離心泵的故障診斷方法及故障評定

張長城

（江蘇德發(fā)樹脂有限公司 江蘇鹽城 224000）

離心泵的故障診斷方法及故障評定

張長城

（江蘇德發(fā)樹脂有限公司 江蘇鹽城 224000）

為了提高設(shè)備性能從而保證設(shè)備處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，進(jìn)而為企業(yè)節(jié)約更多的成本，如何診斷設(shè)備故障及其故障判定成了重中之重。本文針對離心泵簡單概述，就如何分析離心泵的相關(guān)故障診斷方法及其故障評定進(jìn)行了探究。

離心泵；故障診斷；故障評定

離心泵的工作機理是在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片作用下，使水流或者別的液體的轉(zhuǎn)動被帶動，然后甩出水流或別的液體，進(jìn)而實現(xiàn)有效輸送。也因離心泵具備顯著價值作用，所以在引發(fā)故障的情況下，容易使機械設(shè)備的性能受到很大程度的影響，在嚴(yán)重情況下還可能造成巨大的財產(chǎn)損失及人員傷亡事故[1]。為此，如何診斷離心泵故障及如何評定離心泵故障均是企業(yè)在生產(chǎn)與發(fā)展中不可避免的重點問題。然而，從目前設(shè)備故障診斷技術(shù)手段來看，受傳統(tǒng)思想嚴(yán)重，從而使故障診斷技術(shù)方法沒有獲得及時有效的更新，這樣不僅使企業(yè)在設(shè)備的維修保養(yǎng)上存在著一定的盲目性，還使投入的維修及保養(yǎng)資金達(dá)不到預(yù)期效果，反而增加了成本。

1 離心泵的故障類型

1.1 轉(zhuǎn)子不平衡故障分析

對于轉(zhuǎn)子不平衡故障來說，大多數(shù)是因為轉(zhuǎn)子零件質(zhì)量存在問題，在出現(xiàn)原始或突發(fā)性不平衡的情況下，便使得轉(zhuǎn)子不平衡故障的發(fā)生幾率大大增加。其中，原始不平衡主要是基于制造出廠期間，轉(zhuǎn)子自身存在明顯的缺陷，比如：出廠的轉(zhuǎn)子在精度上偏低，不符合設(shè)計、使用要求，如果此類轉(zhuǎn)子投入應(yīng)用，便會引發(fā)一系列的質(zhì)量問題。而對于突發(fā)性不平衡故障來說，主要是指在偶發(fā)事件的影響下使轉(zhuǎn)子在使用過程中存在問題，比如：異物卡塞狀況的發(fā)生。

1.2 轉(zhuǎn)子彎曲故障分析

在離心泵中，轉(zhuǎn)子彎曲故障是較為普遍的一類，通常于設(shè)備重啟時發(fā)生，主要是因為設(shè)備很長時間沒有啟動進(jìn)而易發(fā)生彎曲狀況。與此同時，在出廠時，可能存在設(shè)計缺陷、停放過程中使用者沒有遵守規(guī)范、在設(shè)備停用前沒有及時冷卻等原因，均可能進(jìn)一步引發(fā)轉(zhuǎn)子彎曲故障。

1.3 轉(zhuǎn)子與定子間的故障分析

轉(zhuǎn)子與定子間的故障一般分為三大類別，分別為：①偏心轉(zhuǎn)子故障；②轉(zhuǎn)子不對中故障；③轉(zhuǎn)子與定子見摩擦故障。首先，偏心轉(zhuǎn)子是指轉(zhuǎn)子和定子之間不同心的一類故障，一旦旋轉(zhuǎn)泵潛在幾何角度偏心狀況，便會有一定的頻率振動產(chǎn)生，與此同時在流體不平衡的情況下，還會使葉輪葉片經(jīng)過時的頻率被頻振動。此類偏心故障引發(fā)的激振動和負(fù)荷存在關(guān)聯(lián)系，但和轉(zhuǎn)速之間沒有關(guān)系。其次，對于轉(zhuǎn)子不對中故障來說，其發(fā)生普遍存在，比如在離心泵設(shè)計不規(guī)范、安裝存在問題的情況下，都可能造成轉(zhuǎn)子不對中故障。而輕度不對中影響不大，重度則會造成部分部件磨損加大，造成能源浪費，使用者使用前后及時檢查即可避免。最后，對于轉(zhuǎn)子與定子間的摩擦故障來說，在離心泵實際應(yīng)用過程中也較為常見，以嚴(yán)重程度可進(jìn)一步分為兩類：①輕度摩擦；②重度摩擦。一方面，對于輕度摩擦來說，主要指的是連軸器罩摩擦；另一方面，重度摩擦主要是電動機轉(zhuǎn)子與定子摩擦，重度摩擦?xí)斐奢^為嚴(yán)重的設(shè)備事故，望使用者在使用前后詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。

