離心式水泵常見問題及故障維修

莊文建

摘 要：工作生產(chǎn)中最常見的供排水設(shè)備之一就是離心式水泵。泵殼、泵軸、軸承、葉輪口環(huán)、葉輪、軸密封和軸向力平衡裝置共同組成了離心泵裝置，其在工作時借助葉輪旋轉(zhuǎn)從而讓水產(chǎn)生離心力。一般而言，生產(chǎn)系統(tǒng)的主要動力來源就是離心泵，企業(yè)要想獲得良好的生產(chǎn)效益，就務(wù)必要保證離心式水泵始終處于安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)。本文詳細(xì)分析了離心泵的構(gòu)造、工作原理，指出了離心式水泵的常見問題，并給出了如何維修故障的策略。

關(guān)鍵詞：離心式水泵；常見問題；故障維修

工作與生活的許多方面，都需要應(yīng)用到泵，水泵又能夠參照不同的作用和運(yùn)作方式，劃分成不同的類型，其中應(yīng)用最普遍、使用范圍最廣泛的就是離心式水泵。目前，我國的市場經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)都得到了迅猛發(fā)展，與此同時，人們對水泵也提出了更高水準(zhǔn)的要求，更加關(guān)注水泵的安全性及可靠性。此外，對于生產(chǎn)系統(tǒng)而言，水泵是直接的動力源，整個系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定都與其有關(guān)，因此，一定要確保水泵能夠穩(wěn)定運(yùn)作。

1 離心式水泵概述

1.1 離心式水泵主要的零部件構(gòu)成

1.1.1 泵殼

目前有徑向剖分式和軸向剖分式兩種類型的泵殼，水泵工作過程中所產(chǎn)生的所有工作壓力和液體熱負(fù)荷都需要泵殼來承受。一般而言，單級泵使用的是蝸殼式的泵殼，內(nèi)腔為螺旋形液道，其能夠把葉輪拋出的液體收集起來，并能轉(zhuǎn)變高速液體的部分動能，使其變?yōu)殪o壓能，之后通過擴(kuò)散管把液體引至泵口處。多級泵采用的一般是徑向剖分殼體，呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)通常為圓形殼體結(jié)構(gòu)或環(huán)形殼體結(jié)構(gòu)。

1.1.2 葉輪

離心泵葉輪可以被分成四種不同類型，分別為閉式葉輪、前開式葉輪、開式葉輪和后半開式葉輪。只有借助葉輪的作用力，泵才能實(shí)現(xiàn)匯集和轉(zhuǎn)移液體的作用。所以，對于泵來說，葉輪屬于其所有零部件中僅有的作功部件。目前制造葉輪的常用材料主要有不銹鋼、青銅、鑄鐵、蒙乃爾合金等。

1.1.3 泵軸

泵軸的主要功能是將離心泵的動力傳遞到工作位置，保證葉輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 泵軸一端的主要功能是固定和支撐葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而另一端與聯(lián)軸器和電機(jī)連接，軸承和軸向密封等部件安裝在軸。 根據(jù)不同的輸送介質(zhì)，泵軸的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)應(yīng)淬火回火。 例如，在傳輸清潔水等非腐蝕性介質(zhì)時，通常在制造時將采用45鋼，傳輸一些腐蝕性介質(zhì)，需要使用40Cr，必須淬火回火。

1.1.4 軸封

軸封裝置的最主要作用是為了避免泵殼內(nèi)的液體發(fā)生沿軸泄漏，或是泵殼被外界空氣侵入，給離心泵的使用造成故障。目前有兩種較為常見的軸封裝置，即填料密封和機(jī)械密封。為了提高泵使用過程中的適用性，泵在進(jìn)行軸封設(shè)計時經(jīng)常會把機(jī)械密封和調(diào)料密封兩者結(jié)合起來。

1.2 工作原理

在啟動水泵之前，一定要確保已經(jīng)用水灌滿水泵的吸水管路以及泵體內(nèi)部，快速旋轉(zhuǎn)水泵中的葉輪，能夠產(chǎn)生慣性離心力，實(shí)現(xiàn)甩出水的效果。此時，由于葉輪中部不再含有水，會到達(dá)中空狀態(tài)，在大氣壓力的作用下，水池或水井中的水會隨著吸水管進(jìn)入到水泵中；在慣性離心力的作用下，經(jīng)過泵殼，又能在水泵出口處匯集起甩出的水，其壓力和速度都會慢慢加大。此時，在壓力作用下，泵殼內(nèi)的高壓水會經(jīng)由排水管被壓到指定點(diǎn)。水池或水井中的水會因?yàn)榇髿鈮毫Χ丛床粩嗟剡M(jìn)入到水泵中，之后又會因?yàn)樗弥腥~輪的高速旋轉(zhuǎn)而被甩出，最終從較低出被轉(zhuǎn)移到較高處。

