多級泵的故障分析及處理

姜興成

摘要：當前，在化工生產中多級泵的使用越來越廣泛，對多級泵的常見故障的分析日益重要。本文主要介紹了多級泵的常見故障并分析了故障發生的原因及解決措施，對于進一步研究多級泵的性能具有積極意義。

目前，多級泵的使用非常廣泛已成為工業生產中不可或缺的機械設備，隨著工業的發展，多級泵的使用也將越來越廣泛。尤其是在劇毒、易燃、易爆、放射性物質等介質的輸送上，多級泵更是起著至關重要的作用。這就要求我們應熟練的掌握多級泵的常發故障及檢修技術，以便在檢修時消除隱患，不影響設備的正常運轉。

1.多級泵的常見故障及原因分析

1.1.轉子卡阻故障

巡檢人員在巡檢過程中發現，在每次停泵之后，再一次盤車時，轉子都會被卡阻而無法正常轉動。檢查人員隨拆解轉子，在采用打磨咬合點、放大轉子間隙等方法后，仍然沒有辦法消除轉子卡阻的故障。在處理故障的過程中，維修人員注意到轉子在試行中其振動值較小，隨將泵的各級密封環間隙放大，雖然此時轉子未出現卡阻問題，但其振動值卻遠超規定的振動值范圍，泵依然無法正常運行。最后，維修人員通過在各級密封環上激光熔覆硬質合金的辦法來改變間隙表面的材質配對，以避免類似材質的互相咬合，并對轉子重新進行動平衡調整，才解決了轉子的卡組故障。

原因分析：該泵在初次投入使用時，也曾發生過轉子卡阻的故障。經解體檢查后，將密封環間隙跟軸套間隙放大，使用至今。在本次故障發生時，泵的運行時間己長達近兩萬小時，且泵軸的兩個軸承位置距離很大，屬于撓性轉子，由于泵軸的自重跟葉輪的重量偏重，使得泵軸在自身及其各個部件的重量下會產生微變形。另一方面，廠家為提高多級泵的效率，其設置的密封環間隙和軸套間隙均小于單級或兩級泵的間隙。以至于在泵軸產生微變形時，在運轉中會出現輕微的刮擦在表面劃出溝槽，這樣一旦有雜質進入間隙當中就會越積越多，從而導致轉子卡阻無法正常運行。

1.2.滾動軸承異常發熱

在最近的巡檢過程中發現泵經常出現后端推力滾動軸承異常發熱的現象，甚至發生軸承被燒毀的事故，維修人員隨多次切換軸承，但問題依然沒有得到有效解決。

原因分析：從現場情況可以判斷出該事故是由于加載到滾動軸承上的過大的殘余軸向力引發的。這點可以通過采用背靠背的軸承安裝方法來分析。采用背靠背安裝的優點是軸承能夠承受雙方向的軸向力，且有較強的抗傾覆力。在事故現場發現，安裝在靠近電機一側的軸承被燒毀，且以往的類似事故都發生在該位置。通過檢修，排除了由于質量而引起的故障原因，說明軸承因承受了超過其實際承受能力的重量而導致軸承被燒毀。進一步說明了泵的平衡裝置出現了平衡過渡的問題，也就是平衡機構的前后壓差大。因此要想完全解決軸承被燒毀的故障，設法降低平衡機構的前后壓差是必不可少的。

1.3.多級泵電機軸瓦推力面燒毀

巡檢人員在檢修過程中發現，泵在運行中常常發生電機軸瓦輔助止推面被磨損燒毀的故障，且都是在泵剛剛啟動的瞬間發生。

原因分析：根據泵的結構特點及問題發生的規律，檢修人員認為，泵轉子運行時產生的巨大軸向推力瞬間作用在電機軸瓦推力面上是造成電機軸瓦推力面被燒毀的原因。而軸向力是通過彈性膠圈聯軸器傳遞的。

當泵剛剛啟動時，平衡室由于還未建立壓力，以致平衡盤不能起作用，這時止推盤就起了臨時的軸向力平衡作用。在平衡室建立起壓力后開始起作用，這時的止推盤只起到輔助作用。在泵停運后的惰走過程中，轉子在泵中流體的流動慣性及平衡室的余壓作用下向高壓端竄動，這時推力盤停下并緊貼輔推瓦，由于聯軸器傳遞力矩在惰走中減小，泵和電機兩對輪之間通過膠圈摩擦力能傳遞軸向力小，轉子將停在運行的軸向位置。這樣，當泵每次停運后，電機轉子跟泵轉子都會在軸向拉開一定的距離。而當泵再一次啟動時，由于兩輪間的摩擦力增大，泵轉子在由平衡盤向平衡板接近時向低壓端竄動，這樣會推動電機轉子移動到遠離泵的方向。經過多次這樣的重復之后，兩對輪的距離會漸漸加大，直到電機轉子在軸向的極限位置出現，而在這種情況下啟動泵，由于平衡盤和推力盤尚未起作用，從而泵轉子將通過聯軸器將軸向力傳給電機轉子，導致電機瓦推力面被燒毀。

2.多級泵故障的防范措施

2.1.預防轉子卡阻的措施

葉輪密封環在靜環里的孔內旋轉，密封環的用途之一是造成一個較小的運轉間隙，使從葉輪的出口到入口的泄漏量最小。假如只增加密封環的間隙會對轉子的剛度造成影響，葉輪密封環間隙過分放大會使切削量增大，也會使轉子存在不平衡。為解決轉子卡阻故障就必須保證轉子的振動符合要求，檢修人員采用了通過對葉輪密封環進行激光熔覆的方法，使各部間隙恢復到最初的狀態，并對新生轉子的動平衡進行調整。

2.2.電機瓦推力面燒毀的預防措施

電機瓦推力面被燒毀的前提是該泵經長時間反復啟停后，電機轉子在軸向的極限位置出現，在該情況下啟動泵。針對這一情況，在泵啟動之前，操作人員先將泵和電機轉子之間的距離恢復到初始位置是避免該故障的最簡單辦法。而要徹底解決此故障則必須改進聯軸器，由于在停泵狀態下泵轉子會受外力作用向高壓端軸向竄動，而電機惰走時受到的軸向力小，因此為確保泵和電機轉子間的軸向距離在反復啟停后仍能符合運轉標準只要選用齒式聯軸器便可。

3.結語

當前，在化工生產中多級泵的使用越來越廣泛，對多級泵的常見故障的分析日益重要。在日常工作中，我們要細致的考慮多級泵的特殊性、常見問題，不斷總結經驗，避免類似事故的發生，確保多級泵安全、長周期運行，以節約成本，提高生產效益。