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      離心式水泵常見問題及故障維修

      2017-05-30 01:04:26莊文建
      科技風(fēng) 2017年17期
      關(guān)鍵詞:故障維修常見問題

      莊文建

      摘 要:工作生產(chǎn)中最常見的供排水設(shè)備之一就是離心式水泵。泵殼、泵軸、軸承、葉輪口環(huán)、葉輪、軸密封和軸向力平衡裝置共同組成了離心泵裝置,其在工作時借助葉輪旋轉(zhuǎn)從而讓水產(chǎn)生離心力。一般而言,生產(chǎn)系統(tǒng)的主要動力來源就是離心泵,企業(yè)要想獲得良好的生產(chǎn)效益,就務(wù)必要保證離心式水泵始終處于安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)。本文詳細(xì)分析了離心泵的構(gòu)造、工作原理,指出了離心式水泵的常見問題,并給出了如何維修故障的策略。

      關(guān)鍵詞:離心式水泵;常見問題;故障維修

      工作與生活的許多方面,都需要應(yīng)用到泵,水泵又能夠參照不同的作用和運(yùn)作方式,劃分成不同的類型,其中應(yīng)用最普遍、使用范圍最廣泛的就是離心式水泵。目前,我國的市場經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)都得到了迅猛發(fā)展,與此同時,人們對水泵也提出了更高水準(zhǔn)的要求,更加關(guān)注水泵的安全性及可靠性。此外,對于生產(chǎn)系統(tǒng)而言,水泵是直接的動力源,整個系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定都與其有關(guān),因此,一定要確保水泵能夠穩(wěn)定運(yùn)作。

      1 離心式水泵概述

      1.1 離心式水泵主要的零部件構(gòu)成

      1.1.1 泵殼

      目前有徑向剖分式和軸向剖分式兩種類型的泵殼,水泵工作過程中所產(chǎn)生的所有工作壓力和液體熱負(fù)荷都需要泵殼來承受。一般而言,單級泵使用的是蝸殼式的泵殼,內(nèi)腔為螺旋形液道,其能夠把葉輪拋出的液體收集起來,并能轉(zhuǎn)變高速液體的部分動能,使其變?yōu)殪o壓能,之后通過擴(kuò)散管把液體引至泵口處。多級泵采用的一般是徑向剖分殼體,呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)通常為圓形殼體結(jié)構(gòu)或環(huán)形殼體結(jié)構(gòu)。

      1.1.2 葉輪

      離心泵葉輪可以被分成四種不同類型,分別為閉式葉輪、前開式葉輪、開式葉輪和后半開式葉輪。只有借助葉輪的作用力,泵才能實(shí)現(xiàn)匯集和轉(zhuǎn)移液體的作用。所以,對于泵來說,葉輪屬于其所有零部件中僅有的作功部件。目前制造葉輪的常用材料主要有不銹鋼、青銅、鑄鐵、蒙乃爾合金等。

      1.1.3 泵軸

      泵軸的主要功能是將離心泵的動力傳遞到工作位置,保證葉輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 泵軸一端的主要功能是固定和支撐葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,而另一端與聯(lián)軸器和電機(jī)連接,軸承和軸向密封等部件安裝在軸。 根據(jù)不同的輸送介質(zhì),泵軸的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)應(yīng)淬火回火。 例如,在傳輸清潔水等非腐蝕性介質(zhì)時,通常在制造時將采用45鋼,傳輸一些腐蝕性介質(zhì),需要使用40Cr,必須淬火回火。

      1.1.4 軸封

      軸封裝置的最主要作用是為了避免泵殼內(nèi)的液體發(fā)生沿軸泄漏,或是泵殼被外界空氣侵入,給離心泵的使用造成故障。目前有兩種較為常見的軸封裝置,即填料密封和機(jī)械密封。為了提高泵使用過程中的適用性,泵在進(jìn)行軸封設(shè)計時經(jīng)常會把機(jī)械密封和調(diào)料密封兩者結(jié)合起來。

