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離心泵的故障診斷方法及故障評(píng)定

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為了提高設(shè)備性能從而保證設(shè)備處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，進(jìn)而為企業(yè)節(jié)約更多的成本，如何診斷設(shè)備故障及其故障判定成了重中之重。本文針對(duì)離心泵簡(jiǎn)單概述，就如何分析離心泵的相關(guān)故障診斷方法及其故障評(píng)定進(jìn)行了探究。

離心泵；故障診斷；故障評(píng)定

離心泵的工作機(jī)理是在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片作用下，使水流或者別的液體的轉(zhuǎn)動(dòng)被帶動(dòng)，然后甩出水流或別的液體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效輸送。也因離心泵具備顯著價(jià)值作用，所以在引發(fā)故障的情況下，容易使機(jī)械設(shè)備的性能受到很大程度的影響，在嚴(yán)重情況下還可能造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失及人員傷亡事故[1]。為此，如何診斷離心泵故障及如何評(píng)定離心泵故障均是企業(yè)在生產(chǎn)與發(fā)展中不可避免的重點(diǎn)問(wèn)題。然而，從目前設(shè)備故障診斷技術(shù)手段來(lái)看，受傳統(tǒng)思想嚴(yán)重，從而使故障診斷技術(shù)方法沒(méi)有獲得及時(shí)有效的更新，這樣不僅使企業(yè)在設(shè)備的維修保養(yǎng)上存在著一定的盲目性，還使投入的維修及保養(yǎng)資金達(dá)不到預(yù)期效果，反而增加了成本。

1 離心泵的故障類型

1.1 轉(zhuǎn)子不平衡故障分析

對(duì)于轉(zhuǎn)子不平衡故障來(lái)說(shuō)，大多數(shù)是因?yàn)檗D(zhuǎn)子零件質(zhì)量存在問(wèn)題，在出現(xiàn)原始或突發(fā)性不平衡的情況下，便使得轉(zhuǎn)子不平衡故障的發(fā)生幾率大大增加。其中，原始不平衡主要是基于制造出廠期間，轉(zhuǎn)子自身存在明顯的缺陷，比如：出廠的轉(zhuǎn)子在精度上偏低，不符合設(shè)計(jì)、使用要求，如果此類轉(zhuǎn)子投入應(yīng)用，便會(huì)引發(fā)一系列的質(zhì)量問(wèn)題。而對(duì)于突發(fā)性不平衡故障來(lái)說(shuō)，主要是指在偶發(fā)事件的影響下使轉(zhuǎn)子在使用過(guò)程中存在問(wèn)題，比如：異物卡塞狀況的發(fā)生。

1.2 轉(zhuǎn)子彎曲故障分析

在離心泵中，轉(zhuǎn)子彎曲故障是較為普遍的一類，通常于設(shè)備重啟時(shí)發(fā)生，主要是因?yàn)樵O(shè)備很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有啟動(dòng)進(jìn)而易發(fā)生彎曲狀況。與此同時(shí)，在出廠時(shí)，可能存在設(shè)計(jì)缺陷、停放過(guò)程中使用者沒(méi)有遵守規(guī)范、在設(shè)備停用前沒(méi)有及時(shí)冷卻等原因，均可能進(jìn)一步引發(fā)轉(zhuǎn)子彎曲故障。

1.3 轉(zhuǎn)子與定子間的故障分析

轉(zhuǎn)子與定子間的故障一般分為三大類別，分別為：①偏心轉(zhuǎn)子故障；②轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障；③轉(zhuǎn)子與定子見(jiàn)摩擦故障。首先，偏心轉(zhuǎn)子是指轉(zhuǎn)子和定子之間不同心的一類故障，一旦旋轉(zhuǎn)泵潛在幾何角度偏心狀況，便會(huì)有一定的頻率振動(dòng)產(chǎn)生，與此同時(shí)在流體不平衡的情況下，還會(huì)使葉輪葉片經(jīng)過(guò)時(shí)的頻率被頻振動(dòng)。此類偏心故障引發(fā)的激振動(dòng)和負(fù)荷存在關(guān)聯(lián)系，但和轉(zhuǎn)速之間沒(méi)有關(guān)系。其次，對(duì)于轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障來(lái)說(shuō)，其發(fā)生普遍存在，比如在離心泵設(shè)計(jì)不規(guī)范、安裝存在問(wèn)題的情況下，都可能造成轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障。而輕度不對(duì)中影響不大，重度則會(huì)造成部分部件磨損加大，造成能源浪費(fèi)，使用者使用前后及時(shí)檢查即可避免。最后，對(duì)于轉(zhuǎn)子與定子間的摩擦故障來(lái)說(shuō)，在離心泵實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也較為常見(jiàn)，以嚴(yán)重程度可進(jìn)一步分為兩類：①輕度摩擦；②重度摩擦。一方面，對(duì)于輕度摩擦來(lái)說(shuō)，主要指的是連軸器罩摩擦；另一方面，重度摩擦主要是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子摩擦，重度摩擦?xí)斐奢^為嚴(yán)重的設(shè)備事故，望使用者在使用前后詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決。

