负责草桥地区草4 、草104、草109、草127、草128块的开发生产 管理工作，含油面积22.11平方千米，地质储量 3724万吨，原油产量30万吨，占到中心产量的 37%，是开发中心原油稳产的主战场。 胜科管理区输油队管理着5座输油站库和1 座注水站，草4-1注水站于2007年12月份投产， 设计注水能力500m3

2、/d， 设计工作压力16MPa 污水处理A3级，承担着草4沙42+3的注水任务， 目前有注水井7口，日注水量170m3，现有 3S125A-12.5/16型柱塞泵3台。 目 录 六、制定对策 七、对策实施 八、效果确认 九、巩固措施 十、下步打算 一、小组概况 二、选题依据 三、现状调查 四、确定目标 五、原因分析 及要因验证 小组名称：胜科输油队 QC小组 建组时间： 2008年3月 注册时间： 2009年5月 注册编号：SYKF- 015-2009 小组类型：攻 关型 TQC教育： 24小时 TQC获证率 100% 活动日期： 2009.3-.9 活动次数： 15次 活动时间： 60小时

3、活动方式：集中活 动与分散相结合 活动主题：降低柱塞注水泵的 故障停机率 小组 简介 小组成员简介表小组成员简介表 小组成员简介小组成员简介 序号姓 名性别年龄职务(称)组内分工 1孙宝国男39副队长组长 2邢 君男36队 长协调实 施 3余建春男39副队长组织实 施 4金朝科男33工程师方案实施 5崔字田男39技师方案实施 6武宏伟男29技术员现场实 施 7张学全男32注水泵工现场操作 8李吉川男27注水泵工现场操作 9马金银男22注水泵工资料整理 技术顾问 ：彭庆基 蒋鲁奕 方法指导：李明、孙相亮 柱塞泵属于容积式往复泵，瞬时流量随时间而变化， 泵的压力取决于管路特性，柱塞泵具有工作压力高

4、、温度 高、输送介质矿化度高，设备故障率居高不下，严重影响 了正常的生产进行，导致设备维修费用超支。 针对上述情况我们选择了以降低柱塞注水泵的 故障停机率作为本次QC小组活动的课题 。 二、选题依据 三、现状调查 针对草4-1站柱塞注水泵在2008年的使用过程中 出现以下异常现象并造成停机： 柱塞泵不起压，经常出现56MPa的情况； 柱塞泵震动大，噪音高，严重时整个泵房和污水罐都在振动 注水泵流量低，不足额定流量的1/3 柱塞磨损腐蚀严重，泄漏量大 管线、设备憋压导致安全阀及控制电路继电器起跳 针对上述情况，小组成员对2008年草4-1#注水站三台柱塞泵运行过 程中的故障次数进行了统计,具体情

5、况下表（表2）: 草4-1#站2008年柱塞泵故障停机统计表 表二 草4-1#站2008年柱塞泵故障停机统计表 制表人：李吉川 制表时间：2009.06.16 时间 设备 名称 及编号 故障 次数 故障原因 停机 时间 (h) 故障停 机率 (%) 备注 100 23#注水泵1柱塞腐蚀81.1更换柱塞 300 41#注水泵1震动大噪音高不起压162.2更换吸入阀总 成3套 52#注水泵1震动大噪音高不起压162.2更换吸入阀总 成3套 61#注水泵1震动大噪音高不起压121.7更换吸入阀总 成3套 72#注水泵1震动大噪音高不起压121.7更换吸入阀总 成3套 81#注水泵2震动大噪音高不起压

6、203.6更换吸入阀总 成3套 1柱塞漏失量大6更换柱塞及盘根3套 92#注水泵1柱塞腐蚀漏失量大42.0更换柱塞及盘根3套 2#注水泵1震动大噪音高不起压10更换吸入阀总 成3套 10000 112#注水泵1柱塞漏失量大60.8更换盘 根3套 121#注水泵1安全阀起跳30.4更换安全阀 合计121131.30 设备故障停机率=作业时间内由于设备故障而不能工作的时间作业时间 100% 从上表中我们可以看出，柱塞泵故障停机率高，平均故障停机 率达1.3%，设备维修工作量大、费用高，工人劳动强度高。因 流量低同时启2台泵保生产，加大了生产成本和能源消耗。 数据取自输油队设备运行记录本和设备技术档