      1.2 工作原理

      在啟動水泵之前,一定要確保已經(jīng)用水灌滿水泵的吸水管路以及泵體內(nèi)部,快速旋轉(zhuǎn)水泵中的葉輪,能夠產(chǎn)生慣性離心力,實(shí)現(xiàn)甩出水的效果。此時,由于葉輪中部不再含有水,會到達(dá)中空狀態(tài),在大氣壓力的作用下,水池或水井中的水會隨著吸水管進(jìn)入到水泵中;在慣性離心力的作用下,經(jīng)過泵殼,又能在水泵出口處匯集起甩出的水,其壓力和速度都會慢慢加大。此時,在壓力作用下,泵殼內(nèi)的高壓水會經(jīng)由排水管被壓到指定點(diǎn)。水池或水井中的水會因?yàn)榇髿鈮毫Χ丛床粩嗟剡M(jìn)入到水泵中,之后又會因?yàn)樗弥腥~輪的高速旋轉(zhuǎn)而被甩出,最終從較低出被轉(zhuǎn)移到較高處。

      2 判斷離心式水泵是否完好的主要標(biāo)準(zhǔn)

      第一,完好的離心式水泵應(yīng)該具備完整的零部件,即各部一定要具備齊全的墊圈、螺絲、護(hù)罩、開口銷等,同時,這些零部件嚴(yán)格符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

      第二,完好的離心式水泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中應(yīng)該發(fā)出正常聲音,不會出現(xiàn)異常振動。

      第三,完好的離心式水泵一定要有正常的出力,即排水系統(tǒng)具備正常效率。

      第四,完好的離心式水泵性能必須良好:適當(dāng)調(diào)整好的平衡盤;符合標(biāo)準(zhǔn)的電動機(jī),在運(yùn)行過程中不會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象;完整和精準(zhǔn)的各項(xiàng)儀表;狀況優(yōu)良并且溫度正常的軸承潤滑;符合有關(guān)規(guī)定的間隙,不會發(fā)生漏油狀況。

      第五,所有相關(guān)資料和維修記錄應(yīng)該被妥善存放,保證整潔些。同時,要維持設(shè)備及泵房的干凈整潔,整齊、有序的擺放所有的工具及配件。

      3 離心式水泵運(yùn)行過程中的常見問題

      3.1 軸承溫度超過正常范圍

      在離心式水泵的正常作業(yè)過程中,軸承需要持續(xù)保持高速的運(yùn)行狀態(tài),在這期間不可避免地會產(chǎn)生大量熱量,如果沒有及時釋放掉這些熱量,就一定會導(dǎo)致軸承的溫度超過正常范圍,當(dāng)軸承溫度過高時,就會影響到設(shè)備的正常運(yùn)行,出現(xiàn)運(yùn)行故障。有多方面的因素會導(dǎo)致軸承溫度過高,一般來說,最主要的原因就是軸承油箱內(nèi)沒有足夠的油量,對設(shè)備的正常作業(yè)起不到原有的支撐作用,就會導(dǎo)致軸承的溫度超過正常范圍。此外,如果選用了質(zhì)量不合格或者變質(zhì)的潤滑油添加到設(shè)備中,構(gòu)件的潤滑效果就達(dá)不到預(yù)期,這會加大構(gòu)件間的摩擦力,最終導(dǎo)致產(chǎn)生的熱量過大。

