浅析离心泵常见故障及判断处理

2022-09-12

鉴于离心泵的工作性质, 一般都处于连续性生产较强的装置体系中, 同时作为一种物料传送转动设备, 需要应对高温、粉尘、潮湿等多种复杂的环境。离心泵一旦出现故障, 就会导致联动设备被迫停止运转, 影响整个厂区的正常共生产。因此, 保障离心泵的有效性, 实际上是保证了物料传送的有效性。

目前, 常见的离心泵故障有造型不合理、安装启动故障、运行中突发故障、设备出厂故障等, 除此之外, 引发离心泵故障的主要原因来源于振动, 除了转子不对中、不平衡等故障之外, 还有转子偏心、轴弯曲、零部件松动等。从现实角度出发, 作者重点分析击中常见的故障, 并以此给出解决的方法。

1 离心泵常见故障综述

1.1 转子故障

转子是离心泵的最主要部件, 也是最容易出现故障的部分。常见的转子故障有:转子不平衡、转子偏心、转子弯曲、转子与定子摩擦、转子不对中等。

第一, 是转子不平衡的问题, 离心泵设备中, 通常是一个转子有一根转动轴, 外加多个轮盘组成。由于每一个轮盘都有存在质量偏心的可能, 按照这种方式推论, 两个以上的轮盘, 就可能在离心泵运行时就可能将多质点的质量偏心转化为一个, 或这多个矢量, 由此形成转子不平衡的问题。转子不平衡对离心泵的正常工作影响是:工作效率低、震动大、噪音大。

第二, 是转子偏心问题。转子之所以会发生偏心是因为定子与转子之间没有形成同心圆, 转动过程中产生一阶频率震动, 同时由于流体不平衡, 形成叶轮与叶片之间的震动。

第三, 是转子弯曲的故障问题。一般来说, 转子发生弯曲故障是由于长期停用, 转子的物理特性发生了变化。相对的, 转子弯曲也分成两种情况, 一种是暂时性弯曲, 一种是永久性散去。暂时性弯曲是可以恢复的, 原因或许是因为离心泵所受到的负荷太大, 暖机不充分, 转速过快等;而永久性弯曲是不可以恢复的, 原因可能是设计曲线, 或者在长期停放中受冷受热较为迅速。

第四, 转子不对中发生的故障。联轴器、传递运动和转矩之间由于安装误差, 或者工作状态忽冷忽热, 或由于承载后的变形及及其基础不均匀沉淀, 导致离心泵转子之间的轴线产生偏差。转子不对中的情况下持续运转, 会造成离心泵寿命缩短, 报废几率增大。

第五, 转子与定子之间的摩擦事故障。转子在转动过沉重一旦与定子产生摩擦, 就会导致系统共振, 振幅突然增大, 噪音明显增加。摩擦对转子的损害是致命的。

1.2 滚动轴承、转轴横向裂纹故障

转动轴承快速运转的过沉重极容易引起损坏, 外界的原因主要是配置失当、异物侵入、腐蚀、润滑油不足等多种原因。滚动轴承出现故障的典型表现, 是频繁的出现剥落并发生磨损, 在经过维护之后持续出现故障。滚动轴承的损害是不可逆转的, 发现问题必须及时更换。

离心泵在长时间运转中, 不断产生的离心力作用会导致较强的短频波震动, 对整个设备的稳定性是很大的考验。一般说来, 转轴出现裂纹的几率很低, 但在恶劣复杂的工作状态下, 各种因素造成的压力击中、外力侵害等也不可忽视。同时, 裂纹对振动的反映并不明显, 甚至会直接发生断轴事故, 发生安全事故。

2 故障诊断的方法

离心泵的使用范围广泛, 在不同的行业和环境中, 容易发生故障的部位、原因也不同, 为了覆盖更大的故障诊断分析范围, 作者认为可以通过采集信号、预处理的方法, 这种方法更加可靠, 同时经过信号转化的数据便于处理, 也可以形成图形用于故障分析。

常用的振动信号故障排除分析方法有:频谱分析法、振动超标分析法、波形分析法、轴心分析法等。以下以频谱分析法为例, 对这种常用的方法进行介绍:

频谱分析是将时域信号转换成为频域信号加以分析的方法。离心泵在运行的过程中, 无论是振动信号, 或者是噪音信号, 都可以通过频域内进行处理, 并获取识别故障特征信息的所必要的图像。例如, 大多数机械震动是单一的正弦波, 而不正常的情况下, 则表现为各种信号的混乱波形。

首先要对频谱的原理有初步的了解。

第一, 按照高频段、中频段和低频段的区分方法加以分析, 初步了解故障发生的部位。

第二, 按照基频和超谐波、次谐波进行分析, 这样可以确定转子究竟在什么位置出现了故障, 故障的特征是什么。

第三, 按照频率成分的来源加以分析。由于频谱图的成分包含很多, 除了故障成分叠加在频谱图上, 还包括各种噪音和杂声。

第四, 按照频率特征分析。振动特性频率是震动零件运转中的成分, 只要对其有足够的了解, 就可以掌握不同部件的震动特征, 进而得出故障特征。

3 结语

离心泵设备应用的范围越广, 可能出现的故障原因就越多, 但通过调查数据显示, 绝大多数故障都与操作技术水平、设备安装水平、定期保养维护、操作人员的素质及重视程度有关。由此可见, 通过足够的重视, 定期进行设备保养维护, 是可以降低离心泵出现故障的频率的, 同时也说明, 人为干预预防的重要性。

摘要：离心泵是一种依靠叶轮旋转过程中产生离心力并以此输送液体的设备, 随着叶轮的高速旋转将液体甩出, 从而达到输送的目的。离心泵的用途很广, 在石油、化工、冶金等产业中应用广泛, 在物料输送过程中发挥着重要的作用。同时, 随着使用环境的日益复杂, 离心泵出现故障的几率也越来越高, 一旦发生故障机会影响整个生产系统的运行。基于此, 本文重点讨论离心泵经常出现的故障, 以及出现故障之后的解决措施。

关键词：离心泵,应对措施,故障维护,判断处理