文 學,郭金強,王洪凱
(福建福清核電有限公司,福建福清 350318)
某核電廠1 臺單級、單吸立式離心泵啟動后,泵驅動端軸承Y 方向(與出口管中心線垂直的徑向振動)振動值達3.5 mm/s,超過H1報警值(2.8 mm/s),影響設備長期連續(xù)運行。該泵主要設計參數:額定流量3400 m3/h,額定揚程34 m,額定轉速742 r/min,額定功率450 kW,葉片數量3 個。
對該泵軸承振動進行頻譜分析,發(fā)現如下特征。
(1)故障泵軸承振動測量數據見表1。
表1 故障泵軸承振動測量數據
圖1 故障泵Y 方向振動頻譜
(2)振動頻譜顯示如下特征:①Y 方向呈現突出的9 倍工頻(圖1);②X 方向呈現突出的6,7,8 倍工頻(圖2);③A 方向(未設置振動探頭)呈現突出的9 倍工頻(圖3)。
根據頻譜圖及泵振動原理分析可知,振動突出成分以葉片通過頻率(3 倍工頻)的整數倍為主,顯示葉輪存在松動等故障。
根據故障特征與設備結構,制定該泵軸承振動故障排查方向(表2)。
泵葉輪鎖緊螺母存在明顯松動(設計力矩值960 N·m)。①葉輪鎖緊螺母的2 顆防松螺釘(M5×20)不在葉輪的定位孔中,導致螺釘防松功能失效;②故障泵出口止回閥的閥瓣彈簧斷裂,導致閥門內漏,引起故障泵反轉。
(1)故障根本原因。葉輪鎖緊螺母的防松螺釘不在定位孔中,導致該螺釘對葉輪鎖緊螺母的防松功能失效。
(2)故障促成原因。故障泵出口止回閥存在內漏引起泵軸反轉,導致葉輪鎖緊螺母逐漸松動。
圖2 故障泵X 方向振動頻譜
圖3 故障泵A 方向振動頻譜
表2 故障泵軸承振動故障排查方向
(3)故障直接原因。泵葉輪鎖緊螺母松動引起葉輪松動,產生葉片通過頻率倍數的振動超標故障。
將葉輪防松螺釘正確安裝后,重新試車,泵軸承最大振動約1.0 mm/s(合格值:≤2.8 mm/s),且頻譜圖未見突出顯示的異常成分,其他參數合格,維修后試驗一次合格,驗證了原因分析的正確性和改進措施的有效性,也為同類故障治理提供了參考。