摘要：本文通过对柱塞式隔膜泵结构和工作原理的介绍，对石油天然气生产工作中柱塞式隔膜泵的故障原因进行了分析，提出了相应的故障处理办法，以减少柱塞式隔膜泵故障发生率，提高柱塞式隔膜泵的使用效率。
关键词：隔膜泵、阀组、故障、润滑油
1 隔膜泵的基本结构和工作原理
隔膜泵是石油天然气生产过程中重要的一种机械设备，是一种能够通过流量调节机构将行程由0%至100%进行线性调节，精密设定泵的排出流量的柱塞泵。
1.1泵的结构
隔膜泵的结构是由泵头总成、内循环压力平衡系统、减速机构和行程调节机构、隔膜片及电动机等组成。
1）泵头总成包括泵头、进出口单向阀、阀套、进出口管及法兰、护膜板等。
2）内循环压力平衡系统由缸体、二阀组、补油阀及油池组成。
3）采用蜗轮蜗杆减速机构，行程调节采用N形曲轴连杆机构，两个机构安装于同一机箱内。
4）隔膜片安装于泵头与缸体之间，其两侧分别为介质腔和液压腔。
1.2泵的工作原理
电动机经联轴器与蜗杆联结，并带动蜗轮、N轴运转，N轴通过连杆带动柱塞作往复运动。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，介质从进口管线进入介质腔内，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路，柱塞连续往复运动，泵即可连续输送介质。
在运行过程中，当液压腔内压力高于额定值时，泄压阀起跳，释放出来的液压油通过回油管进入油池；当液压腔内的液压油不足时，补油阀自动开启，油池内的液压油通过补油管进入液压腔。液压腔内压力始终保持平衡是膜片使用寿命长的重要因素之一。
二阀组内的排气阀可使液压腔内少量空气排出，避免气阻现象，确保正常运行。在排气过程中，可能会有极少量液压油经回油管一起排出，属正常现象。
2 隔膜泵的安装、使用及注意事项
2.1 隔膜泵的安装注意事项
1）要明确安装顺序，在装配前要小心清洁所有的密封表面，使密封面表面无异物、灰尘和涂料等杂质。尤其是要注意泵轴、中轴、曲轴、轴瓦和轴套等关键部件的规格、尺寸，以及完整清洁度等是否符合标准要求。
2）导向套在安装时要求注意柱塞配合尺寸、表面粗糙度和内外径同轴度等都要达到标准要求，密封圈要保证完好无损。
2.2隔膜泵的使用及注意事项
1）在变速箱内、油池内注入N32号机械油，变速箱油面至少在1/2以上，油池内的液面应低于柱塞下25mm左右，但要高于油池内补油阀前面的滤芯。
2）运行中检查柱塞填料处的泄露情况，当泵的排量逐渐减小时，可能填料磨损严重，应当适当拧紧填料压紧螺栓。
3）如发现油池内液压油产生乳化，可能膜片已经破损，应更换膜片。
4）检查温升情况。电机允许温度为70℃，传动箱内润滑油温度不宜超过65℃，填料箱温度不得超过70℃。
5）泵开机后，听到“嗒嗒”声，是单向阀开闭时所产生，属正常现象。
6）泵输送的介质内不能有大于0.1mm的固体颗粒或杂质，否则将直接影响泵的排量精度。
7）润滑油的更换周期： 传动调节箱内的机油开始使用两个月更换一次，以后每半年更换一次，油池内的液压油应每三个月更换一次。
8）泵停用后，关闭进出口阀门，如长期停用，应将介质腔内的残留介质排空并冲洗干净。
3 隔膜泵易损件的更换方法
3.1 膜片的更换方法
1）关闭进出口阀门，并放空卸压，排尽油池内的液压油，然后拧下泵进出口管压紧螺母，用扳手拧下泵头前端的所有紧固螺母，卸下泵头和旧膜片。
