李金城 
單級懸臂泵是泵行業(yè)一種非常重要的泵型。在所有類型的泵中，因?yàn)榭梢蕴峁┹^大范圍的流量和壓力，并且通常易于維護(hù)（圖1），它也是使用場合最多的泵之一。
此類型泵能夠處理不同比重的液體，在某些情況下，輸送介質(zhì)溫度可達(dá)華氏800 度（427攝氏度）以上。具備如此多的特點(diǎn)，單級懸臂泵也成為設(shè)備維護(hù)工作的焦點(diǎn)，以提高可靠性和運(yùn)行時間，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
圖1：懸臂式泵的當(dāng)前設(shè)計(jì)
技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)促成了制造、材料和設(shè)計(jì)方面的進(jìn)步，從而提高了單級懸臂泵的整體可靠性。臥式單級懸臂泵的基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)保持相對穩(wěn)定，包括帶有徑向軸承和推力軸承的軸承座，以及懸掛在軸承座外部軸上的葉輪。諸如美國石油協(xié)會（API）610之類的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，購買建議和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)已修訂的比較成熟，以幫助提高這些泵的整體可靠性。
當(dāng)前，API 610軸承座翻新改造可對傳統(tǒng)泵型進(jìn)行多次升級，這可能會縮短維修間隔時間（MTBR）或減少廢氣排放量。在大多數(shù)情況下，這些改造將提供單列、深溝、徑向軸承和成對的背靠背角接觸推力軸承。通過甩油環(huán)和潤滑通道改善潤滑。
更大的油槽、風(fēng)扇和散熱片，以減少或消除對外部冷卻水的需求。最后，密封腔和軸的設(shè)計(jì)符合當(dāng)前的API 610撓度極限和Table7尺寸。這允許使用API 682密封件來升級密封技術(shù)，從而提高壽命和密封性能。
事實(shí)上，一些傳統(tǒng)的泵是在許多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之前設(shè)計(jì)的，并且不包含一些易于維護(hù)和保證承壓邊界可靠性的功能。建議最終用戶考慮以下升級機(jī)會。
1.管口載荷改造
在實(shí)施現(xiàn)代工業(yè)規(guī)范之前購買和安裝的設(shè)備可能缺乏處理連接管道施加的外部噴嘴力和力矩。這些力施加過大時，會導(dǎo)致泵殼和/或支架變形，從而導(dǎo)致未對準(zhǔn)，過度振動以及潛在的零件接觸磨損。
通常，這些泵在設(shè)計(jì)時支架較薄，以及額定值為每平方英寸150或300（psi）（10或20 bar）的較為平面的法蘭。這些配置可以通過對現(xiàn)有樣式進(jìn)行適當(dāng)改造而升級，同時保持適合現(xiàn)有管道和支架安裝的能力。
傳統(tǒng)支架的厚度可能為1英寸或更小，具體取決于原始設(shè)計(jì)。較新的符合API 610的泵提供了更厚的支腳和肋板，以支持API 610的噴嘴負(fù)載要求。下圖顯示了對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行的圖案更改，以提高泵的整體剛度。安裝腳的厚度增加了一倍以上，為鑄件提供了額外的強(qiáng)度。
位于支架和泵殼之間的肋板也增加了厚度。除此之外，本案例中的法蘭從最初的美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）300凸面設(shè)計(jì)更改為ANSI 600厚度，鉆孔和加工尺寸與原300法蘭相同。