7、案 1、确定小组 活动目标 （一）目标制定：将3S125A-12.5/16型注 水泵平均故障停机率目前1.3%降低到0.5% 。见小组活动目标柱状图 （二）依据：胜利油田基层“三 基”创建标准条件规定，创中 石化银牌队必须有过硬的指标 ，设备故障停机率属于核心指 标不能高于0.5% (1) 设备故障停机率不能高于0.5%，是创建中石化银牌队综合 管理指标的要求，必须达到。 (2)设备故障停机率直接影响注水生产运行质量，各级领导及小组成 员高度重视。 (3) 参观东辛采油厂辛二注水站，辛二注的设备故障停机率不到 0.3%。 经以上分析论证 ，我小组有能力 完成这个课题 2、目标可行性分析 原因分

8、析关联图 五、原因分析及要因验证 1、因果分析 制图人：孙宝国 制表时间：2009.06.18 吸入阀总成阀板 受热膨胀卡槽 柱塞腐蚀磨损 密封不严 流量小不起压 工人操作 标准不规范 排出过程 排量漏失 吸入阀关不严 柱塞盘根 泄露量大 设备使用 保养不当 吸入阀打不开 吸入过程 供液不足 排出过程 局部水力冲击 震动大 噪音高 控制电路中间 继电器起跳 数字压力表 发送信号 安全阀 起跳频繁 干线及 设备超压 流程切换 操作不当 设备故障 停机率高 五、原因分析及要因验证 1、因果分析 根据此图可以看出造成 注水泵故障停机率高： 工人操作标 准不规范 边缘因素 柱塞腐蚀磨 损密封不严 （1

9、） （2）（3） 吸入阀总成 阀板受热膨 胀卡槽 五、原因分析及要因验证 2、要因验证 要因验证一 验证时间：2009.04.10 验证地点：草4-1注水站 验 证 人：余建春 崔字田 在切换流程、启停设备以及设备保养维 护过程中，由于操作人员对操作标准的 理解有差异，容易发生误操作造成设备 故障停机。为避免人为因素对设备故障 停机的影响，我们加强了对操作工人的 技术业务培训，推行标准化操作，由技 术熟练的工人技师带领职工进行现场演 练，保证了所有职工在操作过程中的标 准统一；同时组织岗位工人外出学习注 水泵工岗位知识，并于2008年取得了 中石化注水泵工操作证，降低了人为 因素对设备故障停机

10、率的影响，故确认 为非要因。 （一）工人操作标标准不规规范 图3 操作培训现场 五、原因分析及要因验证 1、要因验证 要因验证二 验证时间：2009.04.15 验证地点：草4-1注水站泵房 验 证 人：孙宝国 彭庆基 与分体式的吸入阀和排出阀不同，该泵的吸入阀和排出阀是集成式。 吸排水阀总成由阀座、吸入阀板、吸入阀弹簧、排出阀组件等组成，该 总成是常用易损件，也是该泵的关键专利部件，具有体积小，结构简单 的特点。该总成除吸入阀板以外均采用不锈钢铸钢结构，液缸在吸入过 程时，为降低泵必要的净正吸入压头，利于吸入阀板在导向槽内往复开 启，采用了轻质的工程塑料，以及较小弹簧刚度的吸入阀弹簧。 （二

11、）吸入阀总成阀板受热膨胀卡槽 图4 吸入阀总成 五、原因分析及要因验证 1、要因验证 图5 柱塞泵吸入阀总成结构图 阀压套 排出阀组件 吸入阀板 吸入阀弹簧 制图人：孙宝国 制表时间：2009.04.18 阀座 柱塞 五、原因分析及要因验证 1、要因验证 吸入口通道 排除口通道 制图人：孙宝国 制表时间：2009.04.18 图6 吸入阀板和阀座示意图 五、原因分析及要因验证 1、要因验证 图7 阀板与板槽 柱塞注水泵最初的 故障表现为震动大、噪 音高、流量低、不起压 ，针对故障原因进行多 方查找，我们在2008年 柱塞注水泵故障停机统 计表中发现，该类故障 共发生7起，主要集中在 4-9月份

12、，初步断定故障 与天气温度有关。注水 站处理的污水来自相邻 的油站，污水温度不低 于80，夏天热量损失 少，冬天热量损失大。 五、原因分析及要因验证 1、要因验证 结结构解剖 通过对泵头的结构进行了细致解剖，掌握其 工作原理，发现吸入阀板材料为工程塑料，阀板 导向槽等其他部件均为不锈钢铸钢结构。而工程 塑料和不锈钢铸钢的受热线性膨胀系数相差3-10 倍，随着气温转暖，故障出现的频率越高。 在一次故障出现时，为保生产立即组织抢修 ，在取吸入阀板时发现阀板卡死在导向槽内，泵 头温度降低以后才能取出。这就印证了吸入阀板 受热卡死在阀板导向槽内，造成的流量低、噪音 大、不起压等故障，其原理如下： 柱塞

