姜興成

摘要：當(dāng)前，在化工生產(chǎn)中多級(jí)泵的使用越來(lái)越廣泛，對(duì)多級(jí)泵的常見(jiàn)故障的分析日益重要。本文主要介紹了多級(jí)泵的常見(jiàn)故障并分析了故障發(fā)生的原因及解決措施，對(duì)于進(jìn)一步研究多級(jí)泵的性能具有積極意義。

目前，多級(jí)泵的使用非常廣泛已成為工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的機(jī)械設(shè)備，隨著工業(yè)的發(fā)展，多級(jí)泵的使用也將越來(lái)越廣泛。尤其是在劇毒、易燃、易爆、放射性物質(zhì)等介質(zhì)的輸送上，多級(jí)泵更是起著至關(guān)重要的作用。這就要求我們應(yīng)熟練的掌握多級(jí)泵的常發(fā)故障及檢修技術(shù)，以便在檢修時(shí)消除隱患，不影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.多級(jí)泵的常見(jiàn)故障及原因分析

1.1.轉(zhuǎn)子卡阻故障

巡檢人員在巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在每次停泵之后，再一次盤(pán)車(chē)時(shí)，轉(zhuǎn)子都會(huì)被卡阻而無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng)。檢查人員隨拆解轉(zhuǎn)子，在采用打磨咬合點(diǎn)、放大轉(zhuǎn)子間隙等方法后，仍然沒(méi)有辦法消除轉(zhuǎn)子卡阻的故障。在處理故障的過(guò)程中，維修人員注意到轉(zhuǎn)子在試行中其振動(dòng)值較小，隨將泵的各級(jí)密封環(huán)間隙放大，雖然此時(shí)轉(zhuǎn)子未出現(xiàn)卡阻問(wèn)題，但其振動(dòng)值卻遠(yuǎn)超規(guī)定的振動(dòng)值范圍，泵依然無(wú)法正常運(yùn)行。最后，維修人員通過(guò)在各級(jí)密封環(huán)上激光熔覆硬質(zhì)合金的辦法來(lái)改變間隙表面的材質(zhì)配對(duì)，以避免類(lèi)似材質(zhì)的互相咬合，并對(duì)轉(zhuǎn)子重新進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)整，才解決了轉(zhuǎn)子的卡組故障。

原因分析：該泵在初次投入使用時(shí)，也曾發(fā)生過(guò)轉(zhuǎn)子卡阻的故障。經(jīng)解體檢查后，將密封環(huán)間隙跟軸套間隙放大，使用至今。在本次故障發(fā)生時(shí)，泵的運(yùn)行時(shí)間己長(zhǎng)達(dá)近兩萬(wàn)小時(shí)，且泵軸的兩個(gè)軸承位置距離很大，屬于撓性轉(zhuǎn)子，由于泵軸的自重跟葉輪的重量偏重，使得泵軸在自身及其各個(gè)部件的重量下會(huì)產(chǎn)生微變形。另一方面，廠(chǎng)家為提高多級(jí)泵的效率，其設(shè)置的密封環(huán)間隙和軸套間隙均小于單級(jí)或兩級(jí)泵的間隙。以至于在泵軸產(chǎn)生微變形時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)出現(xiàn)輕微的刮擦在表面劃出溝槽，這樣一旦有雜質(zhì)進(jìn)入間隙當(dāng)中就會(huì)越積越多，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡阻無(wú)法正常運(yùn)行。

1.2.滾動(dòng)軸承異常發(fā)熱

在最近的巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)泵經(jīng)常出現(xiàn)后端推力滾動(dòng)軸承異常發(fā)熱的現(xiàn)象，甚至發(fā)生軸承被燒毀的事故，維修人員隨多次切換軸承，但問(wèn)題依然沒(méi)有得到有效解決。

原因分析：從現(xiàn)場(chǎng)情況可以判斷出該事故是由于加載到滾動(dòng)軸承上的過(guò)大的殘余軸向力引發(fā)的。這點(diǎn)可以通過(guò)采用背靠背的軸承安裝方法來(lái)分析。采用背靠背安裝的優(yōu)點(diǎn)是軸承能夠承受雙方向的軸向力，且有較強(qiáng)的抗傾覆力。在事故現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，安裝在靠近電機(jī)一側(cè)的軸承被燒毀，且以往的類(lèi)似事故都發(fā)生在該位置。通過(guò)檢修，排除了由于質(zhì)量而引起的故障原因，說(shuō)明軸承因承受了超過(guò)其實(shí)際承受能力的重量而導(dǎo)致軸承被燒毀。進(jìn)一步說(shuō)明了泵的平衡裝置出現(xiàn)了平衡過(guò)渡的問(wèn)題，也就是平衡機(jī)構(gòu)的前后壓差大。因此要想完全解決軸承被燒毀的故障，設(shè)法降低平衡機(jī)構(gòu)的前后壓差是必不可少的。

