多級離心泵常見故障分析及維修方法

摘要：多級離心泵是一種通用設(shè)備，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，其用途越來越廣泛。無論是城市供水、農(nóng)村灌溉，還是生產(chǎn)中的油、水、高溫腐蝕性流體的輸送，都離不開泵。因此，多級離心泵的安全可靠運行事關(guān)國計民生，對于多級離心泵的日常維護(hù)保養(yǎng)和及時準(zhǔn)確的故障排除至關(guān)重要?；诖?，為保證石相關(guān)企業(yè)多級離心泵使用質(zhì)量，文章探討多級離心泵原理及維護(hù)意義，分析該設(shè)備的常見故障和處理方法，重點分析其維護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：多級離心泵;故障;維護(hù)技術(shù)

引言：多級離心泵在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛，屬于常用化工設(shè)備，與其他類型泵相比具有諸多優(yōu)勢。多級離心泵在運行階段，會受到內(nèi)外部因素的影響，對其進(jìn)行有效管理至關(guān)重要。在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，企業(yè)工藝技術(shù)不斷更新?lián)Q代，對多級離心泵工作性能和穩(wěn)定性提出了更加嚴(yán)格的要求。多級離心泵作為化工生產(chǎn)中的常用設(shè)備，其運行是否穩(wěn)定關(guān)系到化工生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。因此，加強日常維護(hù)管理，降低設(shè)備故障率至關(guān)重要。

1離心泵的工作原理

多級離心泵的原理是利用泵軸轉(zhuǎn)動葉輪產(chǎn)生的離心力作用吸入和排出氣體。具體表現(xiàn)為多級離心泵在運轉(zhuǎn)過程中，由電機驅(qū)動泵軸、葉輪運動，產(chǎn)生離心力，在葉輪內(nèi)的物料會在離心力作用下脫離葉輪進(jìn)入壓水管道，與此同時葉輪中心區(qū)域會變?yōu)檎婵諈^(qū)域，最終在內(nèi)外壓力差的作用下，液體進(jìn)入泵體，通過這種方式，實現(xiàn)傳輸目的[1]。

2多級離心泵的主要組成部分

2.1葉輪

葉輪是唯一的工作組件，多級離心泵通過葉輪在液體上工作。葉輪分為封閉式、開放式、半開放式，其中封閉式葉輪包括葉片、前蓋、后蓋;開放式葉輪只有葉片，沒有前蓋和后蓋。相比之下，封閉式葉輪效率較高。

2.2密封部件

對于多級離心泵，其內(nèi)部泄漏會對泵的效率產(chǎn)生重大影響。泵在葉輪和泵殼的前后蓋板內(nèi)，裝有耐磨材料密封環(huán)，磨損后可以更換?？刂票猛獠啃孤┑拿芊饨M件有：填料密封、機械密封、浮環(huán)密封、干氣密封等。

2.3軸和軸承

軸是構(gòu)成泵旋轉(zhuǎn)的基本組件，軸承是泵在旋轉(zhuǎn)和支撐泵軸中起主要作用的組件，常見的軸承類型是滾動軸承和滑動軸承。

2.4多級離心泵的徑向力與軸向力

多級離心泵由于作用在葉輪兩側(cè)的壓力不均而產(chǎn)生軸向力，使轉(zhuǎn)子軸向竄動，運動件與靜止件發(fā)生研磨，且軸承承受的推力過大，造成多級離心泵不能正常運轉(zhuǎn)，因此必須采取平衡措施。

