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  • 臥式管道離心泵:常見(jiàn)故障分析「已解決」精選


    字數:3864字 來(lái)源:上海管道離心泵廠(chǎng) 作者:管道泵故障解決助手 發(fā)布時(shí)間:2021-05-20 15:07:40 閱讀次數:
    導讀:管道離心泵 是石油化工、冶金、礦山等行業(yè)的常用設備,管道離心泵同時(shí)也做做為日常生產(chǎn)生活中應用較廣泛的機械設備,其故障診斷技術(shù)在G內外得到了較大的發(fā)展,在G民生產(chǎn)中起到了重大的作用。為實(shí)現離心泵長(cháng)期、安全、穩定地運行 ,要求用戶(hù)及操作人員對離心泵的常見(jiàn)故障有全面的了解 ,使離心泵更好地服務(wù)于生產(chǎn)。由于機械系統工作過(guò)程是復雜的 ,有很多故障是來(lái)自多...

      管道離心泵是石油化工、冶金、礦山等行業(yè)的常用設備,臥式管道離心泵同時(shí)也做做為日常生產(chǎn)生活中應用較廣泛的機械設備,其故障診斷技術(shù)在G內外得到了較大的發(fā)展,在G民生產(chǎn)中起到了重大的作用。為實(shí)現離心泵長(cháng)期、安全、穩定地運行 ,要求用戶(hù)及操作人員對離心泵的常見(jiàn)故障有全面的了解 ,使離心泵更好地服務(wù)于生產(chǎn)。由于機械系統工作過(guò)程是復雜的 ,有很多故障是來(lái)自多種影響因素 ,對其實(shí)施故障診斷比較困難 ,盡管人們已對其開(kāi)展了很多研究并取得了一些研究成果 ,但在企業(yè)中的應用還不是很普遍。

      1.離心泵的常見(jiàn)故障

      下面針對離心泵的一些常見(jiàn)故障,進(jìn)行詳細地分析。

      1. 1  轉子不對中故障

      轉動(dòng)機器的轉子之間通常用聯(lián)軸器連接構成軸系 ,傳遞運動(dòng)和轉矩。由于機器的安裝誤差、工作狀態(tài)下熱膨脹、承載后的變形以及機器基礎的不均勻沉降等 ,會(huì )造成機器工作時(shí)各轉子軸線(xiàn)之間產(chǎn)生不對中。據統計分析 30 %~50 %存在不同程度的不對中 ,嚴重的不對中會(huì )造成設備部件的過(guò)早損壞 ,同時(shí)會(huì )造成能源的浪費。

      不對中既可產(chǎn)生徑向振動(dòng) ,又會(huì )產(chǎn)生軸向振動(dòng);既會(huì )造成臨近聯(lián)軸節處支承的振動(dòng) ,也會(huì )造成遠離聯(lián)軸節的自由端的振動(dòng)。不對中易產(chǎn)生 2 倍頻率振動(dòng) ,嚴重的不對中有時(shí)會(huì )產(chǎn)生類(lèi)似松動(dòng)的高諧波振動(dòng)。

      轉子不對中振動(dòng)特征譜的特點(diǎn) :徑向振幅中的 2 倍頻振幅大 ;轉子軸向振幅超標 (2 倍頻偏大主要是軸線(xiàn)平行偏移型不對中 ;1 倍頻偏大主要是兩軸線(xiàn)夾角偏移型不對中) ;聯(lián)軸節兩側的軸頸振動(dòng)較大;轉子徑向振動(dòng)、軸向振動(dòng)隨負荷增大而增加。

      轉子不對中通常分為 :角度不對中、平行不對中、復合不對中、軸承不對中。以下列舉出各類(lèi)不對中情況的譜圖特征。

    ISWHB臥式防爆不銹鋼管道泵

      1. 1. 1  角不對中故障

      角度不對中特征譜的特點(diǎn) :

      (1) 會(huì )產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng) ,頻譜為基頻和 2 倍頻為主 ,還常見(jiàn)基頻和 2 倍、3 倍頻都占優(yōu)勢的情況。

