离心泵常见故障分析

离心泵常见故障分析总结

上海宝冶集团检修工程分公司李双全

摘要：离心泵是利用叶轮高速转动所产生的离心力来抽取液体或其他物料的，应用量大、面广，如农业灌溉、循环水供给、冶金行业等所使用的泵大部分都是离心泵。因此离心泵运转情况的好坏直接影响到使用者的经济效益好坏。

关键词：离心泵故障

引言：随着现代化工业及科学技术的迅速发展，生产设备日趋大型化、高速化、自动化和智能化。如果能充分了解设备故障，就可以及时发现设备工作中的异常现象，进而对设备进行预知判断、检修，这样就可以避免许多本来可以避免的事故以及盲目维修带来的损失。

1、离心泵机组常见故障分析

造成离心泵故障的原因有很多种，常见的有设备固有故障、安装故障、运行故障和选型错误。如泵不能正常启动、泵不出水或流量不足、泵振动与噪声、轴承发热、泵超功率、汽蚀等。判断离心泵故障时，应该结合设备状态基本指标和丰富的维修经验进行诊断。

1.1设备故障

1.1.1转轴故障离心泵机组的旋转部件主要有驱动电机转子、泵轴、叶轮、轴承等。离心泵机组故障的外在特征大部分表现为与振动有关的信息。当转子高速运转时，各部件都以不同的频率振动，其中任何一个部件出现异常，便以其特有的频率加剧振动。因此，可以通过以下三种方法诊断转轴是否出现异常：转子不平衡，经过一段时间的运行，由于偏心量的少许增加，使得惯性离心力剧增而导致转子不平衡振动；电机与泵两根轴的中心线不对中，发生偏移，这时轴容易发生轴向振动；泵头的锁紧机构失效或基础松动、轴承间隙过大等原因引起的松动现象，这种松动会使转子发生严重振动。

1.2轴承故障

1.2.1离心泵机组的滑动轴承结构为自润滑式半液体摩擦，其故障多来源于豁着磨损、疲劳磨损和磨料磨损。引起磨损或失效的原因主要是：接触面间的间隙过大或过小；接触表面的均匀度及表面粗糙度；润滑油液的物理和化学性质。其故障的特征是：振动频率与基频相同，振幅随磨损的增大而增大；振动方向为上、下方向，振动加速度值至少有lOdB增量；故障处的温度明显上升。

1.2.2离心泵机组所用的止推轴承一般只承受机组启动和工况变化时所产生的轴向力，其故障的形式主要有磨损、腐蚀、断裂、疲劳及胶合。其故障的特征是：在正常情况下，滚动轴承的振动无冲击，且幅值平缓；但当轴承损伤时，一般会出现轴向振幅增大。

1.3联轴器故障

1.3.1联轴器是电机连接泵的重要部件，它与泵电机的装配精度以及自身的加工精度往往影响着离心泵机组的正常运行。影响联轴器精度的几个关键部位是：锥孔的锥度和表面粗糙度；定位止口的尺寸误

差；外圆端面与中心线的垂直度；联轴销的平衡度。在检验时，只要把握这几个关键问题，由联轴器引起的机组振动故障就会迎刃而解。

1.3.2联轴器的故障诊断依据是：由于联轴器故障引起的振动特征往往包含在不对中故障特征中，因此，判断它与不对中故障的区别在于离心泵机组同轴度检验是否合格，这一点非常重要。

1.4密封故障

1.4.1在石油化工、冶金企业中，离心泵内工作介质大部分是流体，且介质大多数具有腐蚀性、可燃性、易爆性及毒性等，一旦密封失效，介质外漏，不但污染环境，影响人的身体健康，而且往往还会导致火灾、爆炸和人身伤亡等事故，可见密封对于安全生产、节省能耗和物料消耗、保证设备运转可靠、效率高、正常连续化生产等都具有重要的意义。

1.4.2对于离心泵机组来说，轴头甩油现象就是一个非常常见且值得关注的问题。因为离心泵轴头甩油不仅损坏设备，给安全生产带来很大的隐患，同时还会造成极大的浪费，污染环境，进而影响人们的身体健康。离心泵甩油是由于泵的高速运转而导致落在轴头上的润滑油在离心力的作用下沿着轴向外渗出，离心泵轴头甩油会使离心泵润滑质量下降。对于这种漏油现象，可以采用全封闭或部分封闭、填塞或阻塞、分隔或间隔、引出或注入、流阻或反输、贴合或粘合以及几种密封方法相组合的密封方法进行密封。另外，也要尽量减少落到轴上的油量，进而从根本上杜绝甩油来源。

1.5启动故障

1.5.1电机不能正常启动如果是电动机作为原动装置，首先用手拨动电机散热风扇，看转动是否灵活。如果灵活，可能为启动电容失效或容量减小，应更换相同值的启动电容；如果转不动，说明转子被卡死，应清洗铁锈后加润滑油脂，或清除卡转子的异物。

