離心泵基礎(chǔ)：結(jié)構(gòu)、典型故障及檢查

瀏覽次數(shù)：3086

發(fā)布日期：2023-02-10 10:44

前言

泵送系統(tǒng)是工業(yè)流程中的關(guān)鍵設(shè)施，有不同類型的泵來(lái)滿足各種生產(chǎn)需求。離心泵可能是工業(yè)流程中應(yīng)用最豐富的一種類型。在工業(yè)泵的分類中，離心泵稱為動(dòng)力泵，并被細(xì)分為軸流泵和徑向流泵，具有單級(jí)或多級(jí)、臥式或立式，有懸臂式、軸承兩端支撐式和立式懸吊式，有單殼體和雙殼體結(jié)構(gòu)，有開式、半開式或閉式葉輪等特征。

離心泵是一種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力水力機(jī)械，通過(guò)將葉輪的機(jī)械能傳遞到不可壓縮的流體，并將其轉(zhuǎn)換為動(dòng)能或壓力能。流體通過(guò)吸入管進(jìn)入葉輪，葉輪具有一系列的葉片，利用離心力將流體推向泵的蝸殼或泵體（或者在泵具有一級(jí)以上的情況下到達(dá)其它級(jí)葉輪），最終通過(guò)出口管排出。

離心泵主要零部件包括：

1）吸入管

2）葉輪

3）軸

4）殼體或蝸殼

5）軸承

6）軸承架

7）機(jī)械密封

8）出口管

圖1：離心泵主要零部件

離心泵的典型故障模式

在離心泵中，不平衡通常至少由以下原因之一引起：

1）葉輪磨損/腐蝕（例如汽蝕）不均勻或葉片斷裂

2）聯(lián)軸器狀況不良、磨損、變形

3）電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組不良

4）轉(zhuǎn)子平衡程序錯(cuò)誤

5）標(biāo)準(zhǔn)或不適當(dāng)?shù)钠胶赓|(zhì)量

當(dāng)在離心泵中檢測(cè)到不平衡時(shí)，建議采取以下措施：

1）檢查葉輪磨損/腐蝕并分析產(chǎn)生的根本原因

2）檢查聯(lián)軸器的跳動(dòng)及其整體狀況

3）檢查轉(zhuǎn)子的平衡程序和平衡的質(zhì)量程度

圖2：離心泵葉輪

在離心泵中，不對(duì)中通常是由以下原因之一引起的：

1）安裝不良或?qū)χ谐绦虿划?dāng)

2）管道應(yīng)力

3）軟腳

4）泵本身或其管道中的熱膨脹

5）缺乏對(duì)員工的培訓(xùn)

6）測(cè)量?jī)x器不適當(dāng)或未校準(zhǔn)

當(dāng)在離心泵中檢測(cè)到不對(duì)中時(shí)，建議采取以下措施：

1）檢查所使用的對(duì)中程序和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)

2）檢查泵和電機(jī)是否存在管道應(yīng)力和軟腳

3）如果安全條件允許，測(cè)量機(jī)器剛停止或過(guò)熱時(shí)的對(duì)中情況

4）記錄機(jī)器熱態(tài)過(guò)程中的對(duì)中變化（位移）：熱膨脹

圖3：離心泵對(duì)中檢查

在離心泵中，軸承問(wèn)題通常由以下原因之一引起：

1）安裝不良

2）潤(rùn)滑不良

3）潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑劑中的顆粒污染

4）高溫

5）不對(duì)中和/或不平衡

6）軸承選擇不當(dāng)

當(dāng)在離心泵中檢測(cè)到軸承問(wèn)題時(shí)，建議采取以下措施：

1）更換軸承并進(jìn)行根本原因分析

2）軸承潤(rùn)滑劑是否存在不足或過(guò)量

3）審查軸承安裝實(shí)踐

4）審查軸承潤(rùn)滑實(shí)踐

5）驗(yàn)證泵的對(duì)中及平衡

6）檢查軸承的運(yùn)行條件是否合適

圖4：拆卸下來(lái)的有缺陷的軸承

在大多數(shù)情況下，離心泵中的泄漏發(fā)生在機(jī)械密封處。密封劣化的原因可能是：

1）由于不對(duì)中或不平衡而導(dǎo)致的高振動(dòng)

2）安裝不良

3）空載或干運(yùn)行時(shí)密封過(guò)熱

4）密封選擇不良

當(dāng)在離心泵中檢測(cè)到密封問(wèn)題時(shí)，建議采取以下措施：

1）檢查泵的對(duì)中和平衡情況

2）查看機(jī)械密封安裝實(shí)踐

3）防止泵干運(yùn)行

4）檢查運(yùn)行工況是否適合機(jī)械密封

在離心泵中，間隙通常由以下原因之一引起：

1）軸承過(guò)度磨損

2）安裝不良

3）軸承或軸承箱選擇不當(dāng)

當(dāng)在離心泵中檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)間隙過(guò)大時(shí)，建議采取以下措施：

1）檢查軸承的狀況

2）檢查軸承箱是否有磨損或變形

3）查看軸承安裝實(shí)踐

圖5：多級(jí)泵間隙檢查

在離心泵中，結(jié)構(gòu)松動(dòng)通常由以下原因之一引起：

1）基礎(chǔ)不良

2）底座變形或翹曲

3）支撐件、絕緣體或靜音塊磨損

4）螺栓松動(dòng)，也可能產(chǎn)生軟腳

當(dāng)檢測(cè)到離心泵的結(jié)構(gòu)松動(dòng)時(shí)，建議采取以下措施：

1）加固支撐離心泵的結(jié)構(gòu)

2）修復(fù)離心泵基礎(chǔ)

3）更換支撐件、絕緣體或靜音塊

4）用扭矩扳手?jǐn)Q緊離心泵的緊固螺栓

圖 6：離心泵安裝示例

在離心泵中，水力問(wèn)題多種多樣，通常由以下原因之一引起：

1）汽蝕

2）回流

3）過(guò)載

4）湍流

5）泵運(yùn)行不符合設(shè)計(jì)

當(dāng)在離心泵中檢測(cè)到水力問(wèn)題時(shí)，建議采取以下措施：

1）檢查離心泵的吸入條件

2）檢查葉輪和泵蝸殼是否損壞

3）檢查運(yùn)行工況（流量和壓力）是否符合離心泵的設(shè)計(jì)

圖 7：離心泵的一些水力問(wèn)題可以通過(guò)檢

其它檢查/檢測(cè)

離心泵的檢查必須是全面的，包括動(dòng)態(tài)、熱力和運(yùn)行狀態(tài)。以下檢查檢測(cè)也適用于離心泵：

振動(dòng)檢查及測(cè)量點(diǎn)

離心泵出廠試驗(yàn)時(shí)應(yīng)對(duì)振動(dòng)進(jìn)行檢查，可采用便攜式振動(dòng)測(cè)量?jī)x表或永久安裝于泵上的振動(dòng)傳感器來(lái)測(cè)量，具體測(cè)量點(diǎn)位置在API 610、GB/T 29531等標(biāo)準(zhǔn)中都有詳細(xì)說(shuō)明（在此不再贅述）。在離心泵中，振動(dòng)測(cè)量/檢查點(diǎn)必須與軸承箱的軸中心線相對(duì)應(yīng)，并且確保穩(wěn)定地安裝在堅(jiān)固的零件上。盡可能在每個(gè)軸承的水平（H）、垂直（V）和軸向（A）方向進(jìn)行測(cè)量。