3檢修關(guān)鍵點

（1）制作假軸，在假軸上檢查每個轉(zhuǎn)子部件兩個端面的垂直度，對超過標(biāo)準(zhǔn)（>0.02mm）的進(jìn)行修復(fù)調(diào)整。（2）檢查主軸的彎曲，并進(jìn)行校正，檢查各軸頸圓度和圓柱度偏差應(yīng)小于0.02mm。（3）轉(zhuǎn)子小組裝：檢查轉(zhuǎn)子的各部跳動（≤0.08mm）。（4）保證轉(zhuǎn)子膨脹余隙：由于介質(zhì)溫度較高 （104℃），轉(zhuǎn)子組裝后必須留出一定的軸向膨脹余隙（0.50～0.75mm），調(diào)整到0.60mm。（5）逐級測量隔板厚度，偏差不應(yīng)大于0.08mm，保證各個級間隔板配合止口間隙，每級隔板件的軸向、徑向配合應(yīng)嚴(yán)密不松晃，如果間隙超標(biāo)，對配合止口進(jìn)行堆焊車削修復(fù)，將其間隙控制在0.04～0.06mm。 （6）逐級測量口環(huán)與葉輪的配合間隙，其值因在0.5～0.6mm之間，我們將間隙調(diào)整到0.5mm。（7）各級隔板密封口環(huán)間隙為0.4～0.5mm，我們將間隙調(diào)整到0.4mm。（8）各級級板組裝用O型環(huán)，應(yīng)完好無損，若用成型，應(yīng)檢查直徑偏差不大于標(biāo)準(zhǔn)直徑公差的1/2，如果超標(biāo)必須進(jìn)行更換。若用條形O型環(huán)自行粘結(jié)，接頭處應(yīng)切成45°斜面，用耐高溫膠粘上。（9）保證裝配質(zhì)量：多級泵水平裝配后，容易造成隔板、導(dǎo)葉等偏斜，為了保證裝配質(zhì)量，我們特制了多級泵立式裝配平臺。垂直裝配，保證了各級隔板、葉輪及導(dǎo)葉的同軸度，提高了裝配質(zhì)量。（10）保證水套及軸承箱的定位（徑向跳動≤0.05），進(jìn)而保證轉(zhuǎn)子的徑向定位中心（方法：車削軸承箱定位止口，平衡鼓及平衡鼓套間隙為0.40mm，通過上下左右頂絲進(jìn)行調(diào)整軸承箱，先調(diào)整垂直方向，頂絲向上頂0.20mm;再調(diào)整水平方向，左右頂0.20mm）。（11）測量并調(diào)整轉(zhuǎn)子的二次串量（定為一次串量的一半4.2mm），保證轉(zhuǎn)子在殼體的軸向中心。（12）該泵驅(qū)動端軸承為支撐軸承，非驅(qū)動端為背靠背止推軸承，保證止推軸承的軸向膨脹余隙（0.08～0.12mm），我們將壓蓋間隙調(diào)整到0.10mm。（13）保證軸系對中：使用激光對中儀對機泵進(jìn)行對中找正（疊片式：徑向≤0.15，軸向≤0.10）。

4多級離心泵的日常維護(hù)和保養(yǎng)工作

多級離心泵作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，具有質(zhì)量好、穩(wěn)定性強、耐腐蝕和耐高溫等優(yōu)點，在生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，將其作為危險物的運輸泵，可以減少運輸成本，是生產(chǎn)作業(yè)必須采取的方式。但是多級離心泵在生產(chǎn)過程中也存在故障，為此，采取有效的技術(shù)措施和維護(hù)管理方法，處理并及時消除故障隱患，具有十分重要的意義。

