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多級離心泵振動、泄漏分析
發布時間：2025-03-12 瀏覽（lǎn）次數：110
多級離心泵因其高揚程、中壓力、大流量、穩定性（xìng）好等特點在煉油化工（gōng）企業得到廣泛應（yīng）用。
一、故障現象
該（gāi）類泵投產以來，維修難度較高，故障現象多表現為泵體振動大，機械密封泄漏，多次振動速度達13mm/s以上，電機電流超標跳車。初兩次檢修隻拆開前後端蓋檢查軸承、機械封和出液端的平衡盤，更換了軸承和機械封的損壞部（bù）件，每次均發現平衡盤及平衡座（zuò）端麵有不同程度摩擦損傷，按經驗將光刀回裝（zhuāng）後故障現象仍舊。後將整個泵體大修解體，檢查所有零件，發現各（gè）級（jí）葉輪、導葉（yè）輪（lún）、軸套、平衡盤、平衡套及密封環都存在（zài）不（bú）同程度的磨損，泵軸彎（wān）曲，軸承座與泵軸的同軸度偏差較大。
二、原因分析
1、 多級離心泵存在（zài）較大軸向推力
每次檢修拆開檢查平衡盤，都發現其表麵被擦傷，多為軸向推力過大而（ér）造（zào）成（chéng）的。多（duō）級離心泵（bèng）的軸向（xiàng）推力比單級離心泵（bèng）大得多，如（rú）果（guǒ）設（shè）單級葉輪的軸向推力為FA，對同樣尺寸的多級離心泵葉輪，其級數為（wéi）i，則（zé）總的軸向推力（lì）為（wéi）iFA，多級離心泵的軸向推力可在幾十kN，甚至上百kN。它的軸向推力的平（píng）衡方法是采用平衡盤。離心泵（bèng）正常工作時（shí），末（mò）級葉輪出口處壓力P2通過徑向（xiàng）間（jiān）隙b後，泄漏到平衡盤中（zhōng）間室的液體壓力降到平衡盤前的壓力P1，液體（tǐ）再經過軸向間（jiān）隙，壓力降（jiàng）為P0，在平衡（héng）盤兩側由於壓力差P1-P0的存在，作用在相應的有效麵積上，便產生了（le）與軸力（lì）方向（xiàng）相反的平衡力-FA。若因負荷的變化使軸向推力增大，當作用在（zài）平衡盤上的平（píng）衡還未改變時，軸向推力（lì）將大於平衡力，轉子便（biàn）朝吸入側位移（yí）一段微小距離。此時，軸向間隙減小，泄漏（lòu）的液（yè）體量將（jiāng）會減（jiǎn）小。而徑向間隙b是不變的，當泄漏量減（jiǎn）小時，阻力損失減少，平衡盤前的壓力P1升高。同時泄漏量減少也會使平衡（héng）室（shì）內（nèi）的壓力P0下降。這樣在平衡盤兩側的壓力差增大（dà），平衡力增加。直到軸向間隙（xì）b0減少到（dào）使平衡力與軸向推力相等為止。反之亦然。
2、 零件的相互影響
密封環（huán）間隙及葉（yè）輪與導葉輪間隙磨損增大終導致平衡盤磨損，這並不是一個單向的問題（tí），泵體（tǐ）眾（zhòng）多軸（zhóu）係零件之間的故障影響（xiǎng）是相互的。泵軸彎曲，軸承（chéng）座與泵軸的同軸度偏差，造成葉輪、導葉輪、泵殼、密封環、軸套的磨損，使泵體振（zhèn）動加大，軸（zhóu）向推力也增大，而平（píng）衡盤與平衡座也發生摩擦。反之泵體振動也會因（yīn）平衡盤（pán）的摩擦而升（shēng）高，從而使葉輪、導葉輪（lún）、密封環、軸套、軸承等零（líng）件的磨損加劇，故障進一步惡化。
3、 葉輪密（mì）封（fēng）環間隙的影響