1.5.2水泵反向旋转遇到此类情况多出现在第一次使用时，应立即停机，如为电动机，应调换三相电源中任意两相，可使水泵旋转方向改变。

1.5.3离心泵转动后不出水如转动正常但不出水，可能的原因有：吸入口被杂物堵塞，应清除后安装过滤装置；吸人管或仪表漏气、焊缝漏气、管子有砂眼或裂缝、接合处垫圈密封不良等；吸水高度过高，应将之降低；叶轮发生气蚀；注人泵的水量不够；泵内有空气，排空方法为关闭泵出口调节阀，打开回路阀；出水阻力太大，应检查水管长度或清洗出水管；水泵转速不够，应增加水泵转速。管道内部流量偏小，电机转动方向不对。

1.5.4启动负荷太大可能的原因有：启动时没有关闭排出管路的闸阀；填料压得太紧，使润滑水进不去，或水封管不通水。处理方法：关闭闸阀，重新启动；放松填料或对水封部分进行故障情况检查，并针对检查结果加以消除。

1.5.5压力表虽有压力，但排水管不出水可能的原因有：排水管阻力太大；水泵转向不对；叶轮流道堵塞。处理方法：检修排水管或适当缩短排水管；检查电动机相位是否接错；清洗叶轮。

1.6运转故障

1.6.1流量不足或停止可能的原因是：叶轮或进、出水管堵塞，应清洗叶轮或管路；密封环、叶轮磨损严重，应更换损坏的密封环或叶轮；泵轴转速低于规定值，应把泵速调到规定值；逆止阀堵塞，应清理逆止阀；吸水管淹没深度不够，使泵内吸人空气；吸水管漏气；填料漏气；密封环磨损：应更换新密封环或将叶轮车圆，并配以加厚的密封环；叶轮磨损严重；水中含砂量过大，应增加过滤设施或避免开机。

1.6.2声音异常或振动过大：水泵在正常运行时，整个机组应平稳，声音应当正常。如果机组有杂音或异常振动，则往往是水泵故障的先兆，应立即停机检查，排除隐患。水泵机组振动的原因很复杂，从引发振动的起因看，主要有机械、水力、电气等方面，从振动的机理看，主要有振力过大、刚度不足和共振等。其原因可能有：机械方面，叶轮平衡未校准、当即刻校正，泵轴与电动机轴不同心、当校正，基础不坚固或地脚螺栓松动，泵或电机的转子转动不平衡；水力方面，吸程过大、叶轮进口产生汽蚀，水流经过叶轮时在低压区出现气泡、到高压区气泡溃灭、产生撞击引起振动、此时应降低泵的安装高度，泵在非设计点运行、流量过大或过小、会引起泵的压力变化或压力脉动，泵吸人异物、堵塞或损坏叶轮、应停机清理，进水池形状不合理、尤其是当几台水泵并联运行时、进水管路布置不当、出现漩涡使水泵吸入条件变坏。共振引起的振动，主要是转子的固有频率和水泵的转速一致时产生，应针对以上故障原因，做出判断后采取相应的办法解决。

1.6.3喘振：喘振、油膜振荡以及联轴器故障等这些往往容易被人们所忽视的因素也威胁着离心泵机组的正常运行。喘振汽蚀使液体流量大幅度、高速度往返波动，引起机组强烈振动，导致泵体移位，失去对中精度，严重时还会造成机组的严重损坏。当离心泵的压比提高、使离心泵机组接近喘振工况时，频率为叶片通过频率的振动分量，其幅值陡增近10倍。这些事实说明，当离心泵接近临界工况时，人们可能从其叶片通过频率分量的异常变化而觉察到喘振的发生。因此，对喘振的故障诊断依据为振动主频率是基频的叶片倍数；其次，吸人口的压力下降和喘振时伴随的噪声是喘振的外在特征。

1.6.4油膜振荡：油膜振荡是一种在某转速下突然开始的轴承中发生的流体力不稳定现象。其特点是振动频率约为转子转动速度的一半。随着转子转速的上升，油膜涡动也随之上升；当转子转速上升到临界转速2倍以上时，涡动频率不再上升，并出现强烈振动。油膜振荡是油膜涡动与转子两者相互作用的结果。根据线性化理论，一旦出现这种振动，就会产生相当大的共振振幅，增加转子中心与轴承中心的偏离程度，容易导致转子疲劳破坏。离心泵机组出现油膜振荡的依据为：振动主频率是基频0.43-0.48倍。

1.6.5轴承过热运行时，如果轴承烫手，应从以下几方面排查原因并进行处理：润滑油量不足或油循环不良；润滑油质量差，杂质使轴承锈蚀、磨损和转动不灵活；轴承磨损严重；泵与电机不同心；轴承内圈与泵轴轴颈配合太松或太紧。