1.4 滾動軸承故障分析

滾動軸承故障主要是基于運轉(zhuǎn)期間，滾動軸承有過早損壞情況發(fā)生，而造成其過早損壞的原因則較多，比如裝配不當(dāng)、存在水分或者其他異物侵入等。此外，有些時候，可能使用方在安裝上做得足夠到位，也按照要求實施了維護(hù)保養(yǎng)措施，但還是會出現(xiàn)滾動軸承由于正常磨損而引發(fā)故障，比如出現(xiàn)保持架損壞、銹蝕以及塑性變形等。

2 離心泵的故障診斷及評定方法

2.1 振動分析診斷方法

結(jié)合相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)是由于機械振動導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)故障，此類因素引發(fā)的故障所占比重在75%左右。一方面我們從根源上，即從機械出廠時，自我重視及改進(jìn)相關(guān)設(shè)計技術(shù)，另一方面，我們也可以根據(jù)設(shè)備振動信號及頻率，對設(shè)備故障進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)而解決相關(guān)問題。后者我們簡而言之，就是現(xiàn)今較為常見的且使用率較高的振動分析診斷法。尤其是對于在以上提到的三大類故障，采取振動分析診斷法的應(yīng)用價值極高。

①在使用振動分析法過程中，需對離心泵基于運行期間的參數(shù)、運動總時長等數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密收集，進(jìn)一步做好相關(guān)數(shù)據(jù)的整理及分析工作，最終將設(shè)備的基本信息精準(zhǔn)地獲取出來。②在對于該設(shè)備的振動信息進(jìn)行分析及處理，保留有用信息，去掉噪聲等其他雜音，分析該臺設(shè)備的運行狀況及故障原因，更可結(jié)合該設(shè)備基本信息大膽推測故障部分零件及如若不及時處理會造成哪些后果；最后提出相關(guān)診斷結(jié)論及維修建議，并及時與本企業(yè)內(nèi)其他專家交流意見心得，上報企業(yè)管理階層，共同得出該臺設(shè)備最終診斷結(jié)論及維修保養(yǎng)意見[2]。③振動分析法實施的過程中，最困難的莫過于針對設(shè)備振動信息進(jìn)行分析及處理。只有及時全面有效的捕捉及分析掌握了該設(shè)備的數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)，才能得出相對準(zhǔn)確的故障診斷結(jié)論。

2.2 頻譜分析法

基于設(shè)備運行期間，振動信號能夠基于頻內(nèi)利用相關(guān)處理手段，進(jìn)一步獲取此信號所在頻域圖像及獲取識別故障設(shè)備的信息特征。對于頻譜構(gòu)成來說，層次不同，其推理方法也不同，頻譜分析法的分析步驟包括：①分為高、中、低三個頻段，先把該設(shè)備頻譜按照這三個頻段進(jìn)行分析，初步了解主故障部位；②分析頻率成分的來源，因為振動信號中較多信息與轉(zhuǎn)速頻率存在著聯(lián)系，找出基頻成分，并對其他關(guān)系進(jìn)行梳理，因除故障成分會以疊加的方式呈現(xiàn)在譜圖上以外，還有其他噪聲干擾成分，梳理清楚其他非故障成分譜圖，即可較為清楚的了解該設(shè)備故障的特征；③基于頻譜分析過程，首先分析幅值較高的譜峰，主要是因為此峰值會對整個振動水平線產(chǎn)生很大程度的影響，對其頻率成分進(jìn)行系統(tǒng)有效地分析，盡可能的找出為什么會造成此峰值的可能因素，最終找出該臺設(shè)備的故障所在。

3 結(jié)語

通過本文的探究，認(rèn)識到離心泵的故障類型較多，最為常見的包括：轉(zhuǎn)子不平衡故障、轉(zhuǎn)子彎曲故障、轉(zhuǎn)子與定子間的故障、滾動軸承故障等。要想使離心泵故障得到有效排除，便需采取有效故障分析方法，本次重點提到振動分析診斷方法與頻譜分析法。總而言之，需對這些故障分析方法合理、科學(xué)地應(yīng)用，進(jìn)一步確保離心泵在實際應(yīng)用過程中效率及效益的全面發(fā)揮。

[1]王梓鑒.離心泵的故障診斷方法及故障評定探討[J].化工管理，2015，26：31.

[2]孫樹佳.離心泵故障診斷方法的研究綜述[J].廣州化工，2011，07：39～40.

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1004-7344（2016）25-0228-01

2016-8-17