2 判斷離心式水泵是否完好的主要標(biāo)準(zhǔn)

第一，完好的離心式水泵應(yīng)該具備完整的零部件，即各部一定要具備齊全的墊圈、螺絲、護(hù)罩、開口銷等，同時，這些零部件嚴(yán)格符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

第二，完好的離心式水泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中應(yīng)該發(fā)出正常聲音，不會出現(xiàn)異常振動。

第三，完好的離心式水泵一定要有正常的出力，即排水系統(tǒng)具備正常效率。

第四，完好的離心式水泵性能必須良好：適當(dāng)調(diào)整好的平衡盤；符合標(biāo)準(zhǔn)的電動機(jī)，在運(yùn)行過程中不會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；完整和精準(zhǔn)的各項(xiàng)儀表；狀況優(yōu)良并且溫度正常的軸承潤滑；符合有關(guān)規(guī)定的間隙，不會發(fā)生漏油狀況。

第五，所有相關(guān)資料和維修記錄應(yīng)該被妥善存放，保證整潔些。同時，要維持設(shè)備及泵房的干凈整潔，整齊、有序的擺放所有的工具及配件。

3 離心式水泵運(yùn)行過程中的常見問題

3.1 軸承溫度超過正常范圍

在離心式水泵的正常作業(yè)過程中，軸承需要持續(xù)保持高速的運(yùn)行狀態(tài)，在這期間不可避免地會產(chǎn)生大量熱量，如果沒有及時釋放掉這些熱量，就一定會導(dǎo)致軸承的溫度超過正常范圍，當(dāng)軸承溫度過高時，就會影響到設(shè)備的正常運(yùn)行，出現(xiàn)運(yùn)行故障。有多方面的因素會導(dǎo)致軸承溫度過高，一般來說，最主要的原因就是軸承油箱內(nèi)沒有足夠的油量，對設(shè)備的正常作業(yè)起不到原有的支撐作用，就會導(dǎo)致軸承的溫度超過正常范圍。此外，如果選用了質(zhì)量不合格或者變質(zhì)的潤滑油添加到設(shè)備中，構(gòu)件的潤滑效果就達(dá)不到預(yù)期，這會加大構(gòu)件間的摩擦力，最終導(dǎo)致產(chǎn)生的熱量過大。

3.2 水泵揚(yáng)程不足

離心式水泵最為常見的運(yùn)行故障之一就是水泵揚(yáng)程不足，水泵在正常作業(yè)時，常常會因?yàn)槿鄙僮銐虻酿B(yǎng)成而導(dǎo)致出口缺少的足夠的壓力，最終造成設(shè)備的運(yùn)行結(jié)果無法完成工作運(yùn)行的需求。這類問題出現(xiàn)的最主要原因就是，持續(xù)運(yùn)行的離心式水泵葉輪，磨損較為嚴(yán)重，或者是水泵本身就遭到了嚴(yán)重的氣蝕，給流體的正常運(yùn)輸造成了不利影響，最終引發(fā)了揚(yáng)程不足的狀況。針對這個問題，在作業(yè)開始之前，首先要確定略低于標(biāo)準(zhǔn)為止的合適安裝位置，或者使進(jìn)出口液面的高度略微加大，從而避免在運(yùn)行過程中出現(xiàn)揚(yáng)程不足的故障。

3.3 泵體出水不足

離心式水泵在運(yùn)行過程中，如果有比較多的雜質(zhì)混在運(yùn)輸流體之中，葉輪流道就非常容易發(fā)生堵塞狀況。當(dāng)堵塞狀況嚴(yán)重到一定程度時，葉輪就會開始飯莊，致使設(shè)備揚(yáng)程范圍超出常態(tài)，影響到泵體的正常出水，最終導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行效率低下。要避免泵體出水不足的運(yùn)行故障，應(yīng)該及時疏通葉輪流道，在設(shè)置揚(yáng)程時關(guān)注是否合適，確保設(shè)備能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.4 水泵振動過大

在離心式水泵的正常運(yùn)行過程中，出現(xiàn)一定程度的振動是十分正常的，一旦振動超出了合理范圍，就意味著出現(xiàn)了運(yùn)行故障，在采取處理措施之前，首先要明確引發(fā)故障的原因。例如，當(dāng)離心泵泵軸發(fā)生了過大彎曲，或者是電機(jī)軸和泵軸的對中性不高，就有可能導(dǎo)致水泵運(yùn)行過程中出現(xiàn)不合理振動。此外，如果在安裝水泵的初期階段沒有使用合理的安裝技術(shù)，在水泵的運(yùn)行中就有可能會產(chǎn)生螺栓松動、泵管道產(chǎn)生過大的應(yīng)力等情況，而這些情況都有可能引發(fā)不正常的振動，對水泵的正常運(yùn)行造成影響。所以，在水泵的安裝階段就要加強(qiáng)技術(shù)管理，牢牢掌控每一個安裝細(xì)節(jié)，尤其是要固定好出口位置，對設(shè)備的支撐力度進(jìn)行提升，以防產(chǎn)生的應(yīng)力過大，從根源上減少不合理振動的產(chǎn)生。