檢查中發（fā）現，葉（yè）輪的（de）密封環間隙磨損較為（wéi）嚴重，檢修規程要求控製在0.3～0.44mm，而實際多數已達到1mm以上，有（yǒu）的間隙甚至有2mm。當密封環的間隙變大後使葉輪前蓋（gài）板與泵腔內產生了徑向流動，當有徑向流動時，會改變泵腔內的（de）壓力分布，使前泵腔中液體壓強減小。這是因（yīn）為葉輪（lún）出口壓力不變，液體在流（liú）動中必然產生附加壓力。於是增大了軸（zhóu）向力。8個葉輪的密封環間隙（xì）都有較大磨損，單個葉（yè）輪的軸向推力也都增大了，而整台泵的軸向推（tuī）力是8個葉輪軸向推力的迭（dié）加。而且導葉輪與葉輪之間的間隙也磨（mó）損增大，又進一步增大了軸向推力。整個軸向推力（lì）增大後，以前平衡盤的結構就（jiù）不能完全（quán）抵消軸向推力了。
三 、處（chù）理措施（shī）
針對（duì）具（jù）體問題，作出了以下幾（jǐ）方麵（miàn）的處理：一，以前泵軸材質為316奧氏體（tǐ）不鏽鋼，實際運行中剛度不夠，後改為強度和硬度更高的00Cr25Ni22Mo2奧氏體不鏽（xiù）鋼以達到更好的剛度，加工新軸，確保（bǎo）其徑向圓跳動以軸（zhóu）承處軸頸為基準不大於0.03mm。同時加工（gōng）各級軸套予以更換。第二，將軸承座的內孔（kǒng）光刀後重新鑲套，保證安裝（zhuāng）軸（zhóu）承（chéng）後（hòu），軸承中心與泵軸的同（tóng）軸度，減小振動，避免內（nèi）部零件摩擦（cā）。第三（sān），以前平衡盤與平衡套的材質也是316不鏽鋼，為了（le）增強平衡盤的（de）耐（nài）磨性，采用對其表麵用壓（yā）弧焊進行堆焊，焊條用硬度較高的00Cr25Ni22Mo2不鏽鋼。
四、工藝操作中（zhōng）應注意的問題（tí）
對（duì）於（yú）多級（jí）離心泵的操作（zuò），要（yào）注（zhù）意一些問題。先應（yīng）避免頻繁切泵，在啟（qǐ）泵及切泵過程中，要注意防止泵的汽化。在啟泵之前，為了防止進出口閥內漏而使介質在泵體氣（qì）化或氣蝕，造（zào）成平衡盤與平衡座、機封的動環與靜環之間形不成液膜而發生摩擦損傷。所以啟泵前引入介質後應充分排氣，待泵體溫度（dù）降下來後再啟動泵運動。如遇泵啟動（dòng）後出口無壓力，應立即停泵，排氣充分後再啟動。工藝操作要求平（píng）穩。
一、故障現象
該（gāi）類泵投產以來，維修難度較高，故障現象多表現為泵體振動大，機械密封泄漏，多次振動速度達13mm/s以上，電機電流超標跳車。初兩次檢修隻拆開前後端蓋檢查軸承、機械封和出液端的平衡盤，更換了軸承和機械封的損壞部（bù）件，每次均發現平衡盤及平衡座（zuò）端麵有不同程度摩擦損傷，按經驗將光刀回裝（zhuāng）後故障現象仍舊。後將整個泵體大修解體，檢查所有零件，發現各（gè）級（jí）葉輪、導葉（yè）輪（lún）、軸套、平衡盤、平衡套及密封環都存在（zài）不（bú）同程度的磨損，泵軸彎（wān）曲，軸承座與泵軸的同軸度偏差較大。
二、原因分析
1、 多級離心泵存在（zài）較大軸向推力
每次檢修拆開檢查平衡盤，都發現其表麵被擦傷，多為軸向推力過大而（ér）造（zào）成（chéng）的。多（duō）級離心泵（bèng）的軸向（xiàng）推力比單級離心泵（bèng）大得多，如（rú）果（guǒ）設（shè）單級葉輪的軸向推力為FA，對同樣尺寸的多級離心泵葉輪，其級數為（wéi）i，則（zé）總的軸向推力（lì）為（wéi）iFA，多級離心泵的軸向推力可在幾十kN，甚至上百kN。它的軸向推力的平（píng）衡方法是采用平衡盤。離心泵（bèng）正常工作時（shí），末（mò）級葉輪出口處壓力P2通過徑向（xiàng）間（jiān）隙b後，泄漏到平衡盤中（zhōng）間室的液體壓力降到平衡盤前的壓力P1，液體（tǐ）再經過軸向間（jiān）隙，壓力降（jiàng）為P0，在平衡（héng）盤兩側由於壓力差P1-P0的存在，作用在相應的有效麵積上，便產生了（le）與軸力（lì）方向（xiàng）相反的平衡力-FA。若因負荷的變化使軸向推力增大，當作用在（zài）平衡盤上的平（píng）衡還未改變時，軸向推力（lì）將大於平衡力，轉子便（biàn）朝吸入側位移（yí）一段微小距離。此時，軸向間隙減小，泄漏（lòu）的液（yè）體量將（jiāng）會減（jiǎn）小。而徑向間隙b是不變的，當泄漏量減（jiǎn）小時，阻力損失減少，平衡盤前的壓力P1升高。同時泄漏量減少也會使平衡（héng）室（shì）內（nèi）的壓力P0下降。這樣在平衡盤兩側的壓力差增大（dà），平衡力增加。直到軸向間隙（xì）b0減少到（dào）使平衡力與軸向推力相等為止。反之亦然。