13、泵的结构及原理 柱塞泵结构及工作原理 柱塞泵结构及工作原理 柱塞泵结构及工作原理 柱塞泵结构及工作原理 柱塞泵结构及工作原理 柱塞泵结构及工作原理 五、原因分析及要因验证 1、要因验证 要因验证二 验证时间：2009.06.15 验证地点：草4-1注水站泵房 验 证 人：孙宝国 彭庆基 阀板受热膨胀后，这两种情况都会引起设备故障停机，故确认为要因 。 2005 02 阀板受热膨胀卡槽 有两种情况 危害 排出过程液缸内压力迅速升高 ，气泡重新凝结溃灭引起局部 水力冲击，导致震动大、噪音 高、流量低，其危害会引起液 缸和吸入阀总成疲劳损坏 02阀板卡在导向槽的前端 吸入阀打不张，吸入过程 液缸吸入

14、量不足，液缸内的 压力为负压真空，水在饱和 蒸汽压降低的情况下，迅速 汽化产生大量小气泡 阀板不能打开或不能闭合都会引起设备故障停机，故确认为要因 01 阀板卡死在导向槽的后端 吸入阀关不严，排出过程排量漏 失，造成注水泵流量小，压力低 柱塞泵结构及阀板卡槽故障演示 阀板卡在导向 槽前端，吸入 阀打不开 柱塞泵结构及阀板卡槽故障演示 阀板受热 膨胀卡槽 不能打开 柱塞泵结构及阀板卡槽故障演示 阀板受热 膨胀卡槽 不能打开 柱塞泵结构及阀板卡槽故障演示 阀板受热 膨胀卡槽 不能打开 五、原因分析及要因验证 1、要因验证 要因验证三 验证时间：2009.05.24 验证地点：队练兵场 验 证 人：

15、刑君 李明 油田污水矿化度高，含 有硫酸盐还原菌、硫化物等 物质，对柱塞产生强烈腐蚀 ，而且柱塞往复运动时与盘 根直接接触，存在机械磨损 ，因而导致柱塞与盘根密封 不严，污水泄露柱塞腐蚀加 剧，在泄露量达到一定程度 时被迫停机更换柱塞，故确 认时要因。 （三）柱塞腐蚀磨损密封不严 图6 柱塞箱 2、吸入阀总成阀板受 热膨胀卡槽 非要因 1、工人操作标准不规范 要因 3、柱塞腐蚀磨损密封不 严 五、原因分析及要因验证 结论 要因 对策 表 要因对策目标措施地点负责 人 时间 阀板受 热膨胀 卡槽 改造 吸入 阀板 防止吸入阀 板受热膨胀 卡槽 将吸入阀板外径车削至合适 尺寸 草4-1注 水站 崔

16、字 田 2009 年 6月 柱塞腐 蚀磨损 密封不 严 加装 滴油 盒 在柱塞表面 形成一层油 膜起到润滑 防腐的作用 1、清理柱塞箱的锈迹和污 垢。 2、用白铁皮自制了一个机 油盒，并在每根柱塞的上方 打一个小孔，让机油滴在柱 塞上起润滑防腐的作用。 草4-1注 水站 余建 春 崔字 田 2009 年 6月 制表人：马金银 制表日期：2009年8月3日 通过要因分析可以看出，柱塞泵故障停机率高的主要原因是吸 排水阀总成阀板受热膨胀卡槽、柱塞腐蚀磨损密封不严。根据 确定的要因，小组成员认真讨论研究，制定对策如下表（表3 ）： 可可 行行 对策可行性评估对策可行性评估 结论 由此认为可行 外部环境外部环境 阀板材质是一种叫做聚甲醛的塑料， 可以用车床加工至所需尺寸 上级领导及有关部门大力支持 减少阀板外径减少阀板外径 滴油盒可以就地取材使用白铁皮 等材料制作，结构简单制作方便 加装滴油盒加装滴油盒 （一）改造阀板、防止受热膨胀卡槽 （1）确定思路 图10 吸入阀板和阀座示意图 减小吸入阀板外