離心泵的故障診斷方法及故障評定

陳力奪（大唐呼倫貝爾化肥有限公司，內蒙古 呼倫貝爾 021000）

離心泵的故障診斷方法及故障評定

陳力奪（大唐呼倫貝爾化肥有限公司，內蒙古 呼倫貝爾 021000）

離心泵是一種非常重要的機械設備，主要由葉輪、泵軸、軸承、填料函、密封環以及泵體六部分組成，離心泵一旦出現故障會影響到機械設備的性能。本文主要就離心泵的故障診斷及評定方法進行簡單的討論分析。

離心泵；故障診斷方法；故障評定

現代化機械設備在工業生產中占據重要地位，這些設備的運行狀態直接影響工業生產的效率，為了保證機械設備的安全性、可靠性，設備的狀態監測及故障診斷非常重要。離心泵廣泛應用于電力、煤炭、冶金等等行業之中，在煤漿、礦漿輸送、水利除灰等工作中發揮著重要作用。但離心泵運行過程中很容易出現泄漏故障、轉子彎曲故障等問題，嚴重影響設備正常工作，必須要加強故障診斷及檢修。

1 離心泵運行過程中常見故障類型

1.1 轉子不平衡引發的故障

當離心泵轉子部件質量出現偏心問題，會使得離心泵出現原始不平衡、突發性不平衡或者漸發性不平衡等不良現象。導致轉子部件質量偏心的原因比較多，比如轉子生產制造過程中，轉子精度較低、沒有達到預期的生產要求，使得離心泵產品質量不高，出現轉子質量偏心問題，會導致原始不平衡。離心泵內有雜物堵塞，可能會導致突發性不平衡。轉子使用過程中，相關工作人員沒有按照離心泵維護保養手冊定期對其進行清洗維護，使得轉子表面沾染較多的污垢，導致葉輪、葉片等部位被腐蝕，進而影響到離心泵的正常工作。

1.2 轉子彎曲故障

離心泵設備長時間沒有使用，重新啟動時容易出現彎曲故障，主要是因為設備設計過程中存在設計缺陷，或者設備停機存放時沒有嚴格按照設備管理保存規范進行使得設備轉子出現彎曲。此外，設備停止使用的時候沒有及時進行冷卻處理或者使用時突然間大幅度提高轉子的轉動速度，都容易導致離心泵轉子出現彎曲故障。

1.3 轉子與定子摩擦故障

轉子與定子摩擦故障可以分為輕度摩擦和重度摩擦兩種，其中聯軸器罩與軸摩擦屬于輕度摩擦，電動機定子與轉子接觸屬于重度摩擦。轉子與定子摩擦可能會導致比較嚴重的故障，必須要及時的處理。

1.4 轉子不對中故障

轉子不對中故障不可避免，基本上所有的離心泵都或多或少的存在著不對中的問題，這主要是于離心泵的設備、安裝工作密切相關，一般情況下，轉子不對中現象不明顯時對于離心泵的正常運行影響不大，但轉子出現嚴重的不對中現象時會損害離心泵內部的部件，長時間之后會影響到離心泵的工作效率，造成不必要的能源浪費。

1.5 滾動軸承故障

滾動軸承運轉過程中由于裝配工作不合理、潤滑不充分、軸承內有水分或者異物入侵、軸承被腐蝕、長時間過載運行等都可能會導致軸承被損壞。另外，軸承使用過程中會出現磨損、疲勞剝落的不良現象，這是無法避免的。

2 離心泵故障評定方法

判斷離心泵故障的方法比較多，常見的有振動分析法、光譜鐵譜分析法、基于噪聲的分析法等幾種。振動分析法是最有效、應用最多的離心泵故障診斷方法。振動分析法種類比較多，比如頻譜分析法、軸心分析法、波形分析法等。其中頻譜分析法應用最為廣泛。

2.1 頻譜分析法

機械設備運行過程中可能會產生振動信號及噪聲信號，在頻域內經過處理之后，能夠獲得一定的頻域圖像，根據該頻域圖像可以識別故障特征信息。機械設備的振動波形一般包含有許多種激勵信號，比較復雜，按照傅里葉原理可以將這些復雜的波形分解成一系列諧波分量，各諧波分量都有其單獨的相位及幅值。進行頻譜分析時，工作人員首先要對頻譜的主要構成有充分的認識，在此基礎上推斷故障部位、故障范圍及故障類型。具體的分析過程中，首先按照高中低頻段進行分析，了解故障部位，然后按照基頻、次諧波、超諧波分析，確定轉子故障范圍。之后分析頻率成分來源，為下一步的故障分析工作奠定基礎。再之后按照特征頻率了解離心泵各部位部件的振動情況，最后分析主振成分。

2.2 基于潤滑油的光譜、鐵譜分析方法

離心泵轉子異常時，連桿、軸承、齒輪等會出現不同程度的摩擦，導致設備部件出現磨損，金屬零件的磨損碎屑會混雜在潤滑油中，分析潤滑油中各種金屬元素的種類、含量、磨粒的分布情況、大小就可以判斷機器各零部件的磨損情況。潤滑油光譜分析有發射光譜分析和自動吸收光譜分析法兩種。鐵譜分析過程中，首先使潤滑油流過一塊具有較高磁場梯度的玻璃片，在這個過程中，潤滑油中含有的磨屑粒子會按照粒徑大小沉積在玻璃片上不同位置，形成鐵粉記錄圖，利用雙色顯微鏡或者通過掃描電鏡進行觀察能夠十分清晰的觀察到粒子的、數量、形狀等，進而分析離心泵內潤滑部位的磨損情況。

3 結語

離心泵的結構比較復雜，內部包含的零部件比較多，運行過程中可能會出現各種隨機性、突發性或者集中性的故障。檢修維護人員必須要加強離心泵的保養維護及定期檢修，從而保證離心泵的正常工作。

[1]劉軍,吳紅蘭,宮淑麗.基于多方法聯合的故障診斷技術研究[J].航空計算技術.2015(01).

[2]陳曉宗.離心泵的故障診斷方法及故障評定[J].科技與企業.2012(17).

[3]趙鵬.離心泵振動故障診斷方法研究及系統實現[D].華北電力大學.2011.