立式泵轴承振动超标故障分析与治理

文 学，郭金强，王洪凯

（福建福清核电有限公司，福建福清 350318）

1 故障背景

某核电厂1 台单级、单吸立式离心泵启动后，泵驱动端轴承Y 方向（与出口管中心线垂直的径向振动）振动值达3.5 mm/s，超过H1报警值（2.8 mm/s），影响设备长期连续运行。该泵主要设计参数：额定流量3400 m3/h，额定扬程34 m，额定转速742 r/min,额定功率450 kW，叶片数量3 个。

2 故障模式分析

对该泵轴承振动进行频谱分析，发现如下特征。

（1）故障泵轴承振动测量数据见表1。

表1 故障泵轴承振动测量数据

图1 故障泵Y 方向振动频谱

（2）振动频谱显示如下特征：①Y 方向呈现突出的9 倍工频（图1）；②X 方向呈现突出的6，7，8 倍工频（图2）；③A 方向（未设置振动探头）呈现突出的9 倍工频（图3）。

3 检查方向与主要异常

3.1 检查方向

根据频谱图及泵振动原理分析可知，振动突出成分以叶片通过频率（3 倍工频）的整数倍为主，显示叶轮存在松动等故障。

根据故障特征与设备结构，制定该泵轴承振动故障排查方向（表2）。

3.2 主要异常

泵叶轮锁紧螺母存在明显松动（设计力矩值960 N·m）。①叶轮锁紧螺母的2 颗防松螺钉（M5×20）不在叶轮的定位孔中，导致螺钉防松功能失效；②故障泵出口止回阀的阀瓣弹簧断裂，导致阀门内漏，引起故障泵反转。

4 结论

（1）故障根本原因。叶轮锁紧螺母的防松螺钉不在定位孔中，导致该螺钉对叶轮锁紧螺母的防松功能失效。

（2）故障促成原因。故障泵出口止回阀存在内漏引起泵轴反转，导致叶轮锁紧螺母逐渐松动。

图2 故障泵X 方向振动频谱

图3 故障泵A 方向振动频谱

表2 故障泵轴承振动故障排查方向

（3）故障直接原因。泵叶轮锁紧螺母松动引起叶轮松动，产生叶片通过频率倍数的振动超标故障。

将叶轮防松螺钉正确安装后，重新试车，泵轴承最大振动约1.0 mm/s（合格值：≤2.8 mm/s），且频谱图未见突出显示的异常成分，其他参数合格，维修后试验一次合格，验证了原因分析的正确性和改进措施的有效性，也为同类故障治理提供了参考。