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，因為可以提供較大范圍的流量和壓力，并且通常易于維護（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)溫度可達華氏800 度（427攝氏度）以上。具備如此多的特點，單級懸臂泵也成為設(shè)備維護工作的焦點，以提高可靠性和運行時間，保證生產(chǎn)的正常運行。

圖1：懸臂式泵的當前設(shè)計

技術(shù)和經(jīng)驗促成了制造、材料和設(shè)計方面的進步，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)計標準保持相對穩(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)標準，購買建議和設(shè)計注意事項已修訂的比較成熟，以幫助提高這些泵的整體可靠性。

當前，API 610軸承座翻新改造可對傳統(tǒng)泵型進行多次升級，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)計符合當前的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。

事實上，一些傳統(tǒng)的泵是在許多行業(yè)標準之前設(shè)計的，并且不包含一些易于維護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會。

1.管口載荷改造

在實施現(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，過度振動以及潛在的零件接觸磨損。

通常，這些泵在設(shè)計時支架較薄，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)有樣式進行適當改造而升級，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。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的噴嘴負載要求。下圖顯示了對傳統(tǒng)設(shè)計進行的圖案更改，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準協(xié)會（ANSI）300凸面設(shè)計更改為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，因為整個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，并擴大溫度和產(chǎn)品的操作極限。

許多軸承箱改造商在設(shè)計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)有的箱型進行修改時，可以引入改善整體密封設(shè)計的機會。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)計工作點很可能會在預(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)計階段中進行水力改造，以優(yōu)化泵的性能，滿足當前的運行需求。對原設(shè)計的蝸殼唇口進行擴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。也可以安裝改進的高流量或低流量葉輪，以進一步將最佳效率點優(yōu)化為所需的工作流量和壓差。

鑒于在懸臂泵上進行改造的實際情況，該泵的原始工作點已降低，新的工藝甚至需要進一步減少流量。

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)過驗證的升級，有助于擴大API和API前型號泵的MTBR。然而，重要的是要認識到，在不需要對現(xiàn)有裝置進行額外現(xiàn)場改造的情況下，將新的泵技術(shù)適當?shù)貞?yīng)用于舊有設(shè)備，可以取得進一步的收益。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，以進一步延長設(shè)備的使用壽命并降低運營成本，同時滿足設(shè)備改造后的生產(chǎn)要求。