高巍文

摘要：離心式水泵是工作生產(chǎn)中供排水最常見(jiàn)的設(shè)備。離心泵是利用葉輪旋轉(zhuǎn)而使水產(chǎn)生離心力來(lái)工作的。離心泵主要由泵殼、葉輪、葉輪口環(huán)、泵軸、軸承、軸密封及軸向力平衡裝置構(gòu)成。離心泵通常是生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)力源，其安全穩(wěn)定運(yùn)行和企業(yè)生產(chǎn)效益有著密切的關(guān)聯(lián)。文章對(duì)離心式水泵的常見(jiàn)故障與維修策略進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：離心式水泵；常見(jiàn)故障；維修策略；供排水設(shè)備；離心力 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH311 文章編號(hào)：1009-2374（2016）25-0131-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.063

泵的應(yīng)用面較廣，結(jié)合不同的作用與運(yùn)作形式，水泵被分成多種類型，其中以離心式水泵的應(yīng)用范圍最廣。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人類對(duì)水泵的安全、可靠運(yùn)行提出了更高的要求，作為生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)力源其運(yùn)行將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。

1 離心式水泵概述

1.1 離心泵構(gòu)件組成

泵體也稱泵殼，是水泵的主體。泵體起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。泵殼有徑向與軸向剖式兩種類型，在水泵工作時(shí)，泵殼必須承擔(dān)起所有液體的熱負(fù)荷與所有工作壓力。大部分情況下，單級(jí)泵的泵殼屬于蝸殼式，內(nèi)腔以螺旋線展現(xiàn)，這種設(shè)計(jì)能夠匯聚葉輪流出的液體，然后再將液體動(dòng)能變成靜壓能，同時(shí)將液體輸送到泵的出口。徑向殼體多用于多級(jí)泵，以環(huán)形或圓形體的串聯(lián)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)。

葉輪是離心泵的工作部件，離心泵是通過(guò)葉輪將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體的動(dòng)能和靜壓能。離心泵的葉輪有閉式、開式、前半開式、后半開式四種形式。閉式葉輪由葉片與前、后蓋板組成。閉式葉輪的效率較高，制造難度較大。開式葉輪只有葉片及葉片加強(qiáng)筋，無(wú)前后蓋板。開式葉輪效率低，制造難度低。前半開式葉輪由后蓋板與葉片組成，此結(jié)構(gòu)葉輪效率較低，為提高效率需配用可調(diào)間隙的密封環(huán)。后半開式葉輪由前蓋板與葉片組成，由于可使用與閉式葉輪相同的密封環(huán)，效率與閉式葉輪基本相同，兩種半開式葉輪制造難度較小，成本較低。

離心泵泵軸的功能主要是傳遞動(dòng)力，在支撐葉輪的同時(shí)，讓工作正常進(jìn)行。泵軸一端由軸承支撐并驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)工作，而另一端通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)連接。泵軸結(jié)構(gòu)與材質(zhì)必須針對(duì)輸送介質(zhì)進(jìn)行選擇，例如：輸送沒(méi)有腐蝕的介質(zhì)，通常使用經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的45號(hào)鋼進(jìn)行制造；對(duì)于有腐蝕性介質(zhì)輸送，最好選用經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的的40Cr。

軸封裝置是為避免漏出液體或者外界空氣進(jìn)入泵殼。常見(jiàn)的軸封裝置有填料密封與機(jī)械密封兩種類型。對(duì)于普通液體多選用填料密封，對(duì)于應(yīng)盡量避免泄漏的液體通常選用機(jī)械密封。

1.2 離心式水泵工作原理

當(dāng)離心泵的進(jìn)水管與泵體被灌滿之后，開啟水泵，此時(shí)水泵葉輪正常旋轉(zhuǎn)，并且將周圍液體甩出。葉輪處產(chǎn)生一定真空度，因大氣壓的作用，水自進(jìn)水管進(jìn)入水泵內(nèi)，在慣性離心力的作用下進(jìn)行傳輸并提高水的壓力，此時(shí)泵內(nèi)高壓水就會(huì)伴隨排水管道進(jìn)入特定領(lǐng)域。而水池中的水因?yàn)榇髿鈮毫M(jìn)入水泵，被水泵中的葉輪甩出后，讓水源源不斷地輸送。

2 離心式水泵的維護(hù)

在工作中，為了讓相關(guān)工作正常進(jìn)行，必須根據(jù)實(shí)際情況做好設(shè)備維護(hù)。

首先，對(duì)工作設(shè)備的工作參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，包括電動(dòng)機(jī)額定電流是否在正常范圍內(nèi)等。對(duì)于電流太大的原因，很可能是葉輪中有雜物卡澀造成電機(jī)過(guò)載或電機(jī)線圈絕緣不良等因素。

其次，檢查軸密封泄漏量是否正常，填料函是否過(guò)熱，一般滴水在10～20滴/分鐘才符合要求，軸密封泄漏量是填料松緊的重要基準(zhǔn)。在控制泄漏量時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整壓蓋螺栓擰緊程度進(jìn)行，其平均溫度通?？刂圃?5℃左右，最高溫度也不能超過(guò)70℃。

