探析机泵振动超标原因及解决方案

吴彪

摘 要：机泵作为石油化工装置中重要的动力设备，是生产工作环节中的“心脏设备”，直接关系到装置连续、稳定生产。在日常的运行中经常会出现因机泵振动严重超标，从而造成停机检修，机泵振动超标是一种较为典型且常见的故障形式。本文针对引发机泵振动超标的原因进行探讨，简要分析其影响原因，并提出了有关消除机泵振动的方法及对策，进行参考。

关键词：机泵;振动;超标原因

引言：目前机泵作为一种动力设备，普遍运用于石油化工行业，机泵在异常振动时，会产生机械噪音，还会造成轴承磨损加剧，机械密封泄漏，影响设备的正常工作运行。因此，保证机泵的正常、平稳运转的意义重大。本文总结了机泵振动超标现象的原因，并对其提出了有效的解决机泵振动超标的方法，为后期机泵的维修、维护人员提供一定参考。

一、机泵振动超标原因

（一）设计与选型不匹配

机泵设计流量与实际工况不匹配，例如离心泵，离心泵的振动随着流量而变，通常在最佳效率点附近流量值最小，并且随着流量的增大或减少而增加。从最佳效率点流量起振动随流量的变化取决于泵的能量密度、比转速及汽蚀比转速。通常，振动的变化随能量密度的增加、比转速增高和汽蚀比转速提高而增加。转子材质设计与工况不符，设计材质技术要求不能满足实际工况，也会导致机泵振动超标，具体表现为材质不耐高温、材质不耐介质腐蚀，叶轮腐蚀减薄，介质温度过高导致转子热变形等。

（二）地基不稳

因施工单位的原因，未按照设计要求或者机泵厂家的技术要求进行施工是导致出现地基不稳，使用起吊机进行安装会造成底座的变形及弯曲，在进行二次灌浆前基础平面没有找平，灌浆过程未使用标准的垫铁，基础固定的螺栓出现松动问题，都有可能会导致地基不稳固，机泵振动超标。

（三）安装问题

联轴器的找正工作没有做到位，固定泵体与外部设备的连接部分松动，未达到安装技术要求，也是导致机泵振动的原因之一，进出口的管路安装应力过大、机泵与电机的传动轴轴心不对中等等，联轴器的选型不匹配，轴连接缺少一定的弹性缓冲减振零件或者是轴连接异常都会产生异常的振动。

（四）操作原因

机泵介质特性发生改变，介质组分、粘度、密度、温度发生变化导致流速变化、机泵因为抽空等使机泵操作流量不在稳定工况区 ，操作流量低或偏低，都会导致机泵振动超标。

（五）轴承振动

机泵的润滑系统出现故障，转子转动时产生的摩擦力与阻力会加强。机泵内壁磨损发热情况严重，配合接触面出现问题，都会使机泵的振动加强。滚动轴承是机泵设备的重要部件，滚动轴承起着连接设备上面的固定件与转动件的重要作用。但因其一直在设备的运行过程中进行高速、不间歇的转动，极其容易造成疲劳与破损，是机泵设备中易损零件，轴承一旦出现凹痕、破损等的损伤问题。便极有可能导致机泵的振动频率增高、温度升高、噪音加大的问题，严重时甚至会导致轴承与转动轴，造成严重的设备事故。因此，保证轴承的良好工作是降低机泵故障率，确保设备稳定运行的重要举措[1]。

（六）转子问题

转子是机泵的重要组成部件，转子故障是导致机泵出现振动超标问题的原因之一。转子出现故障一般为：转子不平衡、转子偏心、转子弯曲、转子与定子摩擦等，其中转子不平衡，如叶轮腐蚀减薄、叶轮积垢等使叶轮质量不均匀，会导致机泵功率低、噪音大、振动大;转子偏心则是因为没有和定子形成同心圈，转动过程中产生一定的频率振动;转子弯曲发生故障一般是因为长时间的不使用，或者介质温度高导致转子热变形等;转子与定子摩擦，摩擦对转子的损害是致命的;叶轮汽蚀现象，造成叶轮机械损伤等等都将导致机泵振动超标。

二、机泵振动解决方案

（一）设计与选型

机泵设计与选型时，设计流量必须与实际工况匹配，以离心泵为例，设计流量符合API610石油、石化和天然气工业用离心泵-第11版6.9.3.1振动相关要求，转子材质设计与工况相符。设计材质技术要求要满足实际工况，机泵材质选型参照附录H（标准性）离心泵部件材料和材料技术规范[2]。

