探析機泵振動超標原因及解決方案

吳彪

摘 要：機泵作為石油化工裝置中重要的動力設備，是生產工作環節中的“心臟設備”，直接關系到裝置連續、穩定生產。在日常的運行中經常會出現因機泵振動嚴重超標，從而造成停機檢修，機泵振動超標是一種較為典型且常見的故障形式。本文針對引發機泵振動超標的原因進行探討，簡要分析其影響原因，并提出了有關消除機泵振動的方法及對策，進行參考。

關鍵詞：機泵;振動;超標原因

引言：目前機泵作為一種動力設備，普遍運用于石油化工行業，機泵在異常振動時，會產生機械噪音，還會造成軸承磨損加劇，機械密封泄漏，影響設備的正常工作運行。因此，保證機泵的正常、平穩運轉的意義重大。本文總結了機泵振動超標現象的原因，并對其提出了有效的解決機泵振動超標的方法，為后期機泵的維修、維護人員提供一定參考。

一、機泵振動超標原因

（一）設計與選型不匹配

機泵設計流量與實際工況不匹配，例如離心泵，離心泵的振動隨著流量而變，通常在最佳效率點附近流量值最小，并且隨著流量的增大或減少而增加。從最佳效率點流量起振動隨流量的變化取決于泵的能量密度、比轉速及汽蝕比轉速。通常，振動的變化隨能量密度的增加、比轉速增高和汽蝕比轉速提高而增加。轉子材質設計與工況不符，設計材質技術要求不能滿足實際工況，也會導致機泵振動超標，具體表現為材質不耐高溫、材質不耐介質腐蝕，葉輪腐蝕減薄，介質溫度過高導致轉子熱變形等。

（二）地基不穩

因施工單位的原因，未按照設計要求或者機泵廠家的技術要求進行施工是導致出現地基不穩，使用起吊機進行安裝會造成底座的變形及彎曲，在進行二次灌漿前基礎平面沒有找平，灌漿過程未使用標準的墊鐵，基礎固定的螺栓出現松動問題，都有可能會導致地基不穩固，機泵振動超標。

（三）安裝問題

聯軸器的找正工作沒有做到位，固定泵體與外部設備的連接部分松動，未達到安裝技術要求，也是導致機泵振動的原因之一，進出口的管路安裝應力過大、機泵與電機的傳動軸軸心不對中等等，聯軸器的選型不匹配，軸連接缺少一定的彈性緩沖減振零件或者是軸連接異常都會產生異常的振動。

（四）操作原因

機泵介質特性發生改變，介質組分、粘度、密度、溫度發生變化導致流速變化、機泵因為抽空等使機泵操作流量不在穩定工況區 ，操作流量低或偏低，都會導致機泵振動超標。

（五）軸承振動

機泵的潤滑系統出現故障，轉子轉動時產生的摩擦力與阻力會加強。機泵內壁磨損發熱情況嚴重，配合接觸面出現問題，都會使機泵的振動加強。滾動軸承是機泵設備的重要部件，滾動軸承起著連接設備上面的固定件與轉動件的重要作用。但因其一直在設備的運行過程中進行高速、不間歇的轉動，極其容易造成疲勞與破損，是機泵設備中易損零件，軸承一旦出現凹痕、破損等的損傷問題。便極有可能導致機泵的振動頻率增高、溫度升高、噪音加大的問題，嚴重時甚至會導致軸承與轉動軸，造成嚴重的設備事故。因此，保證軸承的良好工作是降低機泵故障率，確保設備穩定運行的重要舉措[1]。

（六）轉子問題

轉子是機泵的重要組成部件，轉子故障是導致機泵出現振動超標問題的原因之一。轉子出現故障一般為：轉子不平衡、轉子偏心、轉子彎曲、轉子與定子摩擦等，其中轉子不平衡，如葉輪腐蝕減薄、葉輪積垢等使葉輪質量不均勻，會導致機泵功率低、噪音大、振動大;轉子偏心則是因為沒有和定子形成同心圈，轉動過程中產生一定的頻率振動;轉子彎曲發生故障一般是因為長時間的不使用，或者介質溫度高導致轉子熱變形等;轉子與定子摩擦，摩擦對轉子的損害是致命的;葉輪汽蝕現象，造成葉輪機械損傷等等都將導致機泵振動超標。

二、機泵振動解決方案

（一）設計與選型

機泵設計與選型時，設計流量必須與實際工況匹配，以離心泵為例，設計流量符合API610石油、石化和天然氣工業用離心泵-第11版6.9.3.1振動相關要求，轉子材質設計與工況相符。設計材質技術要求要滿足實際工況，機泵材質選型參照附錄H（標準性）離心泵部件材料和材料技術規范[2]。

