高速离心泵振动故障诊断与分析

２８　炼油与化工　ＲＥＦＩＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　第２ｌ卷　高速离心泵振动故障诊断与分析　夏智富，李秀伟，丁贵涛　（大庆石化公司化工一厂，黑龙江大庆１６３７１４）　摘要：针对输送轻烃的高速离心泵的振动故障，进行了振动信号分析和拆卸解体检查。由振　动信号分析推断出泵的增速箱部分存在故障，增速箱解体检查发现其高速输出轴端的轴承有　损伤，造成泵运行时油压降低，轴承无法形成稳定油膜，导致轴承磨损、振动增大。通过更换　轴承，使高速离心泵的振动参数恢复到正常工作状态。　关键词：振动；故障诊断；离心泵；轴承　中图分类号：ＴＨ３１１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—４９６２（２０１０）０５—００２８—０３　某化工厂的原料中转站有１台高速离心泵，用　振动信号进行分析，并对增速箱和离心泵部分进　行解体检查，以确定高速离心泵的振动故障原因。　１振动故障　经过检修后，高速离心泵的各部分振动均有　增大，特别是增速箱部分振动更加明显，轴向振动　从原来的３　ｍｎｄｓ增大到８　ｍｍ／ｓ，径向振动从原来　来输送轻烃原料。该泵由交流电机、增速箱和离　心泵３部分组成，依次由上至下竖直放置。电机输　出转速为２　９６０　ｒ／ｍｉｎ，经增速箱增速后，离心泵转　速达到９　４００　ｒ／ａｉｒｎ。该高速离心泵在经过检修后，　启机时振动明显增大，随即停机检查，对采集到的　（２）带压堵漏的工作环境恶劣、作业时间长、　劳动强度大，作业中不确定因素多、作业风险大。　ａ．整卡式　ｂ．半卡式　ｃ．软卡式　ｄ．堵头卡式　图２直管泄漏夹具结构　工作前的安全准备工作非常重要，作业前的风险　分析一定要充分，安全措施的落实一定要到位。　（３）带压堵漏是１门专业性很强的技术，要求　作业人员的现场应变能力、对机械专业知识掌握　以及带压堵漏专用工具使用等都有很高的要求。　（４）带压堵漏是１种新技术，它还处于不断改　（１）直管卡具　当泄漏管道的公称直径小于ＤＮ５０时，泄漏介　质的压力较高，泄漏量较大，泄漏介质的渗透性较　强时，可以采用小直径直管卡具进行堵漏作业。　（２）直管焊制夹具　进和完善的过程。带压堵漏并不能解决一切泄漏　问题。泄漏原因是千差万别的，而夹具设计的优　劣直接关系到堵漏作业能否成功以及使用寿命的　长短。尽管针对不同泄漏情况设计出各种不同的　当泄漏管道公称直径大于ＤＮ５０时，可采用直　管焊制夹具。这种夹具的结构与凹形法兰夹具的　结构相似，仅尺寸有差别。　３结论　夹具结构，但实际应用中还可能会遇到更加复杂　的情况。因此，还需要在实践过程中，不断总结经　验，对夹具的结构逐步进行优化设计。　参考文献：　［１］王训钜．带压堵漏技术［Ｍ］．北京：中国石化出版社，１９９２：７—１１．　（１）带压堵漏是１种应急抢修性质的工作。　带压堵漏处理的漏点是１种ｆ临时处理措施，有一定　的局限性和时效性。在有条件的情况下，还是要　对泄漏部位进行彻底检修。消除现场的“跑、冒、　［２］李来义，张桂清，王红杰，等．带压堵漏技术的应用［ＪＪ＿小氮肥，　２Ｏ１０．３８（４）：１９—２０．　滴、漏”现象，提高设备运行健康水平的根本方法　是要靠计划检修的合理性和提高设备检修维护的　工艺。　收稿日期：２０１０—０８—２６　作者简介：高咏梅，女，助理Ｔ程师，１９９９年毕业于黑龙江省教育学　院计算机专业，现从事炼油设备维修与管理工作。　２０１０年第５期　夏智富，等．高速离心泵振动故障诊断与分析　２９　的２　ｍｎｄｓ增大到５　ｍｒｒｄｓ。而且，增速箱部分的润　滑油压力从原来的３　ＭＰａ降低到１　ＭＰａ。交流电机　的电流及温度正常，离心泵流量及温度也正常。　可知该泵的主要故障集中在高速离心泵的增速箱　２振动信号分析　为了分析高速离心泵的增速箱内故障部位及　原因，对启机时传感器采集到的增速箱的正常（检　修前）与异常（检修后）情况下的振动幅值谱图进　部分，应重点对增速箱部分进行故障诊断分析。　