最后，做好潤(rùn)滑油液位與軸承溫度檢查，同時(shí)對(duì)機(jī)組聲響進(jìn)行有效檢測(cè)與控制，并且記下泵的流量、電流、揚(yáng)程、功率等各種數(shù)據(jù)，然后再嚴(yán)格依照操作規(guī)程與參數(shù)要求進(jìn)行分析泵的運(yùn)行狀況。

3 離心式水泵常見(jiàn)故障與治理

離心式水泵常見(jiàn)的故障包含：在泵啟動(dòng)時(shí)電流大于額定電流、泵難以正常啟動(dòng)、不吸水、電流過(guò)低、振動(dòng)異常、軸承發(fā)熱、填料發(fā)熱等。當(dāng)離心式水泵出現(xiàn)故障后，應(yīng)停止運(yùn)行，明確故障的根本原因，然后再制定適當(dāng)?shù)臋z修方案。

3.1 啟動(dòng)故障

啟動(dòng)故障即離心式水泵啟動(dòng)時(shí)難以正常啟動(dòng)電機(jī)。這種情況出現(xiàn)時(shí)可以通過(guò)拆除聯(lián)軸器并進(jìn)行盤轉(zhuǎn)，看是否存在異常聲音或盤動(dòng)不靈活等情況。如果盤車過(guò)緊，則是泵內(nèi)有異物卡住或軸承損壞造成；如果盤轉(zhuǎn)靈活，則是電動(dòng)機(jī)故障造成。

3.2 泵不吸水

因?yàn)檫M(jìn)水管未全部浸入水中，進(jìn)水管法蘭墊片密封不嚴(yán)、泵內(nèi)存在空氣、氣蝕嚴(yán)重等，都可能讓吸水管與氣管發(fā)生漏氣等問(wèn)題，最后影響泵正常工作。解決方案如下：先把引水灌滿，在開啟離心泵期間，注水是關(guān)鍵步驟，在注滿泵殼的同時(shí)，及時(shí)排除泵殼內(nèi)空氣，這樣才能保障離心泵正常工作。很多時(shí)候離心泵之所以不能吸水，是啟動(dòng)離心泵時(shí)水泵并未滿水，但是感覺(jué)已經(jīng)注滿，而水會(huì)從放氣孔中流出，針對(duì)為何打不上水的問(wèn)題，還需要進(jìn)行更加深入、具體的研究，通常不需要轉(zhuǎn)動(dòng)灌泵，讓泵內(nèi)氣體沒(méi)有及時(shí)排出，空氣還停留在進(jìn)水管或者泵體內(nèi)部，影響抽水進(jìn)程。

3.3 軸承發(fā)熱

在運(yùn)行期間，如果發(fā)生軸承箱燙手或者溫度持續(xù)上升等情況，通常軸承已經(jīng)損壞。引起軸承溫度上升的主要原因是潤(rùn)滑油中有雜質(zhì)或者油質(zhì)不佳、軸承間隙太大，加油脂太多，泵與電機(jī)的聯(lián)軸器不同心，泵軸內(nèi)圈與泵軸配合太緊或太松都可能導(dǎo)致軸承發(fā)熱。解決方法是：更換軸承，同時(shí)做好油量補(bǔ)充工作，清除雜質(zhì)的同時(shí)對(duì)油脂進(jìn)行更換，然后再清除過(guò)多的油脂，對(duì)軸承間隙實(shí)施調(diào)整，讓泵軸與聯(lián)軸器始終處在一條線，最后分析軸承與泵軸配合松緊。

3.4 離心水泵聲音或者振動(dòng)異常

水泵在正常工作狀態(tài)下，電機(jī)與水泵的運(yùn)行聲音是連續(xù)且平穩(wěn)的。一旦水泵振動(dòng)過(guò)高或者出現(xiàn)斷續(xù)的雜音或嘯叫等噪聲，就必須停止運(yùn)作進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)進(jìn)行故障排查。水泵振動(dòng)的原因，主要有電氣與機(jī)械兩個(gè)方面，對(duì)此必須進(jìn)行全面解體之后再進(jìn)行重新組裝。其處理方法是：檢查更換損傷的葉輪，讓泵軸與電機(jī)軸同心，檢查緊固地腳螺栓，啟泵前打開排氣閥排氣，檢查更換聯(lián)軸器。

汽蝕出現(xiàn)時(shí)葉輪受局部沖擊影響，表層材料逐漸疲勞，讓金屬表面遭到損害，同時(shí)出現(xiàn)大小不一的侵蝕性坑洞。除了會(huì)對(duì)金屬部件構(gòu)成沖擊以外，還可能讓設(shè)備氧化，讓離心水泵出現(xiàn)噪音與振動(dòng)等現(xiàn)象。此時(shí)處理方法是：對(duì)水泵與排氣閥進(jìn)行排氣，在減少水泵吸水高度的同時(shí)，打開并疏通進(jìn)水管的機(jī)械部件，做好雜物清理工作。

