离心泵振动故障诊断及解决措施
摘要: 离心泵具有性价比高、流量均匀、结构简单、运转可靠和维修方便的优点，因此广泛应用在聚酯工业生产中。由于聚酯工艺必须保证装置连续性生产，因此其在线设备必须可靠、稳定、经济、安全运行。设备进行计划性检修前的运行周期内要少发生甚至不发生故障。
关键词：离心泵;振动;故障诊断
引言
振动是离心泵常见故障之一，振动的发生往往由多重因素和多种原因共同作用导致，当离心泵振动超标时，必须采用科学的技术手段，结合实际经验和理论分析，将机泵振动机理分析和实际检测数据紧密结合，确定振动故障所有原因，并采取合理的处理措施，才能使机泵恢复正常运行状态。
1离心泵的结构及工作原理
掌握离心泵的结构及工作原理是设备操作人员和维修人员做好离心泵日常保养和快速解决设备故障的理论基础，化工企业必须加强相关人员的理论学习。
1.1离心泵的结构组成
离心泵在结构上主要由叶轮、泵体、泵轴、轴承以及密封垫圈及填料函等部分组成。其中叶轮是离心泵的核心部件，通过叶轮的高速转动使液体产生离心作用而达到液体输送目的，泵体也叫泵壳，是支撑固定泵轴及其它部件的功能性装置，泵轴是连接外部电机和离心泵叶轮的传动部件，轴承是保证泵轴正常滚动或滑动的支撑构件，密封圈是保证泵体与叶轮间隙防止泵壳内水渗漏的重要部分，填料函是填充泵轴与泵壳间隙，使水泵处于真空状态的部件。
1.2离心泵的工作原理 离心泵是利用叶轮产生的离心作用使液体达到传输目的的设备，其工作原理为：离心泵在通过外部电机提供电力后，离心泵的叶轮在泵轴的带动下高速旋转并产生较强的离心力，叶轮上的液体随叶轮高速旋转并在离心作用下脱离叶轮并进入压水管道，与此同时，叶轮中心区域便形成一个真空区域，从而达到液体能够在内外压力差的作用下流入泵体，周而复始便可以到达液体通过离心泵进行传输的目的。
2离心泵振动故障
离心泵的常见故障有:转子不平衡、转子不对中、转轴弯曲、转子支撑部件联接松动、机械密封动静件摩擦及轴承等主要零部件的故障，这些故障的主要特征是机器伴有异常的振动和噪声。其振动信号从时域、频域反映了离心泵的故障信息，其中时域分析主要解决离心泵的运行状态问题;对设备故障类型、部位和原因的判断需要选择频域分析，即频谱分析是判断离心泵故障相关内容的重要方法。
状态监测与诊断技术
文章编号：１６７１—０７１ １（２０１ １）０１—００６１—０３ 投 叛
典型振动故障的诊断
申大勇
（锦州石化公司设备研究所，辽宁锦州 １２１００１）
摘要：结合实例说明大型旋转机械四种典型振动故障：转子的不平衡、转子的不对中、地脚螺栓松动及
油膜振荡等的诊断方法及处理。 关键词：故障诊断；不平衡；不对中；油膜振荡
中图分类号：ＴＨ１７ 文献标识码：Ｂ
旋转机械典型的振动故障有：转子的不平衡、转子的
不对中、地脚螺栓松动及油膜振荡等故障。 １．转子的不平衡故障及其诊断
旋转机器转子的质量不平衡所产生的离心力始终作用 在转子上，转子每旋转一周，就在转子或轴承的某一测点
处产生一次振动响应，因此其振动频率就是转子的转速频 率，ＮＩＦ＝ｎ／６０，转速频率也称为工频（基频），这种频率成 分很容易在频谱图上观察到。转子不平衡故障的特征是：
在转子径向测点的频谱图上，转速频率成分具有突出的峰
值；转速频率的高次谐波幅值很低，因此反映在时域上的
波形接近于一个正弦波；除了悬臂转子之外，对于普通两 端支撑的转子，轴向测点上的振动值一般并不明显。图１是
一幅典型的不平衡振动频谱图，图中转速频率成分幅值占 有最大比例，这是不平衡振动的明显特征，其波形图基本 上是一个标准的正弦波。图中出现２ｘ（ｒ／ｒａｉｎ）、３ｘ（ｒ／ｍｉｎ）的
一些高频成分，主要是系统受非线性振动的影响。 实例：某煤电厂２墩风机运行一段时间后，转子振动值 逐渐增大，接近机组的报警值。振动测试表明，振动以 频为主，其他频率的振动幅值很小，初步诊断为机组存在
ｒ／ｍｉｎ 图１典型的不平衡振动频谱图 不平衡故障。解体后发现电动机叶片多处被打伤，从而破
坏了电动机转子的动态平衡。
２．转子不对中故障及其诊断