2）清洗泵头缸体，装上新膜片，如果是双隔膜，应将其中一个沾上机油，与另外一片紧密贴在一起，把两片之间的空气彻底排尽，再将膜片装上，套上泵头，用扳手均匀的拧紧所有泵头紧固螺母（注意：不要将螺母拧的过紧，以不泄露为宜；泵的前端面的箭头必须朝上），然后用手把进出口管的压紧螺母拧入泵的单向阀组套管上，再用扳手拧紧（注意：进出口单向阀与出液管之间装有密封垫片）。
3）排净液压腔内的空气，具体操作如下：
①在油杯内装上至少半杯机油；
②启泵，将行程调到最大，此时打开油杯下的阀门，当油吸入液压腔的同时，空气也迅速排出；
③当观察到透明接管内完全无气泡排出时，关泵即可。
4）打开进口阀门及放空阀，启泵，彻底排净介质腔内及出口管路中的空气后关闭放空阀，开启出口阀门，再将流量调至所需值即可。
3.2 单向阀组的清洗及更换方法
1）停泵，关闭进出口阀门，并放空卸压。
2）拧开泵的进口或出口压紧螺母，移开进口或出口接管，拆下单向阀，如需更换则直接装上新的单向阀。清洗液用清洁的乙醇或汽油，清洗工具易用软毛刷。
3）清洗完毕后按原样安装妥当，所有的发作的密封面均向上，锥形口向下。
4 隔膜泵生产中常见故障及排除方法
4.1泵不上量，压力表也没有显示
4.1.1主要故障现象
压力表指针静止不动，泵出口管线无振动，听不到单向阀撞击声
4.1.2产生故障的原因
1）进口管道或泵头内有气体；2）泵头液压腔内进气；3）单向阀被异物卡住而失效；4）泵出口安全阀内漏。
4.1.3解决方法
1）在泵运行状态下，打开放空阀，彻底排净气体；2）拧松二阀组上的调压螺帽使泄压阀起跳，直到空气排净，再将螺帽复位；3）如压力表指针不正常回落，则应清洗泵的上单向阀；如排净管道内的气体后还不起压，则应清洗下单向阀；4）维修或更换安全阀。
4.2 二阀组频繁起跳
4.2.1 主要故障现象
二阀组回流管内的液压油不断往外冒，并有振动感。
4.2.2 产生故障的原因
1）二阀组弹簧压力未调到位；2）补油阀弹簧变形，太松；3）改注缓蚀剂后，由于密度增大，流体的流速减慢。
4.2.3 解决方法
1）把调压螺帽顺时针往下拧，直到不起跳后再拧半周即可；2）更换弹簧；3）将补油阀调压螺钉拧到底。
4.3 二阀组回油管出油量过多
4.3.1主要故障现象
当泄压阀不起跳，回油管又不振动时，还连续冒油。
4.3.2产生故障的原因
1）泄压阀密封面被异物卡住而失效；2）经长期使用或频繁起跳，造成泄压阀失效。
4.3.3解决方法
1）取出泄压阀阀芯，拧下二阀组阀套，检查并清洗；2）更换泄压阀组。
4.4泵头与缸体之间漏介质
4.4.1主要故障现象
在封头螺钉处有介质渗出，产生滴、漏现象。
4.4.2产生故障的原因
1）泵头紧固螺钉松动； 2）密封垫片未安装到位。
4.4.3解决办法：
1）用扳手拧紧封头螺钉（注意：不能用加力杆）；2）重新加装密封垫片。
结束语
在石油天然气生产过程中，一定要按照操作规程使用隔膜泵，以避免人为造成不必要的设备故障，影响隔膜泵的生产运行。在隔膜泵发生故障问题时，要及时进行故障原因分析，采取正确有效地措施解决故障问题，并做好隔膜泵设备的维修与养护工作，以延长隔膜泵的使用寿命，减少维修促进生产提高经济效益。
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