所有這些改造都有助于提高殼體在出現(xiàn)管道應(yīng)變時的撓曲總阻力，或增加與泵對準(zhǔn)有關(guān)的管道應(yīng)變的總公差。
為了提高泵和泵殼連接的整體剛度，對這種泵殼進(jìn)行的最終升級是在排氣和排水口法蘭上安裝角撐板。添加角撐板可減少由于振動疲勞導(dǎo)致的小口徑管道焊接失敗的可能性。
2. 封箱改造
ANSI / ASME B73.1泵以及通過API 610第4版升級的API之前的泵，不需要在泵殼和泵蓋之間使用密封的壓縮螺旋纏繞墊片 。在許多情況下，使用的墊圈是非金屬薄板，可以夾在法蘭盤和泵殼之間。
這些墊圈在某種程度上可能不可靠，因?yàn)檎麄€密封表面上的壓縮力可能會根據(jù)施加到套管螺栓上的扭矩而變化。另外，材料可能對泵送流體的溫度和化學(xué)成分有限制。
API 610第5版引入了可控制壓縮量的受壓墊螺旋纏繞墊圈的要求，以提高泵的密封能力，并擴(kuò)大溫度和產(chǎn)品的操作極限。
許多軸承箱改造商在設(shè)計(jì)新的箱蓋時采用了纏繞式墊片。然而，通常情況下必須為這種改變做好準(zhǔn)備。
很多傳統(tǒng)類型的泵可能有一個用于非金屬型墊圈的凹槽，但是該設(shè)備的尺寸很少能精確控制深度。其他樣式可能沒有墊圈凹槽。
如上一節(jié)所述，在對現(xiàn)有的箱型進(jìn)行修改時，可以引入改善整體密封設(shè)計(jì)的機(jī)會。如果泵蓋接口處的現(xiàn)有套管尺寸不允許使用纏繞式墊片槽，則可在外徑上施加額外的保溫套。
然后，增加套管閉合螺栓的圓度，以創(chuàng)建并入現(xiàn)代API 610 Table 7密封腔室所需的空間。
3.水力改造
在現(xiàn)代精煉應(yīng)用中，由于替代的生產(chǎn)需求，原始的泵設(shè)計(jì)工作點(diǎn)很可能會在預(yù)期的泵壽命期間發(fā)生變化。
可以在新提供的泵殼的重新設(shè)計(jì)階段中進(jìn)行水力改造，以優(yōu)化泵的性能，滿足當(dāng)前的運(yùn)行需求。對原設(shè)計(jì)的蝸殼唇口進(jìn)行擴(kuò)展或切削可能就滿足要求。
如果需要，可以創(chuàng)建一個備用的蝸殼芯盒，以提供更加匹配的水力特性。也可以安裝改進(jìn)的高流量或低流量葉輪，以進(jìn)一步將最佳效率點(diǎn)優(yōu)化為所需的工作流量和壓差。
鑒于在懸臂泵上進(jìn)行改造的實(shí)際情況，該泵的原始工作點(diǎn)已降低，新的工藝甚至需要進(jìn)一步減少流量。
蝸殼改造和葉輪更換相結(jié)合，產(chǎn)生了令人滿意且滿足客戶要求的運(yùn)行曲線。
4.防腐升級
為了防止介質(zhì)腐蝕泵的殼體，最好對殼體的金屬進(jìn)行升級。這些變化可能包括將碳鋼升級為馬氏體、奧氏體或雙相不銹鋼。另外，許多傳統(tǒng)泵可能是鑄鐵的。
用碳鋼或其他可焊接合金代替鑄鐵可能會延長設(shè)備使用壽命數(shù)十年。。對于高腐蝕性的工況，還可以考慮在流道中應(yīng)用涂層的附加步驟。這些技術(shù)可能包括高速氧燃料（HVOF）噴涂、堆焊層和擴(kuò)散涂層等技術(shù)。
懸臂式軸承箱的改造，長期以來一直是一個經(jīng)過驗(yàn)證的升級，有助于擴(kuò)大API和API前型號泵的MTBR。然而，重要的是要認(rèn)識到，在不需要對現(xiàn)有裝置進(jìn)行額外現(xiàn)場改造的情況下，將新的泵技術(shù)適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于舊有設(shè)備，可以取得進(jìn)一步的收益。這些改造，雖然它們看起來有很長的交付周期，而且前期成本很高，但與基礎(chǔ)和管道安裝的現(xiàn)場改造成本相比，可能相形見絀。
除了這些支出外，通常還可以結(jié)合提高效率的要求，以進(jìn)一步延長設(shè)備的使用壽命并降低運(yùn)營成本，同時滿足設(shè)備改造后的生產(chǎn)要求。