      3.2 水泵揚(yáng)程不足

      離心式水泵最為常見的運(yùn)行故障之一就是水泵揚(yáng)程不足,水泵在正常作業(yè)時,常常會因?yàn)槿鄙僮銐虻酿B(yǎng)成而導(dǎo)致出口缺少的足夠的壓力,最終造成設(shè)備的運(yùn)行結(jié)果無法完成工作運(yùn)行的需求。這類問題出現(xiàn)的最主要原因就是,持續(xù)運(yùn)行的離心式水泵葉輪,磨損較為嚴(yán)重,或者是水泵本身就遭到了嚴(yán)重的氣蝕,給流體的正常運(yùn)輸造成了不利影響,最終引發(fā)了揚(yáng)程不足的狀況。針對這個問題,在作業(yè)開始之前,首先要確定略低于標(biāo)準(zhǔn)為止的合適安裝位置,或者使進(jìn)出口液面的高度略微加大,從而避免在運(yùn)行過程中出現(xiàn)揚(yáng)程不足的故障。

      3.3 泵體出水不足

      離心式水泵在運(yùn)行過程中,如果有比較多的雜質(zhì)混在運(yùn)輸流體之中,葉輪流道就非常容易發(fā)生堵塞狀況。當(dāng)堵塞狀況嚴(yán)重到一定程度時,葉輪就會開始飯莊,致使設(shè)備揚(yáng)程范圍超出常態(tài),影響到泵體的正常出水,最終導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行效率低下。要避免泵體出水不足的運(yùn)行故障,應(yīng)該及時疏通葉輪流道,在設(shè)置揚(yáng)程時關(guān)注是否合適,確保設(shè)備能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

      3.4 水泵振動過大

      在離心式水泵的正常運(yùn)行過程中,出現(xiàn)一定程度的振動是十分正常的,一旦振動超出了合理范圍,就意味著出現(xiàn)了運(yùn)行故障,在采取處理措施之前,首先要明確引發(fā)故障的原因。例如,當(dāng)離心泵泵軸發(fā)生了過大彎曲,或者是電機(jī)軸和泵軸的對中性不高,就有可能導(dǎo)致水泵運(yùn)行過程中出現(xiàn)不合理振動。此外,如果在安裝水泵的初期階段沒有使用合理的安裝技術(shù),在水泵的運(yùn)行中就有可能會產(chǎn)生螺栓松動、泵管道產(chǎn)生過大的應(yīng)力等情況,而這些情況都有可能引發(fā)不正常的振動,對水泵的正常運(yùn)行造成影響。所以,在水泵的安裝階段就要加強(qiáng)技術(shù)管理,牢牢掌控每一個安裝細(xì)節(jié),尤其是要固定好出口位置,對設(shè)備的支撐力度進(jìn)行提升,以防產(chǎn)生的應(yīng)力過大,從根源上減少不合理振動的產(chǎn)生。

      3.5 超負(fù)荷運(yùn)行

      水泵在正常運(yùn)行時,各部件之間會發(fā)生摩擦現(xiàn)象,尤其是在沒有足夠潤滑時,會引發(fā)更大程度的摩擦,如果摩擦力過大,可能會導(dǎo)致泵軸發(fā)生彎曲變形,從而致使實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和正常運(yùn)行參數(shù)不一致。如果水泵長期處于這種運(yùn)行狀態(tài),必將給水泵機(jī)帶來過大的符合,最終導(dǎo)致水泵出現(xiàn)運(yùn)行故障。要避免由于超負(fù)荷運(yùn)行而引起的運(yùn)行故障,就一定要嚴(yán)格地進(jìn)行日常檢修,定期檢查和矯正水泵的所有零部件,把存在的各種故障隱患及時排除。在選取潤滑油時,應(yīng)該選取一些質(zhì)量比較優(yōu)良的種類,提高各構(gòu)件之間潤滑工作的質(zhì)量,把內(nèi)部的摩擦程度降到最低。

