船用離心泵典型故障與排除

童大鵬，田 野，任榮社

(海軍蚌埠士官學(xué)校，安徽蚌埠 233012)

船用離心泵典型故障與排除

童大鵬，田 野，任榮社

(海軍蚌埠士官學(xué)校，安徽蚌埠 233012)

離心泵是船舶機(jī)械中普遍使用的液體輸送設(shè)備，在海洋環(huán)境下工作條件惡劣，加之安裝、檢修和運(yùn)行中操作管理不當(dāng)，導(dǎo)致船用離心泵故障率高，影響船舶系統(tǒng)的正常運(yùn)行，文章分析了船用離心泵典型故障的現(xiàn)象、原因，提出了實(shí)用易行的排除方法。

船舶機(jī)械;離心泵;故障排除

離心泵是船舶機(jī)械中的一種通用設(shè)備，應(yīng)用非常廣泛。船舶淡水系統(tǒng)、海水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)等，大都采用離心水泵。1臺(tái)泵的故障，往往影響船舶正常的生活保障甚至整個(gè)動(dòng)力裝置的安全可靠運(yùn)行。離心泵主要由泵殼、轉(zhuǎn)子、軸封及平衡裝置等組成，發(fā)生故障的主要原因在于“振、磨、漏”3方面，除了因設(shè)計(jì)和制造中存在的先天缺陷會(huì)引起故障外，許多故障都是由于安裝、檢修和運(yùn)行中操作管理不當(dāng)而造成的。

1 泵殼故障與排除

船用離心泵外殼一般由鑄鋼、錫青銅鑄造而成。青銅的性質(zhì)雖優(yōu)于鑄鐵和鑄鋼，但由于運(yùn)行中長(zhǎng)期受到機(jī)械力作用，會(huì)使材料受到過(guò)度應(yīng)力，也會(huì)因此產(chǎn)生裂紋。其次在搬運(yùn)和拆裝泵體時(shí)如果方法不當(dāng)，也會(huì)損壞泵體。再者泵體的流道在液體腐蝕與沖刷作用下，久而久之也有損壞的可能。

1.1 泵殼裂紋

檢查泵體外殼的裂紋，通常是先用手錘輕敲鑄件，聽(tīng)響聲是否清脆，如發(fā)出沙啞聲說(shuō)明殼體已有裂紋。然后再進(jìn)一步用煤油—白粉法確定裂紋位置。如裂紋部位在不承受壓力或不起密封作用的地方，為了防止裂紋繼續(xù)擴(kuò)大，可在裂紋的始末兩端各鉆1個(gè)直徑3 mm的圓孔，以防止裂紋繼續(xù)擴(kuò)展。如果裂紋出現(xiàn)在承壓部位，必須進(jìn)行補(bǔ)焊。

1.2 泵體流道腐蝕與沖刷

根據(jù)泵體材料和工作條件不同，使流道產(chǎn)生腐蝕與沖刷損壞的原因也不盡相同，常有如下原因:①泵內(nèi)流體壓力高、流速快造成沖刷損壞;②流體對(duì)流道的化學(xué)腐蝕造成損壞;③泵體流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)或選用材料低劣造成損壞。

針對(duì)①應(yīng)改變泵的工作條件;如②的情況時(shí)要改變流體化學(xué)性質(zhì)或者更換適應(yīng)性強(qiáng)的離心泵;如③的情況時(shí)應(yīng)更換較好材料的泵體或泵。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，鑄鐵鑄鋼抗腐蝕和抗沖刷性能最差，錫青銅較好，1G18NiqTi為最好，其次是Cr13鋼。目前對(duì)泵體流道所采用的最有效的修理辦法是在內(nèi)壁鍍鉻，用這種方法修理后可以保證運(yùn)行2年無(wú)任何沖刷和腐蝕痕跡，如果條件不允許鍍鉻修理時(shí)，則可采用焊補(bǔ)和環(huán)氧樹(shù)脂膠補(bǔ)的方法進(jìn)行修理［1］。

2 平衡裝置故障與排除

船舶上多數(shù)離心泵都是采用推力軸承、平衡孔與平衡管的方式來(lái)承受和平衡轉(zhuǎn)子軸向力，這種平衡方式只要在檢修時(shí)保證平衡孔和平衡管相通，平衡室周圍的密封間隙在該泵范圍之內(nèi)，即可起到平衡軸向力的作用。但對(duì)有些采用平衡盤(pán) (環(huán))自動(dòng)平衡軸向力的裝置，就要做嚴(yán)格認(rèn)真的檢查，調(diào)整和修理使平衡盤(pán)與平衡座之間或平衡環(huán)之間有正常間隙和接觸面積，以確保平衡裝置能自動(dòng)平衡轉(zhuǎn)子的軸向力。如經(jīng)檢查確定平衡盤(pán) (環(huán))圓端面跳動(dòng)或傾斜過(guò)大時(shí)，可用紅鉛油在平臺(tái)上或盤(pán)環(huán)之間對(duì)研找出凸起部位，進(jìn)行修刮，然后涂上細(xì)研磨膏磨光，使平衡盤(pán) (環(huán))表面平整、光滑，直到能夠接觸嚴(yán)密為止。也可用調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)整，若不能調(diào)整或調(diào)不過(guò)來(lái)時(shí)，應(yīng)換掉其中有故障的平衡盤(pán)或平衡座。