4.1常見故障的診斷和處理方法

4.1.1機械密封失效

密封效果對多級離心泵的影響不容忽視，如果多級離心泵的密封效果較差，其工作效率和安全性能就會受到影響。具體表現(xiàn)為多級離心泵無法吸入、不出水和出水揚程不足，導(dǎo)致企業(yè)實際生產(chǎn)需求無法得到滿足。（1）密封圈失效。此類故障常見于年久失修的化學(xué)多級離心泵，具體表現(xiàn)為多級離心泵密封圈因長期得不到養(yǎng)護(hù)而老化。此外，密封圈嵌入溝槽和密封圈形式不對，也是導(dǎo)致密封圈失效的原因。尤其是應(yīng)用于化工生產(chǎn)領(lǐng)域的多級離心泵長期接觸油料，油料具有氧化腐蝕性特點，會導(dǎo)致密封圈在氧化作用下的膨脹速度加快，受到摩擦后，密封圈老化速度隨之增加。針對此類現(xiàn)象，建議化工生產(chǎn)企業(yè)選擇合適的密封圈，使其具備抗氧化性和耐高溫的特性，這是延長密封圈使用年限的重要舉措。同時，安裝密封圈時，要確保密封圈能夠被有效嵌入到溝槽之中，以增強密封效果。密封圈作為多級離心泵損壞率最高的部件，化工企業(yè)應(yīng)做好部件儲備工作，此類部件不宜被陽光直射，盡量將其存儲在陰涼區(qū)域，避免性能受損[2]。（2）彈性元件失效。誘發(fā)彈性元件失效的原因包括斷裂和彈性失效。以某企業(yè)為例，企業(yè)使用的化工多級離心泵在運行一段時間后突然發(fā)生振動故障，技術(shù)人員首先檢查連接管線和填料函密封效果，未發(fā)現(xiàn)問題。檢查發(fā)現(xiàn)多級離心泵支座與地面固定不牢是引發(fā)故障的主要原因。具體表現(xiàn)為多級離心泵由于缺少支撐力，在實際運行階段發(fā)生劇烈波動，彈性元件在壓力作用下斷裂，最終導(dǎo)致多級離心泵受損，無法保持正常運行狀態(tài)。此外，彈性元件熱處理質(zhì)量不達(dá)標(biāo)和年久失修，同樣會發(fā)生類似故障。為此，化工企業(yè)應(yīng)及時更換存在斷裂隱患的彈性元件，從而在源頭上消除故障隱患。在檢查過程中，還要關(guān)注彈性元件的結(jié)垢情況。如果發(fā)現(xiàn)彈性元件的結(jié)垢情況較為嚴(yán)重，技術(shù)人員可以采取添加潤滑油和沖洗的方式清除油垢。（3）動靜環(huán)失效。導(dǎo)致動靜環(huán)失效的原因分別是密封圈鑲嵌位置結(jié)垢、多級離心泵啟動預(yù)熱過快和彈性元件壓縮比超標(biāo)。密封圈鑲嵌位置結(jié)垢是指動靜環(huán)在油垢影響下脫落。技術(shù)人員應(yīng)采取堆焊方式處理鑲嵌位置，如果處理效果不佳，則使用密封膠粘結(jié)，使動靜環(huán)緊緊依附于安裝位置。預(yù)熱過快會加大多級離心泵的抽空和振動頻率，導(dǎo)致動靜環(huán)表面石墨容易破碎和脫落，這也是造成多級離心泵液體泄漏的重要原因[3]。

4.1.2多級離心泵聲音異常和振動幅度過大

多級離心泵在正常運行時，泵體振動幅度較小，且內(nèi)部不會出現(xiàn)異常聲響。如果泵體出現(xiàn)大幅度振動，且存在異常聲響，表明多級離心泵存在故障。此時，應(yīng)立即停止多級離心泵的運行，并對其進(jìn)行全面檢查。明確故障成因后及時處理，否則，多級離心泵可能會因損壞過于嚴(yán)重失去維修價值，不利于化工生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行。查閱資料得知，上述異常現(xiàn)象的原因可以分為以下兩類。（1）機械原因：①地腳螺絲松動，使多級離心泵與支座的穩(wěn)定性下降。這樣多級離心泵在運行過程中就會因為缺少支撐而振動，如果處理不及時，會導(dǎo)致多級離心泵內(nèi)的部件在振動作用下?lián)p壞;②葉輪松動。葉輪松動應(yīng)及時校正和緊固，避免葉片受損;③泵軸與電機軸同心度存在偏差，使二者之間摩擦加劇，并發(fā)出異常聲響，如果處理不及時，泵軸和電機軸非常容易報廢;④轉(zhuǎn)子松動，此類故障多發(fā)生于多級離心泵和電機中。轉(zhuǎn)子松動后，其轉(zhuǎn)動會陷入失衡狀態(tài)，如果處理不當(dāng)，電機軸和泵軸容易斷裂。（2）水力原因：①多級離心泵運行位置錯誤，導(dǎo)致液體流量出現(xiàn)異常變化，具體表現(xiàn)為時大時小，多級離心泵也會在液體流量變化的影響下發(fā)生振動;②異物進(jìn)入多級離心泵中，可能會堵塞機體和磨損葉輪。在葉輪與異物摩擦過程中，就會產(chǎn)生異常聲響;③多級離心泵吸程遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)值，在吸程作用下流經(jīng)葉輪的液體會不斷生成氣泡，這些氣泡會在出口處消失，在這一過程中泵體會異常振動;④液體吸入池設(shè)計存在缺陷，具體表現(xiàn)為液體吸入管路處設(shè)置不合格，液體在被吸入過程中會產(chǎn)生旋渦，在共振作用影響下導(dǎo)致多級離心泵不斷振動。

