淺析離心泵常見故障及判斷處理

曹金龍（內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 赤峰 025350）

鑒于離心泵的工作性質(zhì)，一般都處于連續(xù)性生產(chǎn)較強(qiáng)的裝置體系中，同時(shí)作為一種物料傳送轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，需要應(yīng)對(duì)高溫、粉塵、潮濕等多種復(fù)雜的環(huán)境。離心泵一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致聯(lián)動(dòng)設(shè)備被迫停止運(yùn)轉(zhuǎn)，影響整個(gè)廠區(qū)的正常共生產(chǎn)。因此，保障離心泵的有效性，實(shí)際上是保證了物料傳送的有效性。

目前，常見的離心泵故障有造型不合理、安裝啟動(dòng)故障、運(yùn)行中突發(fā)故障、設(shè)備出廠故障等，除此之外，引發(fā)離心泵故障的主要原因來(lái)源于振動(dòng)，除了轉(zhuǎn)子不對(duì)中、不平衡等故障之外，還有轉(zhuǎn)子偏心、軸彎曲、零部件松動(dòng)等。從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，作者重點(diǎn)分析擊中常見的故障，并以此給出解決的方法。

1 離心泵常見故障綜述

1.1 轉(zhuǎn)子故障

轉(zhuǎn)子是離心泵的最主要部件，也是最容易出現(xiàn)故障的部分。常見的轉(zhuǎn)子故障有：轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子偏心、轉(zhuǎn)子彎曲、轉(zhuǎn)子與定子摩擦、轉(zhuǎn)子不對(duì)中等。

第一，是轉(zhuǎn)子不平衡的問題，離心泵設(shè)備中，通常是一個(gè)轉(zhuǎn)子有一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸，外加多個(gè)輪盤組成。由于每一個(gè)輪盤都有存在質(zhì)量偏心的可能，按照這種方式推論，兩個(gè)以上的輪盤，就可能在離心泵運(yùn)行時(shí)就可能將多質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量偏心轉(zhuǎn)化為一個(gè)，或這多個(gè)矢量，由此形成轉(zhuǎn)子不平衡的問題。轉(zhuǎn)子不平衡對(duì)離心泵的正常工作影響是：工作效率低、震動(dòng)大、噪音大。

第二，是轉(zhuǎn)子偏心問題。轉(zhuǎn)子之所以會(huì)發(fā)生偏心是因?yàn)槎ㄗ优c轉(zhuǎn)子之間沒有形成同心圓，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生一階頻率震動(dòng)，同時(shí)由于流體不平衡，形成葉輪與葉片之間的震動(dòng)。

第三，是轉(zhuǎn)子彎曲的故障問題。一般來(lái)說，轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲故障是由于長(zhǎng)期停用，轉(zhuǎn)子的物理特性發(fā)生了變化。相對(duì)的，轉(zhuǎn)子彎曲也分成兩種情況，一種是暫時(shí)性彎曲，一種是永久性散去。暫時(shí)性彎曲是可以恢復(fù)的，原因或許是因?yàn)殡x心泵所受到的負(fù)荷太大，暖機(jī)不充分，轉(zhuǎn)速過快等；而永久性彎曲是不可以恢復(fù)的，原因可能是設(shè)計(jì)曲線，或者在長(zhǎng)期停放中受冷受熱較為迅速。

第四，轉(zhuǎn)子不對(duì)中發(fā)生的故障。聯(lián)軸器、傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩之間由于安裝誤差，或者工作狀態(tài)忽冷忽熱，或由于承載后的變形及及其基礎(chǔ)不均勻沉淀，導(dǎo)致離心泵轉(zhuǎn)子之間的軸線產(chǎn)生偏差。轉(zhuǎn)子不對(duì)中的情況下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)造成離心泵壽命縮短，報(bào)廢幾率增大。

第五，轉(zhuǎn)子與定子之間的摩擦事故障。轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過沉重一旦與定子產(chǎn)生摩擦，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)共振，振幅突然增大，噪音明顯增加。摩擦對(duì)轉(zhuǎn)子的損害是致命的。

