離心式水泵的常見(jiàn)故障及維修策略探討

曾莉　吳晨

摘要：水泵是比較常用的流體機(jī)械設(shè)備，其中應(yīng)用最廣泛的為離心式水泵，如化工生產(chǎn)中承擔(dān)流體物質(zhì)運(yùn)輸和生產(chǎn)生活用水的補(bǔ)給。為提高其運(yùn)行綜合效率，需要就常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，明確各類(lèi)故障發(fā)生原因，有針對(duì)性地采取措施進(jìn)行優(yōu)化，提高其運(yùn)行效率。文章結(jié)合離心式水泵運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)其常見(jiàn)運(yùn)行問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的維修措施。

關(guān)鍵詞：離心式水泵；運(yùn)行故障；維修技術(shù)；流體機(jī)械設(shè)備；流體物質(zhì)運(yùn)輸 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TH871 文章編號(hào)：1009-2374（2016）13-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.034

離心式水泵作為應(yīng)用最為廣泛的水泵，為滿(mǎn)足各行業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)需求，必須要采取措施來(lái)提高其運(yùn)行效率，確保水泵運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。水泵運(yùn)行環(huán)境比較特殊，經(jīng)常會(huì)受到各項(xiàng)因素的影響，需要總結(jié)以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各類(lèi)故障進(jìn)行分析，明確問(wèn)題發(fā)生原因，確定維修與養(yǎng)護(hù)作業(yè)要點(diǎn)，有的放矢地采取措施進(jìn)行優(yōu)化。

1 離心泵結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理

1.1 離心泵結(jié)構(gòu)

1.1.1 泵殼。泵殼可以分為軸向剖分式與徑向剖分式兩種，主要作用是承受作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的工作壓力以及液體熱負(fù)荷。一般情況下，單級(jí)泵泵殼為蝸殼式，內(nèi)部被設(shè)計(jì)成螺旋形液道，將葉輪拋出的液體進(jìn)行有效收集，且將高度液體動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為靜壓能，最后將液體引向擴(kuò)散管到泵出口。對(duì)于多級(jí)泵來(lái)說(shuō)，泵殼以徑向剖分殼體居多，且多呈現(xiàn)圓形殼體結(jié)構(gòu)或者環(huán)形殼體結(jié)構(gòu)。

1.1.2 泵軸。泵軸為設(shè)備動(dòng)力傳遞部分，確保葉輪能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。泵軸一端利用聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸連接，而另一端用以固定和支撐葉輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且軸上設(shè)置有軸承、軸向密封等構(gòu)件。泵軸材質(zhì)與結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)以實(shí)際作業(yè)所需傳輸?shù)慕橘|(zhì)為依據(jù)決定，例如傳輸介質(zhì)為清水，構(gòu)件材料可以選擇用45鋼制作，而輸送介質(zhì)為腐蝕性液體，則材料應(yīng)選擇用40Cr。

1.1.3 葉輪。葉輪主要包括四種形式，即閉式葉輪、前半開(kāi)式葉輪、后半開(kāi)式葉輪以及開(kāi)式葉輪，主要作用是實(shí)現(xiàn)液體的收集與轉(zhuǎn)移，為離心泵中唯一做功部件。對(duì)于葉輪的制造，要保證所選材料性能良好，具有較高的耐腐蝕性，如不銹鋼、青銅以及蒙乃爾合金等。

1.1.4 軸封。軸封的主要作用是提高離心泵密封性，避免作業(yè)時(shí)泵殼內(nèi)液體沿軸漏出，同時(shí)也可以避免外界空氣進(jìn)入到泵殼內(nèi)部。離心泵常用軸封主要包括機(jī)械密封與填料密封兩種形式，為提高實(shí)際應(yīng)用效果，一般會(huì)選擇兩種兼容的方式來(lái)提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，減少各類(lèi)故障的產(chǎn)生。