3.5 超負(fù)荷運(yùn)行

水泵在正常運(yùn)行時，各部件之間會發(fā)生摩擦現(xiàn)象，尤其是在沒有足夠潤滑時，會引發(fā)更大程度的摩擦，如果摩擦力過大，可能會導(dǎo)致泵軸發(fā)生彎曲變形，從而致使實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和正常運(yùn)行參數(shù)不一致。如果水泵長期處于這種運(yùn)行狀態(tài)，必將給水泵機(jī)帶來過大的符合，最終導(dǎo)致水泵出現(xiàn)運(yùn)行故障。要避免由于超負(fù)荷運(yùn)行而引起的運(yùn)行故障，就一定要嚴(yán)格地進(jìn)行日常檢修，定期檢查和矯正水泵的所有零部件，把存在的各種故障隱患及時排除。在選取潤滑油時，應(yīng)該選取一些質(zhì)量比較優(yōu)良的種類，提高各構(gòu)件之間潤滑工作的質(zhì)量，把內(nèi)部的摩擦程度降到最低。

4 離心式水泵運(yùn)行問題的檢修策略

4.1 水泵泵殼檢修

在檢修離心式水泵時，一定要注意到當(dāng)機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力影響到泵殼之后，泵殼就會可能發(fā)生損壞，進(jìn)而會有裂紋的產(chǎn)生，給水泵的正常運(yùn)行造成阻礙。在對水泵進(jìn)行日常檢修時，可以借助錘子敲擊水泵泵殼，如果聽到較為清脆的聲音，就證明泵殼還沒有發(fā)生損傷，如果聽到比較沙啞的聲音，就說明泵殼已經(jīng)產(chǎn)生裂縫，一定要借助其他措施進(jìn)行更深層次的檢查。在裂縫的產(chǎn)生位置和開裂程度得到確定之后，需要分別在裂縫始端與終端鉆一個直徑為3毫米的圓孔，并且一定要及時修補(bǔ)產(chǎn)生在承受壓力點(diǎn)位置的裂紋，確保泵殼不會對水泵的運(yùn)行造成影響。

4.2 軸承和泵軸檢修

如果有裂縫產(chǎn)生在水泵的滑動軸承支架，在選取檢修技術(shù)時，應(yīng)該參照裂縫的程度。面對裂縫程度并不嚴(yán)重的情況時，可以借助補(bǔ)焊的方式來處理裂縫；如果產(chǎn)生了比較嚴(yán)重的裂縫，就應(yīng)該拆除原來的軸承，換上新軸承。在檢修部分損壞與運(yùn)行過程中的軸承蓋時，應(yīng)該視其實(shí)際情況而決定是進(jìn)行補(bǔ)焊還是換上全新構(gòu)件，從而為軸承的正常、穩(wěn)定運(yùn)行做出保證。在檢修水泵泵軸時，處理技術(shù)的選取應(yīng)該根據(jù)材料的不同屬性來進(jìn)行，目前離心式水泵泵軸材料最常見的制作材料就是35、40、45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼。當(dāng)泵軸發(fā)生損壞時，整個水泵就無法繼續(xù)保持正常運(yùn)行，所以一定要及時更換已經(jīng)損傷的泵軸。在檢修過程中如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生較大彎曲變形的泵軸，應(yīng)該要及時調(diào)整，通常二元，當(dāng)軸承形變達(dá)到密封環(huán)和水輪入口徑間兩者間隔的四分之一，就要調(diào)整泵軸。此外，還有另一種情況出現(xiàn)的可能，在水泵運(yùn)行過程中，有較大的溝痕產(chǎn)生于泵軸和軸承部位，一定要及時檢修該溝痕，以防進(jìn)一步加深受損程度。

4.3 水泵葉輪檢修

在許多生產(chǎn)領(lǐng)域都有離心式水泵的應(yīng)用，這也造成了其面臨著復(fù)雜的運(yùn)輸介質(zhì)，甚至?xí)枰\(yùn)輸一些腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)，在運(yùn)輸這樣的介質(zhì)時會嚴(yán)重?fù)p傷到水泵葉輪，經(jīng)過長期的摩擦之后，裂痕及溝槽在構(gòu)件表面都會出現(xiàn)，從而對水泵的正常運(yùn)行造成影響。檢修水泵葉輪的過程中，采用的檢修策略應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的損傷狀況來選取，可以借助補(bǔ)焊措施來處理一些損傷并不嚴(yán)重的部分，例如使用廣泛的黃銅補(bǔ)焊，在之后的打平處理中再借助紗布或者手提砂輪，最后試驗(yàn)平衡性，檢測設(shè)備是否能維持正常運(yùn)行。

