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水泵故障排查系列專題二:振動異常
2021-10-16 13:51:54泵友圈
水泵的使用壽命離不開定期巡檢,巡檢過程主要是通過水泵外在的運行表現來判斷水泵情況,從而發現水泵異常。大多數異常并非是水泵發生了不可逆的損傷,如果可以第一時間診斷故障,進行維護,水泵可以恢復到正常運轉。



水泵異常主要有以下五種表現:


  • 噪聲異常
  • 振動異常
  • 性能異常
  • 溫升異常
  • 其他異常


振動異常主要是指水泵運轉過程中,水泵通過連接底座、連接管路傳出非正常的振動,振動通常表現為振幅大或振動頻率過大,可能迫使管路產生共振,并造成管路撞擊相距較近的障礙物,形成噪音。嚴重時,振動可能會損傷管路或水泵進出口,造成系統損壞。常見的振動原因歸結如下:

水泵未固定

除非小功率立式泵,通過剛性管道連接在系統上,其產生振動量較小,并且表現為水平振動,由管路吸收或承擔振動,其余水泵通常都需要做水泵定位。如果水泵缺少有效地定位,則可能造成水泵振動加劇。

對于小功率水泵,用手按壓水泵可以使振動減弱,據此可判定為水泵缺少固定的原因,需要對水泵與基礎進行固定。

值得一提的是,小體量水泵固定方式多采用硬連接方式,若采用螺栓將水泵底腳、橡膠墊片、基礎底座進行固定連接時,橡膠墊片由于螺栓的受力而出現極限壓縮,其撓性下降,表現為剛性,無法提供隔振功能。
共振

共振通常是由于水泵的底座或連接管路剛性較差,使得它們的固有頻率與水泵自身的振動頻率相接近,造成水泵運行中的振動加劇的現象。

這種振動有時會呈現為隨著水泵開啟時間而逐漸加劇,用手按壓水泵或共振部件,可以降低振動。

對于基礎底座共振的情況,需要加強基礎底座的剛性,或使用減震墊來隔震。

對于接口管路共振的情況,需要在水泵出口安裝軟連接,隔絕水泵振動,并考慮管路支撐。
動平衡下降

動平衡下降是一種水泵磨損老化的表現,通常出現在水泵使用一定年限以后,由于轉動部件的不平衡量加劇,造成的高速運轉下出現異常振動。

不平衡量加劇的因素可能是軸承失效、葉輪汽蝕損壞、異物進入破壞葉輪等原因,這種振動通常肉眼可見,振動幅度較大,若電機有變頻器控制,降頻后振動會減弱。
水泵故障排查系列專題二:振動異常(圖3)
現場維修需要檢查失效點位,更換葉輪或軸承,必要時需要重新測定軸跳或動平衡,來保證水泵恢復正常運行。
軸彎曲

軸彎曲多數表現在泵軸過長或帶有聯軸節的泵型上,由于軸對中不良,泵軸持續承受徑向力,導致泵軸彎曲,進而加劇軸承負載,運轉中出現振動。

需要更換泵軸解決此問題,并應檢查彎曲原因,消除再次彎曲的隱患。
喘振

喘振的主要誘因在于水系統內部,而非機械結構造成。形成喘振的原因有兩種,一種是水泵性能曲線不合理,存在駝峰,使得一個系統阻力曲線(恒定揚程)與性能曲線產生雙解,造成水泵實際工況來回擺動。另一種是水泵吸入口存在高位窩氣,無法通過水泵對外排出,高位窩氣會周期性導致汽蝕,使水泵出現喘振現象。



對于喘振的系統,需要分析如上兩種問題,多數情況下水泵不會有駝峰曲線,需要消除入口高點,避免高位窩氣。
紊流

紊流多出現于水泵吸入口位置,由于入口距離彎頭較近,缺少直管段,安裝不規范造成。水流經彎頭時會產生混亂流動,這種流動狀態通常需要一定長的直管段來消除,若彎頭與水泵吸入口相距較近,紊流狀態的水直接進入葉輪吸入口,造成葉輪受力不平衡,引發水泵振動。

有條件的情況下需要延長彎頭到泵吸入口的距離,至少保證3倍管徑長度的直管段,若是在沒有空間調整,可以考慮在彎頭內部焊接軸向隔板,減弱紊流現象。



Pentax的CH和CS臥式離心泵采用了電機加長軸設計,提高了軸跳精度;對葉輪做了G6.3級動平衡,降低葉輪負載;并根據葉輪動載荷嚴格校核了軸強度和軸承負載,降低運行疲勞,使其在連續運行的系統下有著出色的壽命表現。


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