1.2 運(yùn)行原理

離心式水泵驅(qū)動(dòng)方式為電動(dòng)機(jī)，利用葉輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力，將葉輪中心位置的液體在離心力的作用下甩出葉輪，然后通過(guò)泵殼流道進(jìn)入到排水管道內(nèi)部。同時(shí)，內(nèi)部液體的排出使得葉輪中心位置形成真空環(huán)境，在大氣壓力作用下，會(huì)將吸水井中的液體壓入葉輪井口，可以進(jìn)行連續(xù)流動(dòng)，完成整個(gè)排水運(yùn)行作業(yè)。

2 離心式水泵運(yùn)行常見(jiàn)故障

2.1 軸承溫度過(guò)高

離心式水泵在正常作業(yè)時(shí)，軸承需要在高速狀態(tài)下持續(xù)運(yùn)行，便會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果熱量釋放不及時(shí)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致軸承溫度過(guò)高，當(dāng)溫度超出限定后，便會(huì)造成設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障。造成軸承溫度過(guò)高的因素比較多，最為常見(jiàn)的即為軸承油箱內(nèi)油量過(guò)少，不足以支撐設(shè)備正常作業(yè)，造成軸承溫度異常。另外，如果設(shè)備所選潤(rùn)滑油質(zhì)量不合格或者已經(jīng)變質(zhì)，會(huì)降低構(gòu)件潤(rùn)滑效果，構(gòu)件間摩擦力增大而產(chǎn)生大量的熱量。

2.2 水泵揚(yáng)程不足

水泵揚(yáng)程不足是離心式水泵的常見(jiàn)運(yùn)行故障，在正常作業(yè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)閾P(yáng)程不足而造成出口壓力不足，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行結(jié)果不能滿(mǎn)足工作運(yùn)行需求。出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題的原因主要是離心式水泵葉輪長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，存在嚴(yán)重的磨損，或者是水泵自身存在嚴(yán)重的氣蝕，影響流體的正常傳輸，出現(xiàn)揚(yáng)程不足現(xiàn)象。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，需要在進(jìn)行作業(yè)前選擇合適的安裝位置，低于標(biāo)準(zhǔn)位置，或者也可以增大進(jìn)出口液面高度，避免揚(yáng)程不足而出現(xiàn)運(yùn)行故障。

2.3 泵體出水不足

在離心式水泵運(yùn)行過(guò)程中，如果運(yùn)輸流體中含有比較多的雜質(zhì)，很容易造成葉輪流道被堵塞。而如果堵塞情況比較嚴(yán)重時(shí)，便會(huì)造成葉輪反轉(zhuǎn)，使得設(shè)備揚(yáng)程超出正常范圍，導(dǎo)致泵體不能正常出水，而影響設(shè)備運(yùn)行效率。面對(duì)此類(lèi)運(yùn)行故障，應(yīng)及時(shí)對(duì)葉輪流道進(jìn)行疏通，并選擇合適的揚(yáng)程，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

2.4 水泵振動(dòng)過(guò)大

離心式水泵在正常運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)存在一定程度的振動(dòng)情況，但是如果振動(dòng)超出正常范圍，便可以證明其運(yùn)行出現(xiàn)了故障，需要確定故障發(fā)生原因，并采取措施進(jìn)行處理。例如離心泵泵軸彎曲程度過(guò)大或者是泵軸與電機(jī)軸對(duì)中性較低，在運(yùn)行過(guò)程中便會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)。另外，如果水泵在安裝階段技術(shù)處理不當(dāng)，在后期運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)螺栓松動(dòng)、泵管道應(yīng)力過(guò)大等均會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)，影響水泵的正常運(yùn)行。因此，需要在安裝階段做好技術(shù)管理，控制好每個(gè)細(xì)節(jié)，尤其是要做好出口位置的固定，提高設(shè)備支撐力度，避免應(yīng)力的產(chǎn)生，減少振動(dòng)情況的發(fā)生。

