浅析离心泵振动故障分析、排查与检修处理

苏猛

摘要：离心泵作为工业领域常见的基础生产设备，主要是利用高速旋转所形成的离心力达到输送液体的目的。如果离心泵发生故障将直接影响到液体的正常输送，甚至液体发生泄漏，导致工业生产安全事件，为此有必要对离心泵故障进行有效的防控。振动故障是引发离心泵故障的常见原因，本文就离心泵振动故障与排查措施进行论述，以供参考。

关键词：离心泵;振动故障;排查

离心泵结构简单、安装方便，在诸多领域都得到了大量的应用，如冶金、工业、航天、航海、城市给排水等领域。由于离心泵的应用越来越普遍，日常维护与故障诊断成为离心泵日常运维中的重点内容。其中，振动故障属于离心泵日常运行中经常出现的问题，可损害离心泵零部件、造成流体泄露、设备运行不稳定等。而造成振动故障的原因有很多，因此需要仔细排查找到故障原因，才能对症解决。

1、离心泵工作原理

尽管离心泵有多种类型，其具体结构用途也是不同的，但是其基本工作原理与重点部件是大致相同的。该设备是基于离心力原理制作的，驱动电机利用泵轴带动叶轮旋转进而形成离心力[1]。通过离心力液体顺着叶片流道进入叶轮出口，通过泵体收集再输送至排出管。与此同时，液体从叶轮得到能量，自身的动能与静压力都会变大，促使液体向工作地点流动。当叶轮旋转时吸入口处就会产生负压，而叶轮中心部位与贮液槽之间就会有压差形成，在压差影响下液体就会不断被压入叶轮吸入口中，然后不断被甩出，从而实现流体的持续性输送。

2、离心泵振动故障分析

2.1转子不平衡引发的振动

（1）转子不平衡原因

转子作为离心泵的重点构成部件，由叶轮、泵轴、导叶片等零部件组成。造成转子不平衡的原因有很多，一种是机组中心度调整不合理，轴瓦间隙偏大或紧力偏小;一种是泵站级间匹配度不好，低水位运行导致机组发生窜动;还有一种是叶轮叶片槽道宽度较小被木块或杂物卡住导致振动。这种故障通常在泵体上出现，也可能导致驱动电机发生被动振动[2]。如此，将大幅降低离心泵的工作效率，而且振动故障的声音偏小，不易被人察觉，通常被发现时已经较晚，机封、轴承已受到较大的影响。

（2）排查方法

转子叶轮脱落或磨损是造成转子不平衡问题的常见原因。在日常工作中离心泵的作用主要是输送流体，而流体长时间冲刷叶轮就容易造成叶片磨损。另外，流体中包括不少固体物质，也会加重对叶轮叶片的破坏程度。因此，需定期检验离心泵，以便及时发现受损的叶轮，尽快加以更换。气蚀现象在离心泵中也可能发生，这种现象也会破坏叶片，严重的可导致叶片穿孔、脱落、腐蚀，从而导致离心泵不平衡[3]。若转子发生弯曲可能引起泵体与叶轮之间碰撞摩擦，进而影响到离心泵的正常运行，若未及时发现这一问题也会导致离心泵故障。

2.2轴承磨损引发的振动

（1）轴承磨损原因

造成离心泵振动故障的一个常见原因就是轴承磨损问题。以立式离心泵为例，轴承磨损将使内外套之间的间距逐步增大，导致转子渐渐偏离轨道，进而引起离心泵振动。如果离心泵配备的是滑动轴承，当瓦盖间的压力过高或轴瓦顶部间隔非常大时都容易让转子振动明显;若轴瓦未达到相应的要求则会导致干摩擦，从而导致离心泵振动[4]。由轴承磨损引发的离心泵振动故障，其振动特点非常复杂，需经过仔细排查才能找到原因。有的是驱动端与非驱动端引发的问题，有的是单侧磨损造成的，因此，必须对相应的故障点进行检测才能排除故障。

（2）排查方法

由轴承磨损引发的离心泵振动故障的常见表现形式包括振动与发热两种。而轴承磨损的原因较为复杂，常见的有轴承间缺少润滑油，离心泵超负荷工作，轴承工作时间超出使用寿命，不合理装配轴承，从而造成轴承之间的磨损问题越来越严重，最终引发离心泵故障。因此，排查时重点是检测导致故障的原因，为轴承添加润滑油，改善轴承间的润滑度。在抹润滑油之前需检查润滑油内有无杂质。对确定已经坏了或超出使用期限的轴承应予以更换。另外，对故障排查工作要做好记录，为日后的维护提供依据。

2.3气蚀问题引发的振动

（1）气蚀原因

离心泵在工作过程中液体压强会从泵吸入口向叶轮入口逐步降低，叶片入口周边K处的压强最小，之后叶轮对液体做功，压强会迅速增高。若被输送液体温度下的饱和蒸气压≥K处的最小压强，有的液体就会气化，有气泡形成，而且之前溶于液体内的部分活泼气体也会逸出，出现气泡，如氧气。同时，这些气泡会随着液体进入泵的叶片间的流道向外缘方向流动，液体压强逐步增大，气泡又会被压强凝结消失。而气泡凝结的一瞬间，气泡原来所在空间将受到周边液体高速冲击产生的较大压力，冲击频率可达到1秒几万次。特别是叶片表面周围有气泡凝结时大量液体质点就会锤击叶片，如细小的高频率水[5]。另外，气泡中如氧气这样的活泼气体容易与金属材料发生化学反应，导致叶轮表面被损坏，表现为海绵状或蜂窝状，这就被称为“气蚀”。当这一现象出现时泵体就会振动，有噪音，而且泵的扬程、流量及运行效率都会大幅下降，导致泵出现故障。

（2）排查方法

在安装离心泵的过程中需将吸水管路、进水口缩短，并将弯头与阀门的数量减少。在离心泵运行时要注意不能长时间大流量运输。可选择双吸泵来降低进口的流速。另外，可将叶轮叶片采用耐气蚀的材料制作，从而减轻气蚀造成的危害。

3、结语

总之，离心泵作为工业生产领域中常见的生产设备，必须做好日常的维护与保养管理，确保设备能够正常运转。其中，要做好振动故障的排查分析，对引发振动故障的原因进行认真分析，找到合适的故障处理方法，及时排除离心泵振动故障。同时，要做好检修记录，便于日后设备维护工作的开展。

参考文献

[1]李 旋.离心泵振动故障分析及排查措施[J].山西青年，2017，（7）：252-252.

[2]夏智富，李秀偉，丁贵涛.高速离心泵振动故障诊断与分析[J].炼油与化工，2010，（5）：28-30.

[3]张胜国，张绍英，傅立峰，等.离心泵振动故障诊断及解决措施[J].合成技术及应用，2020，35（3）：51-54.

[4]刘和明，刘 艳.离心泵故障诊断研究现状与发展趋势[J].农业科技与装备，2019，（1）：70-75.

[5]陈纪波.离心泵振动的原因及消除措施[J].青岛科技大学学报，2015，36（Z2）：149-150.