3.5 水泵劇烈的振動(dòng)

之所以水泵出現(xiàn)劇烈振動(dòng)的原因是：粗制濫造、轉(zhuǎn)動(dòng)部件質(zhì)量不平衡、安裝質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、對(duì)中不合格或者軸晃度大于允許值，部件剛度太差、密封部件與軸承遭到損壞，都可能讓泵出現(xiàn)強(qiáng)烈的噪音與振動(dòng)。另外，水泵強(qiáng)烈振動(dòng)和電動(dòng)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不均也有很大關(guān)系。解決方法是：檢查軸的晃度，檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否有損傷、檢查并重新對(duì)中、進(jìn)行動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)并適當(dāng)增減配重。

3.6 流量不足，功率消耗過(guò)大

流量不足的原因是水泵吸水管、葉輪、底閥出現(xiàn)淤塞，轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求、密封口環(huán)過(guò)于磨損等。解決方法是：疏通清理吸水管、水泵葉輪、入口閥，做好密封口環(huán)的更換工作。

之所以出現(xiàn)功率消耗過(guò)大的原因是：填料失效、填料壓蓋過(guò)緊，葉輪過(guò)度磨損，流量上升等。其處理方法是：做好填料的更換工作，提高出水管阻力，減小流量。

3.7 機(jī)械密封泄漏

通常機(jī)械密封包含動(dòng)靜環(huán)密封副及兩個(gè)輔助性密封圈，分別是軸套與動(dòng)環(huán)間的密封圈、壓蓋與靜環(huán)間的密封圈。軸中心與動(dòng)靜環(huán)密封端面不垂直時(shí)，動(dòng)環(huán)位移量就會(huì)增加。動(dòng)靜環(huán)密封材料多為石墨，在軸向力反復(fù)作用下，很可能出現(xiàn)斷裂、磨損、裂紋等損傷，最后影響密封性。解決方法：在安裝時(shí)，嚴(yán)格依照安裝要求，做好泵軸中心線與密封端面的誤差控制工作，并定期更換機(jī)械密封。

4 離心式水泵維護(hù)

4.1 故障維修

該維護(hù)方法允許機(jī)械有故障，解決方法是把已經(jīng)損壞的元件或者設(shè)施拆卸下來(lái)更換或者修理。這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間，同時(shí)維修費(fèi)用相對(duì)較高，并且耽誤生產(chǎn)。同時(shí)，它讓維修部門處于“救火隊(duì)”的狀態(tài)，為了保障反應(yīng)，必須做好零部件儲(chǔ)備工作，配置更多的工作人員以解決各種突發(fā)情況。當(dāng)然也可能出現(xiàn)這邊問(wèn)題解決又出現(xiàn)更嚴(yán)重問(wèn)題的情況，讓維修人員始終處在忙碌的狀態(tài)，這種低效的方式是不可持續(xù)的。

4.2 預(yù)防性維護(hù)

該方法是結(jié)合工作要求，對(duì)離心式水泵進(jìn)行維修與預(yù)防，在故障出現(xiàn)之前，就做好設(shè)施更換與維修工作。只要恰當(dāng)安排，這種維護(hù)方式的成本更低。在設(shè)備不需要連續(xù)性工作時(shí)，就讓有經(jīng)驗(yàn)的工作人員進(jìn)行檢修，并且做好預(yù)防工作。它的優(yōu)點(diǎn)比較突出，但如果維護(hù)計(jì)劃安排不當(dāng)，則會(huì)產(chǎn)生更多的維護(hù)。例如，如果維修人員技術(shù)能力不足，完整的機(jī)械設(shè)備被拆開后，二次安裝很可能影響安裝精度。

4.3 積極維護(hù)改造

該方法是在預(yù)防性維護(hù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)故障原因做好維護(hù)改造。它要求明確事故原因，針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備缺陷故障重新設(shè)計(jì)與技術(shù)改造，從源頭上減少故障。該維護(hù)方案不僅能延長(zhǎng)設(shè)備使用周期，還能節(jié)省成本，能很好地發(fā)揮設(shè)備工作價(jià)值。同時(shí)在預(yù)防性維修的基礎(chǔ)上也很好地減小了隱患，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)一般較少，所以維護(hù)人員必須結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)提高相關(guān)設(shè)施運(yùn)行可靠性與安全性，以此改善生產(chǎn)與運(yùn)行效率。需要注意的是：它要求維護(hù)人員擁有較好的工作經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)能力，同時(shí)在設(shè)備安裝、改造與調(diào)試中有著很高的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

離心式水泵作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備，在水泵應(yīng)用期間，必須分析水泵功能原理、性能、故障特征，盡最大努力減少設(shè)備故障，以此提高水泵工作效率。這樣才能保障水泵正常運(yùn)行。隨著節(jié)能環(huán)保工作的推進(jìn)，我們必須結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求，對(duì)故障原因與具體現(xiàn)象進(jìn)行分類整理，然后再結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行管理維護(hù)。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）