2.5 超負(fù)荷運(yùn)行

在運(yùn)行過(guò)程中，離心式水泵各部件間會(huì)存在一定的摩擦，尤其是潤(rùn)滑不到位的情況下，摩擦程度更大，情況嚴(yán)重的會(huì)造成泵軸彎曲變形，使得實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與正常參數(shù)存在較大的差異。如果長(zhǎng)時(shí)間維持這種狀態(tài)運(yùn)行，勢(shì)必會(huì)造成水泵機(jī)電負(fù)荷過(guò)大，而導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障。為減少因此類(lèi)問(wèn)題造成的運(yùn)行故障，需要嚴(yán)格做好日常檢修工作，定期對(duì)水泵各部件進(jìn)行檢查與校正，及時(shí)排除存在的各類(lèi)故障隱患，并選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的潤(rùn)滑油，做好各構(gòu)件間潤(rùn)滑工作，降低內(nèi)部摩擦程度。

3 離心式水泵運(yùn)行問(wèn)題檢修措施

3.1 水泵泵殼檢修

在對(duì)離心式水泵進(jìn)行運(yùn)行檢修時(shí)，需要注意泵殼受到機(jī)械應(yīng)力以及熱應(yīng)力影響后，會(huì)造成泵殼損壞，進(jìn)而出現(xiàn)裂紋，影響水泵的正常運(yùn)行。在日常檢修時(shí)，可以用錘子對(duì)水泵泵殼進(jìn)行敲擊，如果聲音清脆，則證明泵殼不存在損傷，而如果聲音沙啞，則證明泵殼存在裂縫，需要采取措施做更進(jìn)一步的檢查。在確定裂縫位置與程度后，需要就裂縫始端、終端各鉆出一個(gè)直徑為3mm的圓孔，且要對(duì)承受壓力點(diǎn)位置的裂紋進(jìn)行修補(bǔ)，確保泵殼的質(zhì)量。

3.2 軸承與泵軸檢修

如果水泵滑動(dòng)軸承支架出現(xiàn)裂縫，需要根據(jù)裂縫程度來(lái)確定維修技術(shù)，對(duì)于程度較輕的情況，可以選擇用補(bǔ)焊的方式處理，而如果程度比較嚴(yán)重，則需要更換全新的軸承。對(duì)于部分在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)損壞的軸承蓋，可以進(jìn)行補(bǔ)焊或者更換新構(gòu)件，確保軸承能夠正常運(yùn)行。而在對(duì)水泵泵軸進(jìn)行檢修時(shí)，需要根據(jù)不同材料來(lái)選擇相應(yīng)的處理技術(shù)，常用離心式水泵泵軸材料多以35、40、45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼制作。如果泵軸出現(xiàn)損壞，會(huì)影響整個(gè)水泵的正常運(yùn)行，因此要對(duì)損傷泵軸及時(shí)進(jìn)行更換。如果在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)泵軸存在較大的彎曲變形，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，一般情況泵軸形變?yōu)槊芊猸h(huán)以及水輪入口徑間兩者間隙的四分之一時(shí)就需要進(jìn)行調(diào)整。另外存在一部分情況，水泵運(yùn)行時(shí)，泵軸與軸承間部位產(chǎn)生了較大的溝痕，需要及時(shí)進(jìn)行檢修，避免受損程度的進(jìn)一步加大。

3.3 水泵葉輪檢修

離心式水泵可以被應(yīng)用于多個(gè)不同生產(chǎn)領(lǐng)域，運(yùn)輸介質(zhì)比較復(fù)雜，其中部分介質(zhì)會(huì)存在較強(qiáng)的腐蝕性，在運(yùn)行作業(yè)時(shí)會(huì)對(duì)水泵葉輪產(chǎn)生較大的損傷，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摩擦，導(dǎo)致構(gòu)件表面產(chǎn)生裂痕或者溝槽，而影響水泵的正常運(yùn)行。在針對(duì)水泵葉輪進(jìn)行檢修時(shí)，需要針對(duì)損傷程度來(lái)采取措施進(jìn)行處理，對(duì)于損傷程度較低的部分，可以利用補(bǔ)焊的措施處理，如常見(jiàn)的黃銅補(bǔ)焊，然后利用紗布或者手提砂輪進(jìn)行打平處理，最后進(jìn)行平衡試驗(yàn)，確定設(shè)備是否可以正常運(yùn)行。

