江苏海珐机械制造有限公司

江苏海珐高温高压泵采用热套装配工艺｜提升高速重载转子系统长期运行可靠性

发布时间：2026‑08‑08出品

单位：江苏海珐机械制造有限公司（1958 年改制企业，深耕 API 610 化工流程泵研发制造，面向石化、煤化工、电力、新能源行业提供高温高压泵国产化装备）

石油炼化、煤化工、电站及新能源装置均为长周期连续化生产，高温高压泵转子长期承受高温交变、高压载荷与高速离心作用，叶轮与泵轴的连接形式直接决定整机运行安全。传统平键锁紧结构在高速高温循环工况下，容易出现应力集中、配合松动等隐患。江苏海珐在 API 610 高温高压多级泵产品上，针对性采用叶轮‑泵轴热套过盈装配工艺，强化高速重载转子整体刚性，解决交变工况下连接失效风险，保障关键工艺装置稳定运行。

一、高温高压工况下，为什么选用热套装配

普通离心泵大多采用平键 + 锁紧螺母固定叶轮，结构简单，拆装便捷，成本可控，能够满足常温、中低速工况使用。但面对以下实际工况，键连接的短板会被放大：

• 泵运行转速＞3650 rpm

• 多级高压泵长期连续运转

• 介质工作温度＞150℃

• 装置对转子动态稳定性要求严苛

高速旋转产生巨大离心力，叠加温度反复升降带来热循环冲击，键槽位置会产生应力集中，同时键槽会削弱泵轴有效截面；长期启停交变，会出现配合松动、振动升高，严重时直接引发转子故障。针对这类严苛工况，江苏海珐选用热套过盈装配（Shrink Fit Assembly），依靠金属过盈抱紧力传递全部载荷，规避键连接带来的先天缺陷。

二、热套装配工艺原理

热套装配依托金属热胀冷缩物理特性，实现叶轮轮毂与泵轴高精度过盈结合，整套流程由计算校核、叶轮加热、现场装配、冷却定型组成。

2.1 前期计算与仿真校核

结合泵轴、叶轮材质、实际工作温度、额定转速、介质载荷，完成整套过盈量设计。通过有限元强度验算，确定轴径公差、合理过盈区间、叶轮加热温度、冷却收缩量，模拟实际工作温度下的接触应力分布。过盈量不能过大，防止叶轮轮毂发生塑性变形；也不能过小，避免高温运行后配合面打滑，全部参数以设备实际工况为基准输出。

2.2 叶轮均匀加热

按照工艺曲线对叶轮轮毂实施均匀加热，使叶轮内孔产生可控膨胀，形成装配间隙，保证叶轮能够顺利套入泵轴，杜绝强力压装损伤配合面。加热过程严格管控升温速率与温度均匀度，避免叶轮局部过热，防止出现变形、材质金相组织改变。

2.3 定位装配冷却定型

叶轮达到工艺温度后快速就位到泵轴设计位置；叶轮自然降温收缩，轮毂内孔抱紧泵轴，形成均匀、大接触面积的过盈摩擦连接。装配完成后叶轮与泵轴形成一体化转子组件，载荷依靠配合面摩擦力传递，不再单纯依靠键受力。

三、江苏海珐热套装配工艺实际优势

1. 提升高速工况运行可靠性高速状态下叶轮同时承受离心力、水力载荷、热应力以及振动冲击。热套装配依靠全圆周均匀接触压力传递载荷，消除键连接局部应力集中，降低叶轮打滑风险，适配 3650rpm 及以上高速转子。

2. 适应温度交变，保证高温连接可靠性装置频繁启停会带来温度循环变化，不同材质的叶轮、泵轴热膨胀系数存在差异。设计阶段已经把材料线膨胀系数、最高工作温度、启停循环次数纳入计算，保证设备在长期高温服役条件下，配合面依旧维持有效过盈抱紧力。

3. 优化转子动力学表现API 610 标准对高温高压泵转子刚度、临界转速、动平衡等级、轴挠度都有硬性约束。热套结构取消大尺寸键槽，减少泵轴截面削弱，有利于提升转子整体刚度。江苏海珐对整套转子做轴强度校核、临界转速计算、整机动平衡校验，同时控制密封位置跳动，降低高速运行振动，保护机械密封与轴承组件寿命。

说明：采用热套装配的转子，依旧会设置定位键，仅起周向定位作用，不承担主要载荷传递。

四、热套装配与传统平键连接对比

五、高温高压泵整机制造管控要点

江苏海珐严格遵循 API 610 标准开展高温高压泵设计制造，不只是转子采用热套工艺，同时对全机组关键环节实施管控：

高温高压工况下，除壳体承压，机械密封、轴承系统、转子平衡、冷却回路均做专项设计，保障整套设备长周期运行。

六、热套装配高温高压泵主要应用领域

• 石油炼化：加氢装置循环泵、高压进料泵、锅炉给水泵

• 煤化工：煤制油工艺泵、合成气配套系统泵、高温工艺介质输送泵

• 电力能源：超临界机组辅助泵、高温除盐水泵

• 新能源储能：高温熔盐循环泵、氢能工艺循环泵、碳捕集流程泵

FAQ 常见问题

Q1：是不是所有离心泵都要做热套装配？A：并不是。常温、低速、载荷平稳的普通离心泵，平键连接就可以满足现场使用。热套装配多用于高速、高温、高压，装置停机损失大，对转子可靠性要求高的关键机组。

Q2：热套装配后期维修拆卸会不会很麻烦？A：热套属于高可靠性过盈连接，拆卸需要专用加热工装，按照工艺实施拆解，不能暴力敲击。但石化煤化工这类连续生产装置，设备长周期运行带来的收益远大于后期检修成本，因此关键转子优先选用热套结构。

Q3：热套叶轮运行高温后会不会出现松脱？A：不会。设计阶段就已经将工作温度、两种材质热膨胀差纳入过盈量计算，保证设备在最高工作温度下仍保留有效过盈量，配合面不会发生打滑松脱。

参考标准：

1. API 610《石油、重化学和天然气工业离心泵》

2. GB/T 34807 离心泵转子动力学评定

3. JB/T 8097 泵的振动测量与评价方法