1.4 滾動(dòng)軸承故障分析

滾動(dòng)軸承故障主要是基于運(yùn)轉(zhuǎn)期間，滾動(dòng)軸承有過(guò)早損壞情況發(fā)生，而造成其過(guò)早損壞的原因則較多，比如裝配不當(dāng)、存在水分或者其他異物侵入等。此外，有些時(shí)候，可能使用方在安裝上做得足夠到位，也按照要求實(shí)施了維護(hù)保養(yǎng)措施，但還是會(huì)出現(xiàn)滾動(dòng)軸承由于正常磨損而引發(fā)故障，比如出現(xiàn)保持架損壞、銹蝕以及塑性變形等。

2 離心泵的故障診斷及評(píng)定方法

2.1 振動(dòng)分析診斷方法

結(jié)合相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)是由于機(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)故障，此類因素引發(fā)的故障所占比重在75%左右。一方面我們從根源上，即從機(jī)械出廠時(shí)，自我重視及改進(jìn)相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)，另一方面，我們也可以根據(jù)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)及頻率，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行系統(tǒng)分析，進(jìn)而解決相關(guān)問(wèn)題。后者我們簡(jiǎn)而言之，就是現(xiàn)今較為常見(jiàn)的且使用率較高的振動(dòng)分析診斷法。尤其是對(duì)于在以上提到的三大類故障，采取振動(dòng)分析診斷法的應(yīng)用價(jià)值極高。

①在使用振動(dòng)分析法過(guò)程中，需對(duì)離心泵基于運(yùn)行期間的參數(shù)、運(yùn)動(dòng)總時(shí)長(zhǎng)等數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密收集，進(jìn)一步做好相關(guān)數(shù)據(jù)的整理及分析工作，最終將設(shè)備的基本信息精準(zhǔn)地獲取出來(lái)。②在對(duì)于該設(shè)備的振動(dòng)信息進(jìn)行分析及處理，保留有用信息，去掉噪聲等其他雜音，分析該臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀況及故障原因，更可結(jié)合該設(shè)備基本信息大膽推測(cè)故障部分零件及如若不及時(shí)處理會(huì)造成哪些后果；最后提出相關(guān)診斷結(jié)論及維修建議，并及時(shí)與本企業(yè)內(nèi)其他專家交流意見(jiàn)心得，上報(bào)企業(yè)管理階層，共同得出該臺(tái)設(shè)備最終診斷結(jié)論及維修保養(yǎng)意見(jiàn)[2]。③振動(dòng)分析法實(shí)施的過(guò)程中，最困難的莫過(guò)于針對(duì)設(shè)備振動(dòng)信息進(jìn)行分析及處理。只有及時(shí)全面有效的捕捉及分析掌握了該設(shè)備的數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)，才能得出相對(duì)準(zhǔn)確的故障診斷結(jié)論。

2.2 頻譜分析法

基于設(shè)備運(yùn)行期間，振動(dòng)信號(hào)能夠基于頻內(nèi)利用相關(guān)處理手段，進(jìn)一步獲取此信號(hào)所在頻域圖像及獲取識(shí)別故障設(shè)備的信息特征。對(duì)于頻譜構(gòu)成來(lái)說(shuō)，層次不同，其推理方法也不同，頻譜分析法的分析步驟包括：①分為高、中、低三個(gè)頻段，先把該設(shè)備頻譜按照這三個(gè)頻段進(jìn)行分析，初步了解主故障部位；②分析頻率成分的來(lái)源，因?yàn)檎駝?dòng)信號(hào)中較多信息與轉(zhuǎn)速頻率存在著聯(lián)系，找出基頻成分，并對(duì)其他關(guān)系進(jìn)行梳理，因除故障成分會(huì)以疊加的方式呈現(xiàn)在譜圖上以外，還有其他噪聲干擾成分，梳理清楚其他非故障成分譜圖，即可較為清楚的了解該設(shè)備故障的特征；③基于頻譜分析過(guò)程，首先分析幅值較高的譜峰，主要是因?yàn)榇朔逯禃?huì)對(duì)整個(gè)振動(dòng)水平線產(chǎn)生很大程度的影響，對(duì)其頻率成分進(jìn)行系統(tǒng)有效地分析，盡可能的找出為什么會(huì)造成此峰值的可能因素，最終找出該臺(tái)設(shè)備的故障所在。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的探究，認(rèn)識(shí)到離心泵的故障類型較多，最為常見(jiàn)的包括：轉(zhuǎn)子不平衡故障、轉(zhuǎn)子彎曲故障、轉(zhuǎn)子與定子間的故障、滾動(dòng)軸承故障等。要想使離心泵故障得到有效排除，便需采取有效故障分析方法，本次重點(diǎn)提到振動(dòng)分析診斷方法與頻譜分析法?？偠灾?，需對(duì)這些故障分析方法合理、科學(xué)地應(yīng)用，進(jìn)一步確保離心泵在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中效率及效益的全面發(fā)揮。

[1]王梓鑒.離心泵的故障診斷方法及故障評(píng)定探討[J].化工管理，2015，26：31.

[2]孫樹(shù)佳.離心泵故障診斷方法的研究綜述[J].廣州化工，2011，07：39～40.

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1004-7344（2016）25-0228-01

2016-8-17