立式泵軸承振動超標故障分析與治理

文 學，郭金強，王洪凱

（福建福清核電有限公司，福建福清 350318）

1 故障背景

某核電廠1 臺單級、單吸立式離心泵啟動后，泵驅動端軸承Y 方向（與出口管中心線垂直的徑向振動）振動值達3.5 mm/s，超過H1報警值（2.8 mm/s），影響設備長期連續運行。該泵主要設計參數：額定流量3400 m3/h，額定揚程34 m，額定轉速742 r/min,額定功率450 kW，葉片數量3 個。

2 故障模式分析

對該泵軸承振動進行頻譜分析，發現如下特征。

（1）故障泵軸承振動測量數據見表1。

表1 故障泵軸承振動測量數據

圖1 故障泵Y 方向振動頻譜

（2）振動頻譜顯示如下特征：①Y 方向呈現突出的9 倍工頻（圖1）；②X 方向呈現突出的6，7，8 倍工頻（圖2）；③A 方向（未設置振動探頭）呈現突出的9 倍工頻（圖3）。

3 檢查方向與主要異常

3.1 檢查方向

根據頻譜圖及泵振動原理分析可知，振動突出成分以葉片通過頻率（3 倍工頻）的整數倍為主，顯示葉輪存在松動等故障。

根據故障特征與設備結構，制定該泵軸承振動故障排查方向（表2）。

3.2 主要異常

泵葉輪鎖緊螺母存在明顯松動（設計力矩值960 N·m）。①葉輪鎖緊螺母的2 顆防松螺釘（M5×20）不在葉輪的定位孔中，導致螺釘防松功能失效；②故障泵出口止回閥的閥瓣彈簧斷裂，導致閥門內漏，引起故障泵反轉。

4 結論

（1）故障根本原因。葉輪鎖緊螺母的防松螺釘不在定位孔中，導致該螺釘對葉輪鎖緊螺母的防松功能失效。

（2）故障促成原因。故障泵出口止回閥存在內漏引起泵軸反轉，導致葉輪鎖緊螺母逐漸松動。

圖2 故障泵X 方向振動頻譜

圖3 故障泵A 方向振動頻譜

表2 故障泵軸承振動故障排查方向

（3）故障直接原因。泵葉輪鎖緊螺母松動引起葉輪松動，產生葉片通過頻率倍數的振動超標故障。

將葉輪防松螺釘正確安裝后，重新試車，泵軸承最大振動約1.0 mm/s（合格值：≤2.8 mm/s），且頻譜圖未見突出顯示的異常成分，其他參數合格，維修后試驗一次合格，驗證了原因分析的正確性和改進措施的有效性，也為同類故障治理提供了參考。