4.1.3電機故障

電機故障是誘發(fā)多級離心泵各類故障的重要原因，主要體現(xiàn)在以下兩個方面。（1）電機轉(zhuǎn)子無法保持平衡，此類故障較為常見。除此之外，轉(zhuǎn)軸和輪盤之間的偏心現(xiàn)象，具有相同效果。發(fā)現(xiàn)故障后，技術(shù)人員應(yīng)在第一時間內(nèi)處理，保證多級離心泵正常運行。（2）電機定子和轉(zhuǎn)子出現(xiàn)振動，除電機自身質(zhì)量缺陷外，電機缺相，各相電源不平衡，也是故障成因。技術(shù)人員應(yīng)及時檢測電機運行負(fù)荷，如果發(fā)現(xiàn)負(fù)荷異常應(yīng)及時調(diào)整，以消除故障隱患[4]。

4.2日常保養(yǎng)和維護(hù)措施

通過上述分析可知，導(dǎo)致化學(xué)多級離心泵無法正常運轉(zhuǎn)的故障類型包括機械密封失效、多級離心泵聲音異常、振動幅度過高，以及電機故障。這些故障可以通過日常維護(hù)和保養(yǎng)而規(guī)避，為此，以下提出幾點多級離心泵日常維護(hù)和保養(yǎng)建議。

4.2.1日常保養(yǎng)

在多級離心泵運行階段，企業(yè)應(yīng)定期組織作業(yè)人員對其進(jìn)行檢查，為消除故障隱患創(chuàng)造有利條件，這是確保多級離心泵穩(wěn)定運行的重要舉措。檢查流程：首先，作業(yè)人員需要在多級離心泵啟動前，重點檢查多級離心泵的地腳螺絲，如果發(fā)現(xiàn)其牢固性不好，應(yīng)使用工具擰緊。與此同時，還要檢查多級離心泵內(nèi)的液體加注情況、液體進(jìn)出口管線連接是否合理，以及多級離心泵電壓運行狀態(tài)。通過采取預(yù)防性檢查措施，實現(xiàn)防患于未然的目的。在多級離心泵預(yù)熱啟動后，應(yīng)重點關(guān)注多級離心泵的運行狀態(tài)，通過觀察來確認(rèn)其是否發(fā)生泄漏。發(fā)現(xiàn)泄漏故障后，應(yīng)通過維修或更換多級離心泵的方式進(jìn)行補救，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。同時，還要觀察吸入液體池內(nèi)液面變化情況，如果液面較低應(yīng)及時處理，杜絕發(fā)生多級離心泵抽空現(xiàn)象[5]。

4.2.2周期性維護(hù)