3.4 水泵密封環(huán)檢修

水泵密封環(huán)的存在可以避免外界空氣進(jìn)入到水泵內(nèi)部，同時(shí)也可以避免作業(yè)時(shí)內(nèi)部流體介質(zhì)流出，如果密封環(huán)損壞勢(shì)必會(huì)造成水泵運(yùn)行作業(yè)出現(xiàn)故障。如水泵輸送流體介質(zhì)時(shí)，流體泄露甚至直接噴射出去，降低作業(yè)效率，情況嚴(yán)重的甚至?xí)?duì)整個(gè)水泵造成損壞，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，需要按照專(zhuān)業(yè)規(guī)范對(duì)密封環(huán)進(jìn)行檢修，對(duì)于離心式水泵密封環(huán)內(nèi)徑與水輪入口處直徑間隙有著明確的規(guī)定，需要檢查設(shè)備密封環(huán)是否滿(mǎn)足要求，確保流體介質(zhì)傳輸過(guò)程中，水泵能夠正常運(yùn)行。

4 離心式水泵常見(jiàn)故障處理實(shí)例分析

4.1 實(shí)例分析

以某企業(yè)10SH-9型離心式水泵為例，平均每天需要洗煤8h，由兩臺(tái)10SH-9型離心式水泵來(lái)向洗煤機(jī)供水，每小時(shí)可供水960t。在長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)作業(yè)狀態(tài)下，導(dǎo)致水泵葉輪、軸承、泵軸等構(gòu)件出現(xiàn)損傷。

4.2 原因分析與維修措施

4.2.1 原因分析。水泵葉輪運(yùn)行作業(yè)時(shí)，產(chǎn)生軸向滑動(dòng)，造成葉輪與泵體產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行負(fù)荷增加。另外，在設(shè)備軸承損壞后未及時(shí)處理，導(dǎo)致情況加重，軸承底座噪聲加大，且因底座不穩(wěn)定而產(chǎn)生振動(dòng)。

4.2.2 維修措施。如果軸承出現(xiàn)運(yùn)行故障，檢查其是否存在裂紋，如果確定滾動(dòng)體與內(nèi)外座圈滾道存在明顯的斑點(diǎn)、疲勞脫皮等情況，需要及時(shí)對(duì)損壞的軸承進(jìn)行更換。在對(duì)軸承進(jìn)行更換時(shí)，需要做好公差配合，且要在更換前對(duì)軸承進(jìn)行清洗，確定不存在卡緊問(wèn)題。在正式換件安裝時(shí)，要嚴(yán)格按照專(zhuān)業(yè)規(guī)范來(lái)進(jìn)行，并保證軸承表面清潔性，在裝配完成后還需要加注適量的潤(rùn)滑油，確保軸承能夠正常轉(zhuǎn)動(dòng)。

5 結(jié)語(yǔ)

離心式水泵在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)故障，影響設(shè)備運(yùn)行的綜合效率，因此需要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，編制合理的管理方案，并制定相應(yīng)的檢修制度，做好各項(xiàng)因素的控制，定期對(duì)水泵進(jìn)行檢修，及時(shí)消除存在的運(yùn)行故障隱患，確保水泵能夠正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]王建康.淺談離心式水泵常見(jiàn)問(wèn)題及故障維修[J].科

學(xué)之友，2013，（6）.

[2]周啟華.10SH-9型離心式水泵的常見(jiàn)故障分析及對(duì)策

[J].礦山機(jī)械，2008，（6）.

[3]聶靜.礦用離心式水泵汽蝕的預(yù)防措施及排除方法

[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2010，（1）.

[4]杜翀.淺談離心式水泵的故障分析與處理[J].科技

風(fēng)，2014，（13）.

作者簡(jiǎn)介：曾莉（1989-），女，云南楚雄人，河鋼礦業(yè)司家營(yíng)研山鐵礦有限公司助理工程師，研究方向：設(shè)備管理及設(shè)備維修。

（責(zé)任編輯：王 波）