行了分析，见图１～４。　０．１６　Ｏ　１４　０・１２　，　０．１０　基　０．０８　Ｏ．０６　０．０４　Ｏ　０２　儿　一．一…一　一　．…　０　５００　１０００　１５００　２０００　２５００　３０００　３５００　４０００　４５００　５０００　频率／Ｈｚ　图１正常情况径向测点的幅值谱　图２异常情况径向测点的幅值谱　５００　１０００　１５００　２０００　频率，Ｈｚ　图４异常情况轴向测点的幅值谱　３０　炼油与化工　ＲＥＦＩＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　第２ｌ卷　由图ｌ～４可以看出，增速箱异常情况下径向测　点的幅值谱图分析，可以判定增速箱内的齿轮传　点的幅值谱图中的工频成份（９　４００　ｒ／ｍｉｎ所对应的　频率１５６．６７　Ｈｚ）占有很大比例，其幅值比正常情况　工频幅值大１０倍，２倍工频和３倍工频等其它倍频　成份与之相比，几乎不存在，并且幅值谱中也不存　在齿轮箱中齿轮之间的故障啮合频率…。　由此可以判定，由不平衡或碰撞摩擦所引起　动无故障，并且传动轴亦无不对中故障，主要存在　不平衡或碰撞摩擦故障　。　３故障查找　引起高速离心泵增速箱的不平衡故障原因可　能为高速轴的轴承出现磨损，导致轴承和轴的问　隙过大，引起滑动轴承的油膜形成不良，增大了轴　旋转时的不平衡量，从而引起轴向与径向振动的　的故障可能性最大，而传动轴无不对中故障，齿轮　无点蚀、断裂等故障。异常情况下轴向测点的幅　值谱图中的工频成份也占有很大比例，其幅值比　正常情况工频幅值大６倍左右。因此，通过对高速　离心泵增速箱的正常与异常情况下径向及轴向测　图５高速输出轴的磨损　从图５可以看出，高速端输出轴与轴承配合处　的外表面有明显的磨损痕迹。　从图６可以找到与之配合的轴承内孔表面的　磨损痕迹。高速输出轴的轴承孔的外端面周围有　明显的砸伤痕迹，砸伤造成该端面侧的轴孔不规　则。损伤推测主要是检修过程中，轴承往轴承座　安装时，为了对准油路孔，反复拆卸及安装，由于　配合过于紧密，用硬物击打所致，从而影响了孑Ｌ的　圆度。而且轴承孔内的油槽端凸沿处有损伤，润　滑油从此处很容易溢出，进而油压也会降低，轴承　也无法形成稳定油膜。这些均会造成高速输出轴　部分出现不平衡故障和碰摩故障，导致增速箱振　动显著增大。　４解决措施　根据对高速离心泵的诊断分析结论，主要是　高速输出轴的轴承损坏造成的，因而更换了该轴　承。修复后的高速离心泵现场进行了重新安装调　试，运行一段时间后，对其进行了振动检测，各部　分振动显著减小，轴向振动从８　ｌｌｌｎｌ／ｓ降低到了３．３　显著增大及频谱以工频为主的现象　］。　为了确定增速箱故障具体部位及故障原因，　以便修复损坏部件，对其进行了解体检查，发现高　速输出轴的轴承有损伤。见图５，６。　图６高速输出轴端的轴承铜套损伤　ｍｍ］ｓ，径向振动从５　ｍｒｒｄｓ降低到１．８　ｍｍ／ｓ，润滑油　油压也上升到正常状态，为３．０　ＭＰａ，各项参数基本　恢复到正常工作状态。该泵的故障诊断及修复工　作取得了良好的效果。　５结论　通过对高速离心泵增速箱的振动信号分析和　拆卸解体，确定高速输出轴的轴承在检修过程中　造成损伤，致使润滑油油压降低，轴与轴承之间无　法形成稳定油膜，造成轴与轴承之间的磨损，导致　增速箱产生振动异常现象。　参考文献ｉ　［１］徐敏．设备故障诊断手册～机械设备状态监测和故障诊断　［Ｍ］．西安交通大学出版社，１９９８：３１９—３２３．　［２］周邵萍，苏永升，张杰，等．离心泵机组齿轮箱振动分析和故　障诊断［Ｊ］．流体机械，２００７，３５（２）：３２～３４．　［３］朱晓岭，王细洋．倒频谱法在齿轮箱故障诊断中的应用［Ｊ］．失　效分析与预防，２００９，４（２）：８２～８６．　收稿日期：２０１０—０８—１２　作者简介：夏致富，男，高级工程师，１９８２年毕业于大庆石油学院化　］：机械　现从事化Ｔ设备管理＿＿『＝＝作，