不对中是旋转机器最常见的故障之一。机器在安装和 运转中因多种原因发生转子的不对中，从而引起机器的振 动、联轴节的偏转、轴承的摩擦损伤、油膜失稳和轴的挠
第二节 转轴碰磨引起的弯轴事故
据1989年国内大机组弯轴事故统计表明，其中86%是由转轴径向碰磨引起，因此分析，研究转轴碰磨引起的弯轴事故，对于防止电厂重大恶性事故，有着重要的意义。
本书第二章第九，十两节，对机组启停过程中和工作转速下转轴碰磨振动特征，诊断作了详细介绍，本节讨论的是转子已经发生了永久弯曲，如何分析弯轴事故起因，主导原因，弯轴形成机理及其防治。
5.2.1现场发生的弯轴事故概况
转子碰磨从方向分，可分为轴向和径向；如从发生部位分，可分为转轴，叶轮，叶片，围带等处与相对应部件碰磨，引起弯轴事故的碰磨只有转轴径向碰磨一种。
由于轴封径向间隙是机组动静间隙最小处，尤其是高压汽轮机，因此机组运行中转轴径向碰磨经常发生，这种碰磨稍有疏忽，直接导致轴封严重磨损和弯轴事故。
第二章第九节已经指出，碰磨引起弯轴，其碰磨必须进入晚期。转子碰磨进入晚期首先要经过早期和中期，从直观分析，运行人员应有较充分的时间进行纠正性操作。正是由于这一原因，对弯轴事故调查时，有关人员普遍反映当时机组振动不大。现场检测到的振动结果表明，某些新机或大修后启动，轴封间隙调整不当或上下缸温差过大，转轴碰磨早期阶段很不明显，尤其是当转速接近转子一阶临界转速时，转轴碰磨由早期很快进入中期和晚期。从实测结果来看，转轴碰磨进入中期时，轴瓦和轴振增长速率分别高达60-80um/min,150-200um/min,碰磨进入晚期振动增长速率将几倍于中期碰磨增长率，所以当转轴碰磨严重时，从振动开始增大，到碰磨进入晚期，弯轴事故形成，前后不过2-3min或更短。所以一旦发现振动异常，除非机组装有跳闸保护，否则运行人员尚无作出判断，机组振动已经失控，弯轴事故在所难免。不仅如此，即使对于装有跳闸保护的机组，当跳闸值设置不当，或升速率过高，也难免弯轴事故的发生。因此转轴碰磨引起的弯轴事故防治，较其他事故防治要困难的多。
从事故后叶片围带和气缸上阻汽片间隙及围带上留下的磨痕深度测算，一般弯轴事故转子中部振动和弯曲值（双幅）将超过6-8mm，轴承振幅将超过600um；对于某些严重的弯曲事故，动静部件会产生更大的磨损，而且还会造成气缸法兰螺栓振松和咬扣或滑扣。
振动故障分析 诊断案例
1 前
某风机在检修前的监测中发现电机前端存在部件配合松动的故障现象分析判断轴承存在有跑外圈或轴承间隙增大的故障现象袁通过在 4月份的大修中进行拆检更换轴承和端盖发现确实存在跑外圈的故障现象袁
此报告既含有轴承故障特征，也具径向特别是垂直方向振动大；2除基频分量外还有较大的倍频分量特别是 3到10倍频，3振动可能具有高度的方向性；4可能有分数倍频分量，这些分量随着时间的增长而增大 ，其中机械松动分为 A/B/C 型机械松动，A 型松动 1倍频占主要分量袁主要是基础变形或底座松动造成，B 型松动 1-2倍频占主要分量，主要是螺栓松动袁框架结构裂纹轴承座裂纹等造成 ，C 型松动特征是出现大量高次谐波，频谱中存在精确的 0.5倍频和 1倍频遥 出现此现象的原因有轴承衬套在其盖内松动，轴承松动并在轴上旋转袁轴承间隙过大，叶轮在轴上松动等。
2 分析
2.1 型号 6314轴承相关特征频率型号 6314轴承相关特征如表 1所示
2.2 振动值情况
风机 的振动值如表 2所示
2.3 分析情况
1）振动值分析遥，该设备自 2月份以来振动值均处于较高的水平，其中径向水平和垂直方向振动值大于轴向振动，一般风机径向振动大有以下几方面原因，平行不对中引起，风叶不平衡引起，基础薄弱或松动引起 [
2）谱图分析电机前后端加速度波形图中均未出现明显的周期冲击信号，但频谱中均有对应的轴承SKF 6314滚动体50Hz，与保持架150Hz故障特征频率及其谐频分量存在如图 1
3 诊断
1）加速度波形未出现明显周期冲击信号，速度值及加速度值频谱图中均存在 1/2/3及大量高次谐频袁，属于 C 型机械松动故障，内部零部件配合松动故障，特征为出现精确的0.5倍频及大量高次谐频遥
2）频谱中存在明显的轴承外圈频率及其谐频，诊断为轴承跑外圈。