3 軸封裝置故障與排除

3.1 水封式填料軸封

離心泵的填料軸封和水封式填料軸封裝置中，一般都是用浸油棉麻填料，這種填料使用一個(gè)時(shí)期后 (尤其是長(zhǎng)期停用后)，就失去彈性和潤(rùn)滑作用，致使泵內(nèi)進(jìn)入空氣或大量漏氣。修理軸封的具體方法有:①檢查密封圈時(shí)若發(fā)現(xiàn)老化失去彈性，變質(zhì)、變形、碎裂和嚴(yán)重磨損時(shí)，必須予以更換;②填料軸套表面如有劃痕、磨損、輕微銹蝕時(shí)，可用車床車光或用細(xì)砂紙打光，經(jīng)修理后的軸套允許有輕微劃痕，若軸套表面嚴(yán)重銹蝕，溝痕很深，磨損嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)予更換;③填料壓蓋填料環(huán) (水封環(huán))和填料擋套換新時(shí)必須測(cè)量檢查其與填料箱的徑向間隙，應(yīng)符合表1［2］的安裝標(biāo)準(zhǔn)，舊件經(jīng)測(cè)量超過(guò)其安裝間隙的2倍時(shí)也應(yīng)換新 (有時(shí)填料環(huán)和擋套的外圓上銹蝕嚴(yán)重或損傷，經(jīng)過(guò)除銹或車修后此間隙會(huì)增大)。

表1 軸封與填料箱之間的徑向間隙 mm

3.2 機(jī)械式軸封

機(jī)械軸封應(yīng)重點(diǎn)對(duì)以下部件進(jìn)行檢查與修理:①動(dòng)環(huán)或靜環(huán)的表面 (兩者的摩擦面)。若有磨痕、劃傷等缺陷時(shí)，應(yīng)予研磨。研磨時(shí)可用細(xì)研磨膏在平臺(tái)上按“8”字型的軌跡進(jìn)行研磨，當(dāng)動(dòng)環(huán)的一個(gè)摩擦面損壞難以磨平時(shí)，可調(diào)換一個(gè)端面仍能使用，當(dāng)兩個(gè)端面都損壞時(shí)可車削去損壞的表面，然后加以研磨還可繼續(xù)使用。在檢查時(shí)若發(fā)現(xiàn)靜環(huán)和動(dòng)環(huán)產(chǎn)生裂紋或缺損不規(guī)則時(shí)，應(yīng)更換新件。②新配制或修過(guò)的動(dòng)靜環(huán)。要檢查其端面平直度 (跳動(dòng))應(yīng)小于0.03 mm，把被測(cè)件端面向上置于平滑的平臺(tái)上面，用千分表觸針接觸被檢查的機(jī)件端面，然后使機(jī)件在平臺(tái)上平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)，視其千分表的跳動(dòng)大小，若超過(guò)規(guī)定值則應(yīng)重新研磨，直至符合要求為止。③檢查機(jī)械軸封裝置外的軸與軸套的表面若有銹斑、毛刺、劃痕等缺陷時(shí)，應(yīng)用車床旋光或者用細(xì)砂紙把銹斑打掉。對(duì)修理后或換新的軸與軸套應(yīng)檢查機(jī)械密封裝置部位的徑向圓跳動(dòng)量，檢查時(shí)可以把軸置于平臺(tái)的2個(gè)支點(diǎn)上，用百分表觸針接觸軸裝入軸封的部位 (有軸套時(shí)應(yīng)裝上軸套，表觸針觸在軸套上)，然后平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)泵軸，百分表的圓跳動(dòng)量，應(yīng)符合表2的標(biāo)準(zhǔn)。若超過(guò)表2的值時(shí)需再次按上法繼續(xù)修理。

表2 機(jī)械軸封環(huán)徑向圓跳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn) mm

4 葉輪故障與排除

葉輪是離心泵的主要工作部件，它對(duì)離心泵的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，起著較大的作用，葉輪修理通常有如下內(nèi)容。