      (2) 如果 3 倍頻超過(guò) 30 %~50 % ,則可認為是存在角度不對中。

      (3) 聯(lián)軸節兩側軸向振動(dòng)相位相差 180°。

      1. 1. 2  平行不對中故障平行不對中特征譜的特點(diǎn) :

      (1) 振動(dòng)特性類(lèi)似于角度不對中 ,但徑向振動(dòng)較大。

      (2) 頻譜中 2 倍頻較大 ,常常超過(guò)基頻。

      (3) 角度不對中和平行不對中嚴重時(shí) ,會(huì )產(chǎn)生較多諧波的高諧次(4~8 倍頻) 振動(dòng)。

      (4) 聯(lián)軸節兩側相位相差也是180°。

      1. 1. 3  軸承不對中故障

      軸承不對中實(shí)際上反映的是軸承坐標高和左右位置的偏差。由于結構上的原因 ,軸承在水平和垂直方向上具有不同的剛度和阻尼 ,不對中的存在加大了這種差別。不對中過(guò)大時(shí) ,會(huì )使軸承工作條件改變 ,在轉子上產(chǎn)生附加的力和力矩 ,使轉子失穩或產(chǎn)生碰磨。

      軸承不對中會(huì )產(chǎn)生基頻2 倍頻 ,振動(dòng)以軸向為主; 通過(guò)找對中無(wú)法消除振動(dòng) ,只有卸下軸承重新安裝。

      1. 2  轉子不平衡故障

      轉子不平衡是由于轉子部件質(zhì)量偏心或轉子部件出現缺損造成的故障 ,它是旋轉機械Z常見(jiàn)的故障。通常設備的一個(gè)轉子是一根軸和多個(gè)輪盤(pán)組成的 ,每個(gè)輪盤(pán)都可能存在質(zhì)量偏心 ,2 個(gè)以上的輪盤(pán)可能將多質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量偏心合成一個(gè)或多個(gè)矢量 ,造成轉子的力不平衡型平衡類(lèi)問(wèn)題或造成偶不平衡型平衡類(lèi)問(wèn)題 ,以及力與偶復合型不平衡問(wèn)題。

      1. 3 轉子支承部件松動(dòng)的故障

      轉子支承部件連接松動(dòng)是指系統結合面存在間隙或連接剛度不足 ,造成機械阻尼偏低、機組運行振動(dòng)過(guò)大的一種故障。支承系統結合面間隙過(guò)大 ,緊力不足 ,在外力或溫升作用下產(chǎn)生間隙 ,固定螺栓強度不足導致斷裂或缺乏防松措施造成部件松動(dòng) ,基礎施工質(zhì)量欠佳等都是造成松動(dòng)的常見(jiàn)原因。

      常見(jiàn)的機械松動(dòng)有3種:結構框架或者底座松動(dòng)、軸承座松動(dòng)、軸承等部件松動(dòng)。

      1. 3. 1   結構框架或底座松動(dòng)主要包括以下幾方面的故設備故障:支腳、底板、水泥底座松動(dòng),強度不夠;框架或者義板變形;緊固件松動(dòng)等。

      由結構框架或底座松動(dòng)引起振動(dòng)的特征為:

      (1)類(lèi)似不平衡或不對中,頻譜主要以1倍頻為主;

      (2)振動(dòng)具有局部性,只表現在松動(dòng)的轉子上;

      (3)同軸承徑向振動(dòng)垂直,水平方向相位差0或180°;

      (4)底板連接處相鄰結合面的振動(dòng)相位相差180°;

      (5)如果軸承緊固是在軸向,也會(huì )引起類(lèi)似不對中的軸向振動(dòng)。

      1.3.2 結構軸承座晃動(dòng)或開(kāi)裂引起的松動(dòng)結構、軸承座晃動(dòng)或開(kāi)裂引起的松動(dòng)包括以下幾方面的故障:結構或軸承座開(kāi)裂、支承件長(cháng)度不同引起的晃動(dòng);部件同隙出現少量偏差時(shí)(尚無(wú)碰撞);緊固螺絲松動(dòng)等。由于結構軸承座晃動(dòng)或開(kāi)裂引起松動(dòng)的振動(dòng)特征:

      (1)主要以2倍頻為特征(主要是徑向2倍頻超過(guò)基頻的50%);

      (2)幅值有時(shí)不穩定;

      (3)振動(dòng)只有伴隨其他故障如不平衡或不對中時(shí)才有表現,此時(shí)要消除不平衡或不對中將很困難;

      (4)在間隙達到出現碰撞前,振動(dòng)主要是基頻和2倍頻;出現碰撞后,振動(dòng)將出現大量諧頻。

      1.3.3 軸承在軸承座內松動(dòng)或部件配合松動(dòng)軸承在軸承座內松動(dòng)或部件配合松動(dòng)包括以下幾方面的故障:軸承在軸承座內松動(dòng);軸承內圈間隙大,軸承保持架在軸承蓋內松動(dòng);軸承松動(dòng)或與軸有相對轉動(dòng)等。

      軸承在軸承座內松動(dòng)或部件配合松動(dòng)引起振動(dòng)的特征:

      (1)常常出現大量的高倍頻,有時(shí)10倍、甚至20倍頻,松動(dòng)嚴重時(shí)還會(huì )出現半頻及諧頻成分;

      (2)半頻及諧頻往往隨不平衡或不對中等故障出現;

      (3)振動(dòng)具有方向性和局部性;

      (4)振動(dòng)福值變化較大,相位有時(shí)也不穩定。

      1.4 齒式聯(lián)軸器卡死的故障

      一般情況下,齒式聯(lián)軸器允許軸系存在一定的不對中,但不對中量超過(guò)聯(lián)軸器許用位移或聯(lián)軸器內零件潤滑不當,聯(lián)軸器便會(huì )處于卡死狀態(tài),使轉軸之問(wèn)變?yōu)閯傂月?lián)接引起振動(dòng)。

      1.5 轉軸橫向裂紋的故障

      轉軸裂紋故障概率比其他故障小得多,但因能造成軸裂紋的因素有很多,如各種因素造成的應力集中復雜的受力狀態(tài)、惡劣的工作條件及環(huán)境等等,而且裂紋對振動(dòng)的響應不夠敏感,有可能發(fā)生斷軸事故,因此危害是很大的。橫向軸裂紋的振動(dòng)帝有非線(xiàn)性性質(zhì),出現2倍、3倍等高倍分量,隨著(zhù)裂紋擴展,剛度進(jìn)一步下降,1倍2倍等頻率幅值隨之增大。

      1. 6  偏心轉子的故障

      偏心是指定子與轉子之間不同心的一種故障。當旋轉泵有幾何偏心時(shí),除會(huì )產(chǎn)生一階頻率振動(dòng)外, 還會(huì )由于流體不平衡造成葉輪葉片通過(guò)頻率倍頻的振動(dòng)。由偏心造成的激振力與負荷有關(guān) ,而與轉速沒(méi)有直接關(guān)系,因此,對偏心故障的診斷 ,一般需要改變負荷情況,進(jìn)行對比測試才能肯定。

      1. 7  轉子彎曲故障

      轉子彎曲故障多發(fā)生在設備較長(cháng)時(shí)間停用后重新開(kāi)機情況下 ,這多半是設備停用后產(chǎn)生了轉子彎曲的故障。轉子有永久性彎曲和暫時(shí)性彎曲2 種情況。永久性彎曲是指轉子軸呈弓形 ,造成永久彎曲的原因有設計制造缺陷、長(cháng)期停放方法不當、熱態(tài)停機時(shí)未及時(shí)盤(pán)車(chē)或涼水急冷所致。臨時(shí)性彎曲指可恢復的彎曲 ,造成臨時(shí)性彎曲的原因有預負荷過(guò)大、開(kāi)機運行時(shí)暖機不充分、升速過(guò)快等致使轉子熱變形不均勻。