（二）保持地基穩固

當振動情況發生時，應先檢查電動機與機泵地腳螺栓是否緊固。當機泵振動超標依然不能解決問題后，還應該再次檢測地腳基礎強度是否夠用，地基是否緊固，地基的問題解決后，要注意查看墊鐵是否符合標準。當墊鐵不符合標準時要進行及時的更換;二次灌漿前要注意對基礎平面進行找平，使機泵振動現象消失，保障機泵的使用安全。

（三）檢查安裝問題

聯軸器的安裝、找正工作，要嚴格按照機泵聯軸器安裝技術要求進行檢查，要保證聯軸器的軸的旋轉中心嚴格同心。在進行熱裝時要使用汽油清洗連接處，還要保證其尺寸符合標準與溫度，要仔細檢查部件是否存在粗糙、損傷問題，防止出現因尺寸不符造成的安裝問題。

（四）檢查設備操作

檢查機泵數據表，檢查機泵操作流量是否處在穩定工況流量 ，或者現場采樣，操作流量做頻譜分析，及時調整返回線，保證機泵工作流量穩定在機泵技術要求范圍以內;當工況發生變更后，介質密度、粘度、溫度變化時，及時關注機泵運行情況，及時采樣分析振動情況，做好跟蹤記錄，特護運行;抽空現象也會引起，機泵開機前應灌泵排氣異常振動，定期檢查并及時清理濾網，避免出現抽空問題。

（五）軸承進行檢查

若是使用滾動軸承的機泵，在經過地基的穩固性檢查后還是不能消除機泵的振動超標問題。如采用滾動軸承的機泵，先要先進行檢查軸承是否出現磨損的現象，可以通過檢查潤滑油清潔情況（必要時可以做潤滑油化驗分析），也可通過軸承解體進行檢查，可以直接用塞尺檢查軸承的游隙，游隙不合格的需要進行更換，對于滑動軸承的安裝，軸承與軸承壓蓋的過盈量為0～0.04mm（軸承襯為球面的除外）下軸承襯與軸承座接觸應均勻，接觸面積達60%以上，軸承襯不許加墊片。更換軸承時，軸頸與下軸承接觸角為60°～90°，接觸面積應均勻，接觸點不少于2～3點/cm2。軸承合金層與軸承襯應結合牢固，合金層表面不得有氣孔、夾渣，裂紋、剝離等缺陷。軸承頂部間隙值應符合表3要求。軸承側間隙在水平中分面上的數值為頂部間隙的一半。對于滾動軸承，承受軸向和徑向載荷的滾動軸承與軸配合為H7/js6。僅承受徑向載荷的滾動軸承與軸配合為H7/k6。滾動軸承外圈與軸承箱內壁配合為Js7/h6。凡軸向止推采用滾動軸承的泵，其滾動軸承外圈的軸向間除應留有0.02～0.06mm。滾動軸承拆裝時，采用熱裝的溫度不超過120℃，嚴禁直接用火焰加熱，推薦采用高頻感應加熱器[3]。

（六）轉子位置調整

泵轉子應該保持與定子同心，泵轉子中心位置的調整，可以通過泵軸承徑向位置進行調整來實現。假如在外部找不到機泵振動的原因，那就將機泵進行解體，檢查機泵內部零件，然后進行測量與校正軸彎曲，再檢測沒有問題的情況下進行轉子安裝，測量機泵整體的跑偏、晃度，如若超標應及時進行校正;在對機泵進行解體后，還應對葉輪進行靜平衡實驗，有機會還應對葉輪作動平衡實驗，檢查轉子是否腐蝕減薄或者葉輪積垢。如果是大型的多級泵動試驗則更要慎重，每一項、每一級的實驗都要做。

結論：總體看來，導致機泵出現振動超標的問題的影響因素很多，想要解決振動超標，就需要在日常的工作中進行詳細的記錄，對機泵進行科學的使用與維護，不斷的總結交流，對機泵運行的過程中產生的問題才能進行準確、具體的判斷，最終實現了解并可以解決機泵出現振動超標時所產生的問題，對機泵整體的運行具有重要意義。

參考文獻：

[1]石奇峰.離心泵振動超標原因分析及措施[J].中國設備工程，2020，NO.457（21）：182-184.

[2]API610石油、石化和天然氣工業用離心泵-第11版

[3]薛敦松.石油化工設備檢修手冊泵（第二版）附錄四離心泵維護檢修規程（SHS 01013-2004）