4.1 葉輪密封環(huán)(口環(huán))磨損

解體大修時(shí)常常發(fā)現(xiàn)葉輪口環(huán)外有不同程度的磨損，如果磨損的程度在允許范圍內(nèi)，則可以在車床上用專用胎具脹住葉輪的內(nèi)孔，再對(duì)磨損的部位進(jìn)行車削，并配置相應(yīng)的密封環(huán)與導(dǎo)葉襯套，以保持原有的間隙。葉輪口環(huán)經(jīng)車床修整后，為了防止在加工過(guò)程中胎具位移而造成不同心，應(yīng)檢查葉輪口環(huán)修正后的同心度?？捎?根帶軸肩的光軸插入葉輪的內(nèi)孔，光軸固定在虎鉗上，并仰起一角度，使葉輪吸入側(cè)的輪轂端面始終與胎具軸肩相接觸，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪，葉輪口環(huán)百分表指示的跳動(dòng)值不應(yīng)超過(guò)表3［3］的標(biāo)準(zhǔn)。若跳動(dòng)值大于此標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)在跳動(dòng)量大處做上標(biāo)記以便于車削修理。修理后還應(yīng)再次檢查，直到其圓跳動(dòng)量符合要求為止。對(duì)有些在平衡室圓周也裝有密封環(huán)的離心泵，其葉輪背面也有1個(gè)承受密封環(huán)摩擦的葉輪外圓或裝在外圓上的摩擦環(huán)，檢修時(shí)也應(yīng)檢查該圓周上的徑向圓跳動(dòng)量，其方法和標(biāo)準(zhǔn)均與上述口環(huán)相同。

表3 葉輪口環(huán)徑向圓跳動(dòng)量 mm

4.2 葉輪汽蝕損壞

首級(jí)葉輪的葉片容易被汽蝕所損壞，如果葉片上有輕微的汽蝕小孔沿，可進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)。采用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑來(lái)修補(bǔ)被汽蝕的葉輪，甚為有效［4］。修補(bǔ)工藝主要包括:①將葉輪爛洞及其周圍表面進(jìn)行除銹處理，并用細(xì)砂布打磨于凈;②配制環(huán)氧粘結(jié)劑的順序是:將環(huán)氧樹(shù)脂加熱到30～40℃，使之易于調(diào)拌，再放入增塑劑鄰苯二甲酸二丁脂、填料鐵粉和三氧化二鉻，并將它們攪抖均勻，待修補(bǔ)時(shí)放入固化劑B羥基乙二胺;③將配制好的環(huán)氧粘結(jié)劑迅速、均勻地涂在爛孔周圍表面上，立刻把玻璃布均勻、平整地貼在所涂的環(huán)氧粘結(jié)劑上，蒙住孔洞，然后在室溫下固化24 h即可使用。

4.3 葉輪與軸之間的配合松動(dòng)

由于長(zhǎng)期使用，多次裝拆，葉輪內(nèi)孔和軸頸之間因磨損而造成間隙過(guò)大，這樣會(huì)影響葉輪的同心度，使葉輪的徑向圓跳動(dòng)量增大，裝配后會(huì)引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)。如發(fā)現(xiàn)間隙大了，可在葉輪內(nèi)孔局部點(diǎn)焊后再用車床修整，也可以進(jìn)行鍍鉻后再磨削。如葉輪在采取上述檢修方法處理后，仍然達(dá)不到質(zhì)量要求時(shí)，則需要換葉輪。對(duì)于新葉輪，首先應(yīng)檢查其幾何尺寸是否與原設(shè)計(jì)相符，然后對(duì)葉輪的流道進(jìn)行清掃，要求其表面光潔，并且對(duì)每個(gè)新葉輪都需經(jīng)靜平衡試驗(yàn)，合格后方可使用。

5 結(jié)束語(yǔ)

船用離心泵故障率較高，且故障原因多樣，但絕大多數(shù)都與操作管理、維護(hù)保養(yǎng)、檢修方法不當(dāng)?shù)热藶橐蛩赜嘘P(guān)。因此操作人員要加強(qiáng)理論知識(shí)學(xué)習(xí)，正確使用離心泵，同時(shí)提高維護(hù)保養(yǎng)水平和修理工藝，就可以降低離心泵的故障率，提高其使用壽命。

［1］張健.離心泵的氣蝕及防止措施 ［J］.廣州化工，2011，39(6):141－142.

［2］汪云瑛，張湘亞.泵和壓縮機(jī)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1984.

［3］馮漢民.水泵學(xué)［M］.北京:水利電力出版社，1991.

［4］劉玉福.離心泵的故障分析以及排除方法 ［J］.煤礦機(jī)械，2011，32(10):220－221.

Centrifugal pump is a device used widely for conveying liquid in marine machinery.The improper installation，improper operation，improper maintenance and adverse oceanic environment influence caused the high fault rate of marine centrifugal pump，which will affect the normal operation of marine systems.So the faults analysis and elimination methods of marine centrifugal pump were introduced in this paper.

marine machinery;centrifugal pump;trouble shooting

TH311

C

1001－8328(2013)05－0048－03

童大鵬 (1982-)，男，湖北十堰人，講師，大學(xué)本科，研究方向?yàn)榕灤瑒?dòng)力工程。

2013－05－02