周期性維護(hù)是指在一定周期內(nèi)，企業(yè)對多級離心泵進(jìn)行的維護(hù)和保養(yǎng)。具體措施是停機拆卸多級離心泵，對其各部件進(jìn)行全面檢查。發(fā)現(xiàn)無法正常使用的部件，需及時更換，同時，還要測量設(shè)備運行參數(shù)和各部件間的縫隙，并與設(shè)計參數(shù)對比，根據(jù)對比結(jié)果調(diào)整即可。最后，還要定期更換潤滑油和填料，使多級離心泵始終保持在穩(wěn)定運行狀態(tài)。

4.3優(yōu)化多級離心泵技術(shù)

a.改變軸承潤滑劑類型，即選擇N320齒輪潤滑油替代潤滑脂。在相同環(huán)境和技術(shù)條件下N320齒輪潤滑油的潤滑性和冷卻性都要優(yōu)于潤滑脂，一方面，使用N320齒輪潤滑油可以將軸承運動摩擦產(chǎn)生的熱量及時帶走以達(dá)到降低軸承溫度的目的;另一方面，N320齒輪潤滑油良好的潤滑性可以更好地改善軸承潤滑效果，降低軸承運動摩擦生熱的程度。只要解決N320齒輪潤滑油的儲存密封和冷卻問題就可以確保多級離心泵在運行過程中軸承不缺油，從而提高軸承的使用壽命。b.改變軸承兩端壓蓋潤滑密封結(jié)構(gòu)形式，即對多級離心泵非驅(qū)動端軸承潤滑冷卻工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。一方面，通過增大潤滑油儲存容積面積，提高潤滑油散熱效率，從而降低潤滑油和軸承溫度。將原軸承后端壓蓋加長使之能夠儲[5]。e.耐腐蝕性能好。金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座可根據(jù)物料特性和工況選擇性進(jìn)行燒結(jié)，可防止過濾座與溶劑或物料發(fā)生反應(yīng)。f.過濾、洗滌、干燥效果好。金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座在燒結(jié)過程中增加的導(dǎo)流板可使濾液或氣體流速在一定范圍內(nèi)可控，能保證濾液及時排出、干燥氣體分布均勻，提高過濾、洗滌、干燥效果;反吹時使氣體均勻作用在整個燒結(jié)板上，保證卸料效率高的同時可防止長時間作用同一位置而降低使用周期。g.清理方便，使用周期長，成本低。當(dāng)過濾座孔隙被物料堵塞時，金屬燒結(jié)網(wǎng)式過濾座由于強度、剛性、耐腐蝕性相對于濾布組合式過濾座較好，可使用各種有機溶劑進(jìn)行浸泡或清洗，亦可使用高壓水槍等方式進(jìn)行清洗，有效防止變形、損壞及腐蝕等，進(jìn)而使用周期相對于濾布組合式過濾座更長，同時降低使用、更換過濾座的成本。

5結(jié)語

綜上所述，多級離心泵維護(hù)技術(shù)與多級離心泵運作質(zhì)量和效率以及生產(chǎn)效益具有十分密切的聯(lián)系。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)立足于多級離心泵的常見故障，落實預(yù)防性維護(hù)技術(shù)、預(yù)測性維護(hù)技術(shù)以及積極性維護(hù)管理技術(shù)，為多級離心泵運行狀態(tài)提供保障，促進(jìn)企業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李愛娟.多級離心泵常見故障分析及維修方法[J].設(shè)備管理與維修，2020（16）：50-51.

[2]管鵬智.多級離心泵維修常見故障分析及處理方法[J].中國設(shè)備工程，2020（08）：36-38.

[3]杜佳峻.探討多級離心泵常見故障及處理措施分析[J].科技資訊，2019，17（34）：92-93.

[4]谷野.多級離心泵維修、常見故障分析及處理方法探討[J].南方農(nóng)機，2019，50（14）：171-172.

[5]李永才.多級離心泵維修、常見故障分析及處理方法探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017（02）：106-107.

作者介紹：易闖、男、漢族、1984年9月、籍貫：湖南省長沙市、學(xué)歷：本科、職稱：講師、研究方向：機械設(shè)計、機械專業(yè)教學(xué)研究、郵箱：13637694256@163.com