      4 離心式水泵運(yùn)行問題的檢修策略

      4.1 水泵泵殼檢修

      在檢修離心式水泵時,一定要注意到當(dāng)機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力影響到泵殼之后,泵殼就會可能發(fā)生損壞,進(jìn)而會有裂紋的產(chǎn)生,給水泵的正常運(yùn)行造成阻礙。在對水泵進(jìn)行日常檢修時,可以借助錘子敲擊水泵泵殼,如果聽到較為清脆的聲音,就證明泵殼還沒有發(fā)生損傷,如果聽到比較沙啞的聲音,就說明泵殼已經(jīng)產(chǎn)生裂縫,一定要借助其他措施進(jìn)行更深層次的檢查。在裂縫的產(chǎn)生位置和開裂程度得到確定之后,需要分別在裂縫始端與終端鉆一個直徑為3毫米的圓孔,并且一定要及時修補(bǔ)產(chǎn)生在承受壓力點(diǎn)位置的裂紋,確保泵殼不會對水泵的運(yùn)行造成影響。

      4.2 軸承和泵軸檢修

      如果有裂縫產(chǎn)生在水泵的滑動軸承支架,在選取檢修技術(shù)時,應(yīng)該參照裂縫的程度。面對裂縫程度并不嚴(yán)重的情況時,可以借助補(bǔ)焊的方式來處理裂縫;如果產(chǎn)生了比較嚴(yán)重的裂縫,就應(yīng)該拆除原來的軸承,換上新軸承。在檢修部分損壞與運(yùn)行過程中的軸承蓋時,應(yīng)該視其實(shí)際情況而決定是進(jìn)行補(bǔ)焊還是換上全新構(gòu)件,從而為軸承的正常、穩(wěn)定運(yùn)行做出保證。在檢修水泵泵軸時,處理技術(shù)的選取應(yīng)該根據(jù)材料的不同屬性來進(jìn)行,目前離心式水泵泵軸材料最常見的制作材料就是35、40、45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼。當(dāng)泵軸發(fā)生損壞時,整個水泵就無法繼續(xù)保持正常運(yùn)行,所以一定要及時更換已經(jīng)損傷的泵軸。在檢修過程中如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生較大彎曲變形的泵軸,應(yīng)該要及時調(diào)整,通常二元,當(dāng)軸承形變達(dá)到密封環(huán)和水輪入口徑間兩者間隔的四分之一,就要調(diào)整泵軸。此外,還有另一種情況出現(xiàn)的可能,在水泵運(yùn)行過程中,有較大的溝痕產(chǎn)生于泵軸和軸承部位,一定要及時檢修該溝痕,以防進(jìn)一步加深受損程度。

      4.3 水泵葉輪檢修

      在許多生產(chǎn)領(lǐng)域都有離心式水泵的應(yīng)用,這也造成了其面臨著復(fù)雜的運(yùn)輸介質(zhì),甚至?xí)枰\(yùn)輸一些腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì),在運(yùn)輸這樣的介質(zhì)時會嚴(yán)重?fù)p傷到水泵葉輪,經(jīng)過長期的摩擦之后,裂痕及溝槽在構(gòu)件表面都會出現(xiàn),從而對水泵的正常運(yùn)行造成影響。檢修水泵葉輪的過程中,采用的檢修策略應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的損傷狀況來選取,可以借助補(bǔ)焊措施來處理一些損傷并不嚴(yán)重的部分,例如使用廣泛的黃銅補(bǔ)焊,在之后的打平處理中再借助紗布或者手提砂輪,最后試驗(yàn)平衡性,檢測設(shè)備是否能維持正常運(yùn)行。

      4.4 水泵密封環(huán)檢修

      水泵密封環(huán)的存在不僅能夠防止水泵中進(jìn)入外界空氣,同時還能防止內(nèi)部流體介質(zhì)在作業(yè)過程中產(chǎn)生流出現(xiàn)象,如果水泵的密封環(huán)被損壞,水泵就一定會出現(xiàn)運(yùn)行故障。例如當(dāng)水泵輸送流體介質(zhì)的過程中,會泄漏甚至噴射出液體,嚴(yán)重影響到作業(yè)效率,程度較嚴(yán)重時甚至?xí)p壞到整個水泵,致使設(shè)備無法維持正常運(yùn)行。所以,在檢修水泵密封環(huán)時一定要嚴(yán)格參照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),水泵密封環(huán)內(nèi)徑和水輪入口處直徑的間隙都有著詳細(xì)要求,在檢查水泵密封環(huán)時一定要關(guān)注是否滿足相關(guān)規(guī)定,確保水泵能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行,正常傳輸流體介質(zhì)。