4.4 水泵密封環(huán)檢修

水泵密封環(huán)的存在不僅能夠防止水泵中進(jìn)入外界空氣，同時還能防止內(nèi)部流體介質(zhì)在作業(yè)過程中產(chǎn)生流出現(xiàn)象，如果水泵的密封環(huán)被損壞，水泵就一定會出現(xiàn)運(yùn)行故障。例如當(dāng)水泵輸送流體介質(zhì)的過程中，會泄漏甚至噴射出液體，嚴(yán)重影響到作業(yè)效率，程度較嚴(yán)重時甚至?xí)p壞到整個水泵，致使設(shè)備無法維持正常運(yùn)行。所以，在檢修水泵密封環(huán)時一定要嚴(yán)格參照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，水泵密封環(huán)內(nèi)徑和水輪入口處直徑的間隙都有著詳細(xì)要求，在檢查水泵密封環(huán)時一定要關(guān)注是否滿足相關(guān)規(guī)定，確保水泵能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，正常傳輸流體介質(zhì)。

5 離心式水泵維護(hù)

5.1 故障維護(hù)

該維護(hù)方法允許機(jī)械產(chǎn)生運(yùn)行故障，解決故障的方法是拆卸下已經(jīng)損壞的元件或設(shè)施，然后對其進(jìn)行修理或更換。這種檢修方式，不但需要花費(fèi)大量的時間，并且需要承擔(dān)高額的維修費(fèi)用，會給生產(chǎn)進(jìn)程帶來較大影響。同時，這種檢修方法使維修部門變成了“救火隊(duì)”，為了能在發(fā)生故障時，做出及時反映，一定要提高零部件儲備工作的質(zhì)量，并設(shè)置更多的專業(yè)人員來應(yīng)對各種突發(fā)狀況。有時候一遍的問題剛得到解決，另一邊可能會出現(xiàn)更加嚴(yán)重的問題，這極大地增加了維修人員的工作力度。所以，故障檢修這種效率較低的方式無法長期使用。

5.2 預(yù)防性維護(hù)

這種維護(hù)方式在維修和預(yù)防離心式水泵的故障時，緊密結(jié)合了工作要求，在出現(xiàn)故障之前，就對設(shè)備做出維修與更換。只要安排適合，這種維護(hù)方式就不需要花費(fèi)較高的成本。如果設(shè)備不需要進(jìn)行持續(xù)工作，在檢修時就可以安排經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員，并且做好預(yù)防措施，做到防患于未然。這種維護(hù)方式雖然具有突出的優(yōu)點(diǎn)，但如果沒有進(jìn)行妥善的維護(hù)安排，后期會需要進(jìn)行更多的維護(hù)。例如，如果維修人員的技術(shù)能力比較低下，當(dāng)拆開完整的機(jī)械設(shè)備之后，二次安裝可能就達(dá)不到足夠的精度。

5.3 積極維護(hù)改造

這種方法需要建立在預(yù)防性維護(hù)的基礎(chǔ)之上，在做出維護(hù)改造時緊密結(jié)合故障原因。這種方法要求維護(hù)時對事故原因必須有全面的了解，重新設(shè)計和改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備的故障缺陷，在源頭上避免故障的出現(xiàn)。該種維護(hù)方案不但對設(shè)備使用壽命的延長大有裨益，而能顯著壓縮維護(hù)成本，把設(shè)備的工作價值最大程度的發(fā)揮出來。同時，因?yàn)槠浣⒃陬A(yù)防性維修的基礎(chǔ)之上，所以安全隱患得到了很大程度的改善，并不需要進(jìn)行過多的現(xiàn)場維護(hù)。同時維護(hù)人員一定要具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，保障相關(guān)設(shè)施能夠安全、可靠地運(yùn)行，從而提高水泵的生產(chǎn)效率和運(yùn)行效率。需要指出的是，這類維護(hù)方法對維護(hù)人員的要求較高，因此維護(hù)人員一定要切實(shí)提升自己的技術(shù)水平。

6 總結(jié)

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，離心式水泵發(fā)揮著重要作用，在應(yīng)用水泵時，要對其構(gòu)成部分、工作原理等作出深入分析，當(dāng)發(fā)生運(yùn)行故障時采取合適的維修策略，從而確保水泵能夠保持安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。同時，一定要采取科學(xué)的維護(hù)策略來維護(hù)水泵，盡可能地延長其使用壽命。

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