1.3.多級(jí)泵電機(jī)軸瓦推力面燒毀

巡檢人員在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，泵在運(yùn)行中常常發(fā)生電機(jī)軸瓦輔助止推面被磨損燒毀的故障，且都是在泵剛剛啟動(dòng)的瞬間發(fā)生。

原因分析：根據(jù)泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及問(wèn)題發(fā)生的規(guī)律，檢修人員認(rèn)為，泵轉(zhuǎn)子運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的巨大軸向推力瞬間作用在電機(jī)軸瓦推力面上是造成電機(jī)軸瓦推力面被燒毀的原因。而軸向力是通過(guò)彈性膠圈聯(lián)軸器傳遞的。

當(dāng)泵剛剛啟動(dòng)時(shí)，平衡室由于還未建立壓力，以致平衡盤(pán)不能起作用，這時(shí)止推盤(pán)就起了臨時(shí)的軸向力平衡作用。在平衡室建立起壓力后開(kāi)始起作用，這時(shí)的止推盤(pán)只起到輔助作用。在泵停運(yùn)后的惰走過(guò)程中，轉(zhuǎn)子在泵中流體的流動(dòng)慣性及平衡室的余壓作用下向高壓端竄動(dòng)，這時(shí)推力盤(pán)停下并緊貼輔推瓦，由于聯(lián)軸器傳遞力矩在惰走中減小，泵和電機(jī)兩對(duì)輪之間通過(guò)膠圈摩擦力能傳遞軸向力小，轉(zhuǎn)子將停在運(yùn)行的軸向位置。這樣，當(dāng)泵每次停運(yùn)后，電機(jī)轉(zhuǎn)子跟泵轉(zhuǎn)子都會(huì)在軸向拉開(kāi)一定的距離。而當(dāng)泵再一次啟動(dòng)時(shí)，由于兩輪間的摩擦力增大，泵轉(zhuǎn)子在由平衡盤(pán)向平衡板接近時(shí)向低壓端竄動(dòng)，這樣會(huì)推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子移動(dòng)到遠(yuǎn)離泵的方向。經(jīng)過(guò)多次這樣的重復(fù)之后，兩對(duì)輪的距離會(huì)漸漸加大，直到電機(jī)轉(zhuǎn)子在軸向的極限位置出現(xiàn)，而在這種情況下啟動(dòng)泵，由于平衡盤(pán)和推力盤(pán)尚未起作用，從而泵轉(zhuǎn)子將通過(guò)聯(lián)軸器將軸向力傳給電機(jī)轉(zhuǎn)子，導(dǎo)致電機(jī)瓦推力面被燒毀。

2.多級(jí)泵故障的防范措施

2.1.預(yù)防轉(zhuǎn)子卡阻的措施

葉輪密封環(huán)在靜環(huán)里的孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，密封環(huán)的用途之一是造成一個(gè)較小的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙，使從葉輪的出口到入口的泄漏量最小。假如只增加密封環(huán)的間隙會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子的剛度造成影響，葉輪密封環(huán)間隙過(guò)分放大會(huì)使切削量增大，也會(huì)使轉(zhuǎn)子存在不平衡。為解決轉(zhuǎn)子卡阻故障就必須保證轉(zhuǎn)子的振動(dòng)符合要求，檢修人員采用了通過(guò)對(duì)葉輪密封環(huán)進(jìn)行激光熔覆的方法，使各部間隙恢復(fù)到最初的狀態(tài)，并對(duì)新生轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡進(jìn)行調(diào)整。

2.2.電機(jī)瓦推力面燒毀的預(yù)防措施

電機(jī)瓦推力面被燒毀的前提是該泵經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)啟停后，電機(jī)轉(zhuǎn)子在軸向的極限位置出現(xiàn)，在該情況下啟動(dòng)泵。針對(duì)這一情況，在泵啟動(dòng)之前，操作人員先將泵和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的距離恢復(fù)到初始位置是避免該故障的最簡(jiǎn)單辦法。而要徹底解決此故障則必須改進(jìn)聯(lián)軸器，由于在停泵狀態(tài)下泵轉(zhuǎn)子會(huì)受外力作用向高壓端軸向竄動(dòng)，而電機(jī)惰走時(shí)受到的軸向力小，因此為確保泵和電機(jī)轉(zhuǎn)子間的軸向距離在反復(fù)啟停后仍能符合運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)只要選用齒式聯(lián)軸器便可。

3.結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，在化工生產(chǎn)中多級(jí)泵的使用越來(lái)越廣泛，對(duì)多級(jí)泵的常見(jiàn)故障的分析日益重要。在日常工作中，我們要細(xì)致的考慮多級(jí)泵的特殊性、常見(jiàn)問(wèn)題，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，避免類(lèi)似事故的發(fā)生，確保多級(jí)泵安全、長(zhǎng)周期運(yùn)行，以節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效益。