      5 離心式水泵維護(hù)

      5.1 故障維護(hù)

      該維護(hù)方法允許機(jī)械產(chǎn)生運(yùn)行故障,解決故障的方法是拆卸下已經(jīng)損壞的元件或設(shè)施,然后對其進(jìn)行修理或更換。這種檢修方式,不但需要花費(fèi)大量的時間,并且需要承擔(dān)高額的維修費(fèi)用,會給生產(chǎn)進(jìn)程帶來較大影響。同時,這種檢修方法使維修部門變成了“救火隊(duì)”,為了能在發(fā)生故障時,做出及時反映,一定要提高零部件儲備工作的質(zhì)量,并設(shè)置更多的專業(yè)人員來應(yīng)對各種突發(fā)狀況。有時候一遍的問題剛得到解決,另一邊可能會出現(xiàn)更加嚴(yán)重的問題,這極大地增加了維修人員的工作力度。所以,故障檢修這種效率較低的方式無法長期使用。

      5.2 預(yù)防性維護(hù)

      這種維護(hù)方式在維修和預(yù)防離心式水泵的故障時,緊密結(jié)合了工作要求,在出現(xiàn)故障之前,就對設(shè)備做出維修與更換。只要安排適合,這種維護(hù)方式就不需要花費(fèi)較高的成本。如果設(shè)備不需要進(jìn)行持續(xù)工作,在檢修時就可以安排經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員,并且做好預(yù)防措施,做到防患于未然。這種維護(hù)方式雖然具有突出的優(yōu)點(diǎn),但如果沒有進(jìn)行妥善的維護(hù)安排,后期會需要進(jìn)行更多的維護(hù)。例如,如果維修人員的技術(shù)能力比較低下,當(dāng)拆開完整的機(jī)械設(shè)備之后,二次安裝可能就達(dá)不到足夠的精度。

      5.3 積極維護(hù)改造

      這種方法需要建立在預(yù)防性維護(hù)的基礎(chǔ)之上,在做出維護(hù)改造時緊密結(jié)合故障原因。這種方法要求維護(hù)時對事故原因必須有全面的了解,重新設(shè)計和改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備的故障缺陷,在源頭上避免故障的出現(xiàn)。該種維護(hù)方案不但對設(shè)備使用壽命的延長大有裨益,而能顯著壓縮維護(hù)成本,把設(shè)備的工作價值最大程度的發(fā)揮出來。同時,因?yàn)槠浣⒃陬A(yù)防性維修的基礎(chǔ)之上,所以安全隱患得到了很大程度的改善,并不需要進(jìn)行過多的現(xiàn)場維護(hù)。同時維護(hù)人員一定要具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn),保障相關(guān)設(shè)施能夠安全、可靠地運(yùn)行,從而提高水泵的生產(chǎn)效率和運(yùn)行效率。需要指出的是,這類維護(hù)方法對維護(hù)人員的要求較高,因此維護(hù)人員一定要切實(shí)提升自己的技術(shù)水平。

      6 總結(jié)

      在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,離心式水泵發(fā)揮著重要作用,在應(yīng)用水泵時,要對其構(gòu)成部分、工作原理等作出深入分析,當(dāng)發(fā)生運(yùn)行故障時采取合適的維修策略,從而確保水泵能夠保持安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。同時,一定要采取科學(xué)的維護(hù)策略來維護(hù)水泵,盡可能地延長其使用壽命。

      參考文獻(xiàn):

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