水泵故障排查系列專題二：振動異常
2021-10-16 13:51:54泵友圈
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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(xiàn)來判斷水泵情況，從而發(fā)現(xiàn)水泵異常。大多數(shù)異常并非是水泵發(fā)生了不可逆的損傷，如果可以第一時間診斷故障，進(jìn)行維護，水泵可以恢復(fù)到正常運轉(zhuǎn)。水泵異常主要有以下五種表現(xiàn)：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(zhuǎn)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(xiàn)為振幅大或振動頻率過大，可能迫使管路產(chǎn)生共振，并造成管路撞擊相距較近的障礙物，形成噪音。嚴(yán)重時，振動可能會損傷管路或水泵進(jìn)出口，造成系統(tǒng)損壞。常
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(xiàn)來判斷水泵情況，從而發(fā)現(xiàn)水泵異常。大多數(shù)異常并非是水泵發(fā)生了不可逆的損傷，如果可以第一時間診斷故障，進(jìn)行維護，水泵可以恢復(fù)到正常運轉(zhuǎn)。
振動異常主要是指水泵運轉(zhuǎn)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(xiàn)為振幅大或振動頻率過大，可能迫使管路產(chǎn)生共振，并造成管路撞擊相距較近的障礙物，形成噪音。嚴(yán)重時，振動可能會損傷管路或水泵進(jìn)出口，造成系統(tǒng)損壞。常見的振動原因歸結(jié)如下：除非小功率立式泵，通過剛性管道連接在系統(tǒng)上，其產(chǎn)生振動量較小，并且表現(xiàn)為水平振動，由管路吸收或承擔(dān)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(jù)此可判定為水泵缺少固定的原因，需要對水泵與基礎(chǔ)進(jìn)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(chǔ)底座進(jìn)行固定連接時，橡膠墊片由于螺栓的受力而出現(xiàn)極限壓縮，其撓性下降，表現(xiàn)為剛性，無法提供隔振功能。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(xiàn)象。這種振動有時會呈現(xiàn)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(chǔ)底座共振的情況，需要加強基礎(chǔ)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。動平衡下降是一種水泵磨損老化的表現(xiàn)，通常出現(xiàn)在水泵使用一定年限以后，由于轉(zhuǎn)動部件的不平衡量加劇，造成的高速運轉(zhuǎn)下出現(xiàn)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(jìn)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。現(xiàn)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(fù)正常運行。軸彎曲多數(shù)表現(xiàn)在泵軸過長或帶有聯(lián)軸節(jié)的泵型上，由于軸對中不良，泵軸持續(xù)承受徑向力，導(dǎo)致泵軸彎曲，進(jìn)而加劇軸承負(fù)載，運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)振動。需要更換泵軸解決此問題，并應(yīng)檢查彎曲原因，消除再次彎曲的隱患。喘振的主要誘因在于水系統(tǒng)內(nèi)部，而非機械結(jié)構(gòu)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(tǒng)阻力曲線（恒定揚程）與性能曲線產(chǎn)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(dǎo)致汽蝕，使水泵出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。
對于喘振的系統(tǒng)，需要分析如上兩種問題，多數(shù)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。
紊流多出現(xiàn)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(guī)范造成。水流經(jīng)彎頭時會產(chǎn)生混亂流動，這種流動狀態(tài)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(tài)的水直接進(jìn)入葉輪吸入口，造成葉輪受力不平衡，引發(fā)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(diào)整，可以考慮在彎頭內(nèi)部焊接軸向隔板，減弱紊流現(xiàn)象。
Pentax的CH和CS臥式離心泵采用了電機加長軸設(shè)計，提高了軸跳精度；對葉輪做了G6.3級動平衡，降低葉輪負(fù)載；并根據(jù)葉輪動載荷嚴(yán)格校核了軸強度和軸承負(fù)載，降低運行疲勞，使其在連續(xù)運行的系統(tǒng)下有著出色的壽命表現(xiàn)。
