羅顯軍

（中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司， 四川 彭州 611930）

1 概述

芳烴聯(lián)合裝置抽出液塔底泵由大連蘇爾壽泵有限公司制造，該泵規(guī)格型號(hào)為BBTD-6×8×15c，采用臥式兩級(jí)（首級(jí)雙吸，次級(jí)單吸閉式葉輪），徑向剖分、中心支撐、兩端軸承支撐頂進(jìn)頂出的設(shè)計(jì)。

圖1 機(jī)泵結(jié)構(gòu)圖

2 振動(dòng)異?，F(xiàn)象特征及排查過(guò)程

該泵在正常運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)為振動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端水平針對(duì)值在5.0-7.0mm/s波動(dòng)，經(jīng)過(guò)排查檢修后，該泵開(kāi)泵時(shí)振動(dòng)較低，在2.4mm/s左右，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，該泵振值逐漸上升，運(yùn)行4h后振動(dòng)值超過(guò)7.1mm/s，進(jìn)入D區(qū)運(yùn)行時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，上升至8.5mm/s時(shí)無(wú)緩解趨勢(shì)，只得停泵進(jìn)行原因分析。

3 振動(dòng)異常分析

通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)此泵進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析：

圖2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端

圖3 泵驅(qū)動(dòng)端加速度波形頻譜圖

通過(guò)圖2、圖3電機(jī)和泵振動(dòng)加速度波形頻譜圖。電機(jī)兩端加速度峰值主要以50Hz電氣頻率及其高次諧波為主，且主要集中在1800Hz-2400Hz，在高頻段無(wú)噪聲頻率，也無(wú)明顯的軸承缺陷頻率；泵驅(qū)動(dòng)端、非驅(qū)動(dòng)端無(wú)明顯異常。

該泵停運(yùn)后，生產(chǎn)部立即組織設(shè)備檢修部、專業(yè)維保及設(shè)備原廠家專業(yè)人員進(jìn)行討論，結(jié)合離線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行逐一排查。

4 機(jī)泵異常振動(dòng)問(wèn)題排查

4.1 機(jī)泵解體對(duì)轉(zhuǎn)子重新動(dòng)平衡試驗(yàn)，口環(huán)、喉部襯套、軸承等各部位間隙重新檢查、調(diào)整。

4.1.1 對(duì)軸跳動(dòng)進(jìn)行檢查

圖4 轉(zhuǎn)子軸跳動(dòng)檢查

表1 軸跳動(dòng)數(shù)據(jù)

4.1.2 對(duì)口環(huán)及口環(huán)間隙進(jìn)行檢查

兩級(jí)葉輪口環(huán)有輕微的拉痕（檢修前泵盤(pán)車(chē)無(wú)卡澀點(diǎn)），非驅(qū)動(dòng)端軸承有跑外圈現(xiàn)象，軸承壓蓋有磨損的痕跡，并進(jìn)行了修復(fù)。

圖5 葉輪口環(huán)輕微的拉痕并進(jìn)行修復(fù)

表2 修復(fù)后的口環(huán)間隙值

4.1.3 對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡

圖5 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡后數(shù)據(jù)

為了排除由于轉(zhuǎn)子不平衡導(dǎo)致的泵振動(dòng)，對(duì)該轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡進(jìn)行了檢測(cè)和修復(fù)，平衡前8.15g、9.32g；平衡后為550mg、2.23g，最終結(jié)果為，其精度已經(jīng)達(dá)到多級(jí)筒袋泵ISO1940 G2.5的標(biāo)準(zhǔn)。

4.1.4 對(duì)軸承箱體進(jìn)行檢查

圖6 軸承箱體做定位銷(xiāo)

對(duì)軸承箱體進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)缺少定位銷(xiāo)，為防止機(jī)泵在運(yùn)行過(guò)程中箱體下沉，在本次檢修過(guò)程中對(duì)箱體進(jìn)行調(diào)整后，重新打定位銷(xiāo)。

4.1.5 管應(yīng)力調(diào)整

為確保因管應(yīng)力影響機(jī)泵運(yùn)行，在本次檢修中對(duì)管應(yīng)力進(jìn)行了檢查調(diào)整。將泵進(jìn)出口法蘭斷開(kāi)，使泵在自由狀態(tài)下進(jìn)行對(duì)中，對(duì)中完畢后，調(diào)整管線，保證機(jī)泵出入口管線無(wú)應(yīng)力存在?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)整支吊架以后泵與支座間的間隙減小到0.60mm。

表3 管應(yīng)力調(diào)整后各部位數(shù)據(jù)