2、 零件的相互影響
密封環（huán）間隙及葉（yè）輪與導葉輪間隙磨損增大終導致平衡盤磨損，這並不是一個單向的問題（tí），泵體（tǐ）眾（zhòng）多軸（zhóu）係零件之間的故障影響（xiǎng）是相互的。泵軸彎曲，軸承（chéng）座與泵軸的同軸度偏差，造成葉輪、導葉輪、泵殼、密封環、軸套的磨損，使泵體振（zhèn）動加大，軸（zhóu）向推力也增大，而平（píng）衡盤與平衡座也發生摩擦。反之泵體振動也會因（yīn）平衡盤（pán）的摩擦而升（shēng）高，從而使葉輪、導葉輪（lún）、密封環、軸套、軸承等零（líng）件的磨損加劇，故障進一步惡化。
3、 葉輪密（mì）封（fēng）環間隙的影響
檢查中發（fā）現，葉（yè）輪的（de）密封環間隙磨損較為（wéi）嚴重，檢修規程要求控製在0.3～0.44mm，而實際多數已達到1mm以上，有（yǒu）的間隙甚至有2mm。當密封環的間隙變大後使葉輪前蓋（gài）板與泵腔內產生了徑向流動，當有徑向流動時，會改變泵腔內的（de）壓力分布，使前泵腔中液體壓強減小。這是因（yīn）為葉輪（lún）出口壓力不變，液體在流（liú）動中必然產生附加壓力。於是增大了軸（zhóu）向力。8個葉輪的密封環間隙（xì）都有較大磨損，單個葉（yè）輪的軸向推力也都增大了，而整台泵的軸向推（tuī）力是8個葉輪軸向推力的迭（dié）加。而且導葉輪與葉輪之間的間隙也磨（mó）損增大，又進一步增大了軸向推力。整個軸向推力（lì）增大後，以前平衡盤的結構就（jiù）不能完全（quán）抵消軸向推力了。
三 、處（chù）理措施（shī）
針對（duì）具（jù）體問題，作出了以下幾（jǐ）方麵（miàn）的處理：一，以前泵軸材質為316奧氏體（tǐ）不鏽鋼，實際運行中剛度不夠，後改為強度和硬度更高的00Cr25Ni22Mo2奧氏體不鏽（xiù）鋼以達到更好的剛度，加工新軸，確保（bǎo）其徑向圓跳動以軸（zhóu）承處軸頸為基準不大於0.03mm。同時加工（gōng）各級軸套予以更換。第二，將軸承座的內孔（kǒng）光刀後重新鑲套，保證安裝（zhuāng）軸（zhóu）承（chéng）後（hòu），軸承中心與泵軸的同（tóng）軸度，減小振動，避免內（nèi）部零件摩擦（cā）。第三（sān），以前平衡盤與平衡套的材質也是316不鏽鋼，為了（le）增強平衡盤的（de）耐（nài）磨性，采用對其表麵用壓（yā）弧焊進行堆焊，焊條用硬度較高的00Cr25Ni22Mo2不鏽鋼。
四、工藝操作中（zhōng）應注意的問題（tí）
對（duì）於（yú）多級（jí）離心泵的操作（zuò），要（yào）注（zhù）意一些問題。先應（yīng）避免頻繁切泵，在啟（qǐ）泵及切泵過程中，要注意防止泵的汽化。在啟泵之前，為了防止進出口閥內漏而使介質在泵體氣（qì）化或氣蝕，造（zào）成平衡盤與平衡座、機封的動環與靜環之間形不成液膜而發生摩擦損傷。所以啟泵前引入介質後應充分排氣，待泵體溫度（dù）降下來後再啟動泵運動。如遇泵啟動（dòng）後出口無壓力，應立即停泵，排氣充分後再啟動。工藝操作要求平（píng）穩。
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