1.2 滾動(dòng)軸承、轉(zhuǎn)軸橫向裂紋故障

轉(zhuǎn)動(dòng)軸承快速運(yùn)轉(zhuǎn)的過沉重極容易引起損壞，外界的原因主要是配置失當(dāng)、異物侵入、腐蝕、潤(rùn)滑油不足等多種原因。滾動(dòng)軸承出現(xiàn)故障的典型表現(xiàn)，是頻繁的出現(xiàn)剝落并發(fā)生磨損，在經(jīng)過維護(hù)之后持續(xù)出現(xiàn)故障。滾動(dòng)軸承的損害是不可逆轉(zhuǎn)的，發(fā)現(xiàn)問題必須及時(shí)更換。

離心泵在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)中，不斷產(chǎn)生的離心力作用會(huì)導(dǎo)致較強(qiáng)的短頻波震動(dòng)，對(duì)整個(gè)設(shè)備的穩(wěn)定性是很大的考驗(yàn)。一般說來(lái)，轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)裂紋的幾率很低，但在惡劣復(fù)雜的工作狀態(tài)下，各種因素造成的壓力擊中、外力侵害等也不可忽視。同時(shí)，裂紋對(duì)振動(dòng)的反映并不明顯，甚至?xí)苯影l(fā)生斷軸事故，發(fā)生安全事故。

2 故障診斷的方法

離心泵的使用范圍廣泛，在不同的行業(yè)和環(huán)境中，容易發(fā)生故障的部位、原因也不同，為了覆蓋更大的故障診斷分析范圍，作者認(rèn)為可以通過采集信號(hào)、預(yù)處理的方法，這種方法更加可靠，同時(shí)經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)便于處理，也可以形成圖形用于故障分析。

常用的振動(dòng)信號(hào)故障排除分析方法有：頻譜分析法、振動(dòng)超標(biāo)分析法、波形分析法、軸心分析法等。以下以頻譜分析法為例，對(duì)這種常用的方法進(jìn)行介紹：

頻譜分析是將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成為頻域信號(hào)加以分析的方法。離心泵在運(yùn)行的過程中，無(wú)論是振動(dòng)信號(hào)，或者是噪音信號(hào)，都可以通過頻域內(nèi)進(jìn)行處理，并獲取識(shí)別故障特征信息的所必要的圖像。例如，大多數(shù)機(jī)械震動(dòng)是單一的正弦波，而不正常的情況下，則表現(xiàn)為各種信號(hào)的混亂波形。

首先要對(duì)頻譜的原理有初步的了解。

第一，按照高頻段、中頻段和低頻段的區(qū)分方法加以分析，初步了解故障發(fā)生的部位。

第二，按照基頻和超諧波、次諧波進(jìn)行分析，這樣可以確定轉(zhuǎn)子究竟在什么位置出現(xiàn)了故障，故障的特征是什么。

第三，按照頻率成分的來(lái)源加以分析。由于頻譜圖的成分包含很多，除了故障成分疊加在頻譜圖上，還包括各種噪音和雜聲。

第四，按照頻率特征分析。振動(dòng)特性頻率是震動(dòng)零件運(yùn)轉(zhuǎn)中的成分，只要對(duì)其有足夠的了解，就可以掌握不同部件的震動(dòng)特征，進(jìn)而得出故障特征。

3 結(jié)語(yǔ)

離心泵設(shè)備應(yīng)用的范圍越廣，可能出現(xiàn)的故障原因就越多，但通過調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，絕大多數(shù)故障都與操作技術(shù)水平、設(shè)備安裝水平、定期保養(yǎng)維護(hù)、操作人員的素質(zhì)及重視程度有關(guān)。由此可見，通過足夠的重視，定期進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)，是可以降低離心泵出現(xiàn)故障的頻率的，同時(shí)也說明，人為干預(yù)預(yù)防的重要性。

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