（二）保持地基稳固

当振动情况发生时，应先检查电动机与机泵地脚螺栓是否紧固。当机泵振动超标依然不能解决问题后，还应该再次检测地脚基础强度是否够用，地基是否紧固，地基的问题解决后，要注意查看垫铁是否符合标准。当垫铁不符合标准时要进行及时的更换;二次灌浆前要注意对基础平面进行找平，使机泵振动现象消失，保障机泵的使用安全。

（三）检查安装问题

联轴器的安装、找正工作，要严格按照机泵联轴器安装技术要求进行检查，要保证联轴器的轴的旋转中心严格同心。在进行热装时要使用汽油清洗连接处，还要保证其尺寸符合标准与温度，要仔细检查部件是否存在粗糙、损伤问题，防止出现因尺寸不符造成的安装问题。

（四）检查设备操作

检查机泵数据表，检查机泵操作流量是否处在稳定工况流量 ，或者现场采样，操作流量做频谱分析，及时调整返回线，保证机泵工作流量稳定在机泵技术要求范围以内;当工况发生变更后，介质密度、粘度、温度变化时，及时关注机泵运行情况，及时采样分析振动情况，做好跟踪记录，特护运行;抽空现象也会引起，机泵开机前应灌泵排气异常振动，定期检查并及时清理滤网，避免出现抽空问题。

（五）轴承进行检查

若是使用滚动轴承的机泵，在经过地基的稳固性检查后还是不能消除机泵的振动超标问题。如采用滚动轴承的机泵，先要先进行检查轴承是否出现磨损的现象，可以通过检查润滑油清洁情况（必要时可以做润滑油化验分析），也可通过轴承解体进行检查，可以直接用塞尺检查轴承的游隙，游隙不合格的需要进行更换，对于滑动轴承的安裝，轴承与轴承压盖的过盈量为0～0.04mm（轴承衬为球面的除外）下轴承衬与轴承座接触应均匀，接触面积达60%以上，轴承衬不许加垫片。更换轴承时，轴颈与下轴承接触角为60°～90°，接触面积应均匀，接触点不少于2～3点/cm2。轴承合金层与轴承衬应结合牢固，合金层表面不得有气孔、夹渣，裂纹、剥离等缺陷。轴承顶部间隙值应符合表3要求。轴承侧间隙在水平中分面上的数值为顶部间隙的一半。对于滚动轴承，承受轴向和径向载荷的滚动轴承与轴配合为H7/js6。仅承受径向载荷的滚动轴承与轴配合为H7/k6。滚动轴承外圈与轴承箱内壁配合为Js7/h6。凡轴向止推采用滚动轴承的泵，其滚动轴承外圈的轴向间除应留有0.02～0.06mm。滚动轴承拆装时，采用热装的温度不超过120℃，严禁直接用火焰加热，推荐采用高频感应加热器[3]。

（六）转子位置调整

泵转子应该保持与定子同心，泵转子中心位置的调整，可以通过泵轴承径向位置进行调整来实现。假如在外部找不到机泵振动的原因，那就将机泵进行解体，检查机泵内部零件，然后进行测量与校正轴弯曲，再检测没有问题的情况下进行转子安装，测量机泵整体的跑偏、晃度，如若超标应及时进行校正;在对机泵进行解体后，还应对叶轮进行静平衡实验，有机会还应对叶轮作动平衡实验，检查转子是否腐蚀减薄或者叶轮积垢。如果是大型的多级泵动试验则更要慎重，每一项、每一级的实验都要做。

结论：总体看来，导致机泵出现振动超标的问题的影响因素很多，想要解决振动超标，就需要在日常的工作中进行详细的记录，对机泵进行科学的使用与维护，不断的总结交流，对机泵运行的过程中产生的问题才能进行准确、具体的判断，最终实现了解并可以解决机泵出现振动超标时所产生的问题，对机泵整体的运行具有重要意义。

参考文献：

[1]石奇峰.离心泵振动超标原因分析及措施[J].中国设备工程，2020，NO.457（21）：182-184.

[2]API610石油、石化和天然气工业用离心泵-第11版

[3]薛敦松.石油化工设备检修手册泵（第二版）附录四离心泵维护检修规程（SHS 01013-2004）