      轉子彎曲的振動(dòng)特征類(lèi)似動(dòng)不平衡,時(shí)域波形近似的等幅正弦波,振動(dòng)以基頻率振動(dòng),也可產(chǎn)生2 倍頻率振動(dòng)。類(lèi)似于不對中 , 通常振幅穩定。軸向和徑向均有很大的響應。

      1. 8  轉子與定子摩擦故障

      轉子在轉動(dòng)過(guò)程中與定子的摩擦會(huì )造成嚴重的設備故障。在摩擦過(guò)程中,轉子剛度發(fā)生改變從而改變轉子系統的固有頻率,可能造成系統共振。碰磨時(shí)振幅突然增大;須語(yǔ)成分較豐富,譜線(xiàn)密集,呈齒形分布,以1倍頻及其高次諧波為主,時(shí)城波形有劑頂現象:嚴重時(shí)出現大量的亞諧波,并伴隨有噪音。而且摩擦會(huì )造成功耗上升和效率下降,同時(shí)局部會(huì )有溫升,因此工藝參數對轉子與定子摩擦的故障

      1. 9  滾動(dòng)軸承的故障

      滾動(dòng)軸承在運轉過(guò)程中可能會(huì )由于各種原因引起損壞 ,如裝配不當、潤滑不量、水分和異物侵入、腐蝕和過(guò)載等都會(huì )導致軸承過(guò)早損壞。即使在安裝、潤滑和使用維護都正常的情況下 ,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運轉 ,軸承也會(huì )出現疲勞剝落和磨損而不能正常工作。

      滾動(dòng)軸承的主要故障形式 :疲勞剝落、磨損、塑性變形、銹蝕、斷裂、膠合、保持架損壞等。

      對滾動(dòng)軸承進(jìn)行故障診斷的實(shí)用方法是振動(dòng)分析 ,振動(dòng)信號的簡(jiǎn)易診斷法有以下幾種 :

      (1) 振幅值診斷法 ,即利用峰值 Xp 均值X以及均方根Xrms進(jìn)行故障診斷 ;

      (2) 波形因數診斷法 ,波形因數為峰值與均值之比 ,當 Xp/X值過(guò)大時(shí),表明滾動(dòng)軸承可能點(diǎn)蝕。當Xp/X值過(guò)小時(shí) ,則可能發(fā)生了磨損 ;

      (3) 波峰因數診斷法 ,波峰因數為峰值與均方根值之比 ,正常 Xp/Xrms 產(chǎn)較小的穩定值 ,一旦軸承出現了損壞 ,則會(huì )產(chǎn)生沖擊信號 ,振動(dòng)峰值明顯增大 , Xp/Xrms增大 ,當故障不斷擴展 ,峰值達到G限值時(shí) , 均方根值則開(kāi)始增大 , Xp/Xrms 逐步減小 ,直至恢復到無(wú)故障時(shí)的大小 ;

      (4) 峭度系數診斷法 ,振幅滿(mǎn)足正態(tài)分布規律的無(wú)故障軸承,其峭度值約為3 ,隨著(zhù)故障的出現和發(fā)展 ,峭度值具有與波峰因數類(lèi)似的變化趨勢。

      2 結語(yǔ)

      本文主要對臥式管道離心泵中經(jīng)常出現的故障機理進(jìn)行分析,為在實(shí)際生產(chǎn)中判斷解決此類(lèi)設備問(wèn)題提供了理論依據??傊?,離心泵運轉過(guò)程中,難免會(huì )出現各種各樣的故障。因而,如何提高泵運轉的可靠性、壽命及效率,以及對發(fā)生的故障及時(shí)準確的判斷處理,是保證生產(chǎn)平穩運行的重要手段。如果你對上文所述的管道離心泵常見(jiàn)故障還有不了解的地方,可致電我公司技術(shù)部,我們有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)工程師為您解決問(wèn)題。

    本文參考資料來(lái)源: 中國泵閥網(wǎng) 泵閥商務(wù)網(wǎng) 中國知網(wǎng)

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