離心泵的故障診斷方法及故障評定探討

王超明

摘 要：離心泵在化工生產中具有重要的作用，因此在許多企業和工廠的生產過程中得到了日益普遍的應用。然而，在化工企業中，大多離心泵是在比較惡劣的環境中運作，所以離心泵的零部件在運行時常常損壞，致使離心泵發生故障。基于此，本文對離心泵的故障診斷方法及故障評定進行了研究分析。

關鍵詞：離心泵;振動故障;診斷措施

離心泵工作室，其高速旋轉的葉輪葉片將帶動水轉動，不斷的將水甩出，達到輸送的目的。正是由于離心泵的重要性，其一旦產生故障，輕者造成設備性能的弱化，重者將造成災難性的后果。

一、振動原因分析

引起機泵振動的原因很多，一般情況下離心泵的振動有機械原因，還有水力學方面的原因。各種原因產生的振動，其振動特點不同，對分析振動和采取消除振動的措施非常重要。應當分清主次，有步驟地逐個排除次要原因，找出主要原因，并根據情況做出相應處理。

1.1機械原因產生的振動

在機械原因產生的振動中，轉子質量不平衡是其中最常見的原因之一。另外機組中心不正、聯軸器不對正、支撐部件缺陷、潤滑不正常等原因都會產生振動。

（1）由轉子質量不均勻所引起的振動，其特點是在兩軸承處發生較大振動，當轉速上升接近額定值時，振幅增加很快。離心泵的葉輪或軸等轉動零件經過長時間運轉后，由于磨損和腐蝕以及局部損壞或異物堵塞等原因，均可造成轉子的質量不平衡，在旋轉時由此而引起振動，甚至是破壞性的振動，其振動頻率和轉速一致，而振幅與負荷、吸入壓頭大小無關，僅隨轉速變化而變化。在轉動軸的振動中，是最常見的。當泵檢修后，特別是更換轉動部件以后，要重新做動平衡試驗，進行校正，達到平衡才能消除振動。

（2）當機組中心不正時，振動隨負荷增加而加劇，有時還會發生突然的變化。中心不正的原因很多，諸如機械加工質量不好;安裝找正不好;在吸、壓水管上承受過載負荷;軸承磨損或前后軸瓦不同心都會引起泵的振動。此時不能用配重方法，如用配重方法則加大振動。

（3）聯軸器不對正引起的振動。在泵的安裝過程中，如聯軸器不同心、聯軸器對輪的螺栓配合不良、結合面的平行度達不到要求（機械加工精度差或安裝不合格）或者由于找正不準確，原動機軸和離心泵軸不在一條直線上，當泵運轉時必然引起振動。可能泵開始時不振動，但經過一段時間的運轉，地腳螺栓松動墊板移位或基礎下沉等原因，使泵中心偏移也會引起振動。如果電機單獨運行時不振動，而把聯軸器接上去就出現振動的話，首先應懷疑定心不良。對于輸送高溫液體的泵，由于熱膨脹使原動機一側的聯軸器在運轉中搖動，或者由于泵的聯接管路的重量、熱膨脹、聯接法蘭不對中心，使泵與原動機的對中變動，也必然引起泵的振動。法蘭型彈性聯軸器的橡皮圈配合不均勻，也會產生性質完全相同的結果。

（4）當支撐部件有缺陷（如基礎剛性不夠、緊固件松動）時，振動在空負荷時就發生，而且振幅不穩定。這是由于管路支撐不牢，支架不穩引起振顫。泵的地腳不平穩，基礎不堅固造成泵機開動時機身振動搖晃，或者由于基礎太輕安裝不牢固，當泵自身的振動和基礎的振動頻率一致時，引起共振，形成很強的振動。這種情況只有增大基礎的重量和牢固性才能消除共振。如果軸向振動不是由于質量不均勻所致，則這種振動是由前軸承座剛度下降所造成。

（5）潤滑不正常。軸承間隙大，油膜被破壞時振動值隨運轉情況的改變而變化，而且振動時機件有不正常的抖動與響聲。

1.2水力學原因產生的振動

（1）汽蝕現象。當葉輪吸進的液體有氣泡時，在葉輪離心力的作用下，由于壓力突然增高使氣泡驟然液化，葉輪產生振動并造成噪音。汽蝕主要發生在大流量工況下，汽蝕引起泵體劇烈振動，并隨之發生噪音。

（2）低于最小流量時發生的振動。離心泵在低于設計最小流量下運行時，將會發生不穩定工況，流量忽大忽小，壓力忽高忽低，不斷發生相當激烈的波動并導致管路的劇烈振動，隨之發出喘氣一樣的噪音，這時會造成嚴重后果。離心泵在低于最小流量下運行，液體要發生汽化。鑒于上述情況，離心泵在運行時不應低于所規定的最小流量。通常輸油泵的最小流量應在額定流量的20%以上。

二、離心泵的故障評定方法

離心泵很多故障都會引起機械的振動，有統計表明，由振動導致的機械故障率高達70%。一方面我們必須對此加以重視，防治振動損害的產生。另一方面我們也可以根據振動信號，加以整理和分析，從而對機械設備故障有個清晰的了解。這就是振動分析法，這也是目前使用頻率最高、也最常見的分析方法，特別是針對上述故障中的轉子不平衡、轉子彎曲、不對中等問題更是具有很高的應用價值。其作業原理如下：首先，要搜集離心泵運行中相關數據情況，例如工作參數、運行時間、故障歷史以及以往的檢修狀況。然后，對數據進行整理和分析，獲得基本信息。再對振動信號進行變換和分析，將噪音部分去掉，整理出有用的信息，分析出運行狀況，再結合信號特征、故障機理及歷史運行情況對設備狀態進行識別，分析故障原因、部位及發展趨勢，最后提出診斷結論及操作、維修建議。

三、預防振動的措施

預防離心泵發生振動，除了在泵的設計、安裝、管路施工、試車等方面進行嚴格控制外，維修人員應當從以下幾方面考慮：對轉子做靜平衡實驗，有條件時要做動平衡試驗，使轉子在轉動時處于平衡狀態;計算離心泵的臨界轉數，運行時要避開泵的臨界轉數;長輸管道應盡量利用正壓進泵，避免泵產生汽蝕;安裝時要考慮管路熱膨脹對泵的不良影響，必要時管道可裝熱補償器消除熱應力;泵的基礎要有足夠的穩定性，以免發生整體共振;地腳螺栓要牢固;應經常檢查泵軸是否彎曲、葉輪是否有腐蝕或堵塞、軸承的間隙是否合適、潤滑是否充足;要檢查電機和泵的聯軸器是否同軸，不同軸要進行調整。維修人員要定期檢測泵的振動情況，做好記錄，進行分析，安排處理。

四、結束語

總之，離心泵結構復雜，零件眾多，在其運行過程中容易產生各種故障，有的故障突發性的，有的是隨機性的。有時同時出現集中故障。針對此情形，需要我們不斷加強對離心泵故障產生與診斷的研究，利用新興的電子技術，對故障機理和特征做更深入的研究，從而不斷找出問題、分析問題、解決問題，在此過程中不斷積累經驗，從而提高離心泵的運行效果，為企業生產保駕護航。

參考文獻：

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