4.1.6 機(jī)泵共用底座加固

針對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析，此泵存在安裝重心較高，導(dǎo)致基礎(chǔ)偏軟的情況，對(duì)泵體箱式基座的外側(cè)鋼板采用筋板（δ=16mm）進(jìn)行加固，以增強(qiáng)泵體基座的徑向水平剛度，對(duì)電機(jī)基座兩側(cè)采用筋板進(jìn)行對(duì)稱加固，對(duì)電機(jī)基座之間采用槽鋼進(jìn)行支撐，以保證基座的水平剛度。

4.1.7 對(duì)電機(jī)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)

表4 電機(jī)基礎(chǔ)信息表

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝和結(jié)構(gòu)特征，制訂了檢測(cè)方案，具體的傳感器測(cè)點(diǎn)布置方案如圖8所示，每個(gè)測(cè)點(diǎn)位重復(fù)3次數(shù)據(jù)測(cè)量。

圖8 電機(jī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)

啟機(jī)運(yùn)行初期，各方向振動(dòng)值均處于正常水平，而運(yùn)行大約1小時(shí)后，電機(jī)水平方向振動(dòng)征兆逐漸劣化，電機(jī)的水平方向振動(dòng)超標(biāo)，達(dá)到6.07mm/s。

通過(guò)信號(hào)分析、征兆劣化特征、檢維修歷史等信息，逐步可排除諸如聯(lián)軸器不對(duì)中、轉(zhuǎn)子不對(duì)中、轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡問(wèn)題等可能；同時(shí)，目前振動(dòng)數(shù)值相對(duì)較小，且出現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng)，屬于早期征兆。因此，最終得出以下診斷結(jié)論：

轉(zhuǎn)子有輕度熱彎曲現(xiàn)象；機(jī)體有輕度熱變形現(xiàn)象。

針對(duì)此結(jié)論，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)部所屬電機(jī)進(jìn)行排查，將另一臺(tái)在用泵的相同型號(hào)的備用電機(jī)進(jìn)行更換，更換后啟機(jī)帶負(fù)荷試運(yùn)，振值最高2.1mm/s。運(yùn)行72h后一直比較穩(wěn)定，沒(méi)有再出現(xiàn)振值上升的趨勢(shì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本次機(jī)泵振動(dòng)異常主要原因是由電機(jī)引起的，該電機(jī)出現(xiàn)的故障征兆，在工業(yè)設(shè)備中有較強(qiáng)的“非典型性”，并不常見(jiàn)。根據(jù)前述信號(hào)分析和推斷，部件的熱變形可能性更大，其振動(dòng)信號(hào)特征尤其與轉(zhuǎn)子輕微熱彎曲故障吻合度更高。

對(duì)于轉(zhuǎn)子熱彎曲而言，通常由以下幾個(gè)原因?qū)е拢?/p>

（1）拆裝過(guò)盈件時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行超限加熱，或軸承等部件加熱過(guò)高，對(duì)軸產(chǎn)生了熱影響，極易導(dǎo)致不可逆的剛度、強(qiáng)度損傷（未發(fā)現(xiàn)此類維修問(wèn)題的記錄）。

（2）生產(chǎn)過(guò)程中電機(jī)頻繁啟停，或啟機(jī)失敗后，未按要求冷機(jī)便再次啟機(jī)，或瞬間過(guò)載，易導(dǎo)致轉(zhuǎn)子過(guò)熱，對(duì)其造成不可逆損傷（據(jù)現(xiàn)場(chǎng)交流，操作均按規(guī)定進(jìn)行，未有類似行為的記錄）。

（3）長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)不盤(pán)車(chē)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子微量下垂變形（現(xiàn)場(chǎng)盤(pán)車(chē)頻率是1次/天，符合要求）。

（4）轉(zhuǎn)子有斷條問(wèn)題，在啟機(jī)時(shí)瞬間溫升過(guò)高，導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸熱損傷（經(jīng)對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢查后未發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題）。

（5）設(shè)備生產(chǎn)制造缺陷，軸的加工精度、材料熱處理、材料不均勻性等問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，也會(huì)導(dǎo)致軸熱應(yīng)變（經(jīng)過(guò)對(duì)電機(jī)進(jìn)行重新動(dòng)平衡后，此電機(jī)運(yùn)行正常。

◆參考文獻(xiàn)

[1] 張涵，化工機(jī)器[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2] 沈慶根.化工機(jī)器故障診斷技術(shù)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，1994.

[3] 陳大喜. 機(jī)械設(shè)備故障診斷基礎(chǔ)知識(shí)[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，1987.