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正文 2394字 丨 8 分钟阅读 案例 | 作者 / 甲壳虫 整理 / 阿嘉 我厂化水车间生产除盐水，除盐水依靠离心泵供给到各个装置，其中二化水装置供炼油厂除盐水的泵编号为1号、2号泵的基本参数如表1。 表1 2018年9月9日，1号离心泵在运行中，联端轴承温度快速的由61℃上升到72℃，立即停泵。 前期联端轴承水平振值为5.8mm/s，非联端轴承为4.3mm/s，我认为是轴承故障导致的轴承温度快速上升（已排除缺油的情况），于是更换了轴承（3310，NU310各一副），并按作业卡工艺要求各部件进行测量和装配，轴弯曲≤0.02mm，叶轮无冲刷、磨损、缺损现象，联轴器无磨损、缺损现象。 回装离心泵后试运，并使用BH550采集振动数据，联端侧水平振动有效值为9.8mm/s（见图1），频谱图中1倍频幅值为9.0mm/s（见图2），其它倍频忽略不计，且该振动值不随离心泵负荷变化而变化。 图1 图2 其它方向的轴承振动值在合格范围，但联端轴承垂直振动、非联端轴承垂直振动存在一个6倍频分量，幅值与1倍频一样（见图3）。 图3 为了分析振动超标原因，对此泵再次进行解体检修。 该泵轴承外径为φ110mm，根据设计规范，轴承外圈与轴承箱配合应选取过渡配合JS7/h6，该配合值在0.04mm～-0.017mm之间（正值为有间隙，负值为有紧力），实际测量该泵联端轴承外圈与轴承孔配合间隙值为0.04mm，刚好在最大边界值。 结合此泵3V垂直方向存在一个明显的6倍频分量，该6倍频分量不是轴承各部件的通过频率，故认为水平振动超标的原因是因轴承外圈不稳固造成的，垂直方向的6倍频产生的原因初步判断是联轴器橡胶6爪引起的。 采取的应对措施是使用乐泰660固持剂（乐泰660为高强度固持剂，最大填充间隙为0.5mm，完全可以满足稳固作用）填充联端轴承外圈与轴承箱孔之间的间隙。为确保填充间隙均匀，把轴承箱竖立起来安装轴，待固持剂凝固后进行后续工作。 非联端轴承外圈与轴承孔间隙值为0.02mm，在允许范围内，无需处理。回装该泵后试运行，再使用BH550采集振动数据，振动情况与第一次检修后结果一样。依然是联端轴承水平振动超标（9.7mm/s），其它方向振动值正常，垂直方向依然有明显的6倍频分量，幅值与1倍频一样高。 与设检院联系后，综合首次检修的数据，判断水平振动超标的原因是动不平衡引起的，建议整个轴系做动平衡。 解体泵后，将轴系（叶轮、泵轴、联轴器）送至设检院做动平衡，经测试发现轴系在346°方向存在超标的不平衡量（需配重）。 经打磨叶轮去重，动平衡量降至合格范围（见表2、图4）。 表2 图4 回装泵试运，联端轴承水平振动降至4.1mm/s（见图5），验证该泵轴系存在不平衡量，垂直方向振动频谱图同样有6倍频分量（见图6）。 图5 图6 通过查看1号离心泵和2号离心泵前期采集的振动数据，两台泵的前后轴承垂直频谱图均有明显的6倍频分量，有时水平方向也存在明显的6倍频分量。 炼油厂用水量需要调整，在泵出口母管上接了一条再循环管线（原设计没有，后来加装的管线），管线连通进、出口母管，通过调整再循环阀门的开度来调整供炼油厂的除盐水量，该泵叶轮有6个叶片，6倍频分量可能是叶轮的固有频率，这个分量应该是流体激振激发的，流体激振来源可能是加装的再循环管线。 在解决水平振动超标的问题后，又产生了一个新问题，非联端轴承压盖处冒烟，立即停泵，测量压盖处温度高达110℃。 经解体后发现是非联端轴承内圈与压盖产生了碰磨。为确认碰磨原因，分别对以下几个方面进行了检查： 1）检查轴承箱孔用挡圈，未发现变形、脱落现象； 2）检查非联端轴承内圈是否是否松脱，经确认未松脱，轴承内圈与轴的配合紧力为0.02mm； 3）检查联轴器侧轴承联端轴承与轴的配合紧力，紧力值为0.01mm，轴承内圈与轴的配合按设计规范为H7/n6，配合紧力值在0.017～0.033mm，该处的轴承与轴的配合紧力值偏小了0.007mm。 该泵原始设计，联轴器轴承处的内圈无轴用挡圈或锁紧螺母（见图7），泵的轴向力朝向泵入口侧，轴向力通过泵轴传递给轴承，轴承内圈与轴的配合紧力产生的压应力，保证了轴不会在轴承内圈产生位移。 图7 但此泵已运行20多年，多次的检修并拆装轴承，必然会对泵轴产生磨损，与轴承配合处的轴段配合紧力降低，压应力随之降低，压应力产生的摩擦力也随之降低，当轴向力大于摩擦力时（特别是泵启动的瞬间，轴向力远大于正常运行时的轴向力），泵轴在联端轴承内圈产生移动，最终导致非联端轴承内圈碰磨到压盖。 找到了问题原因，为了防止再次发生类似故障，根据泵轴的结构和轴承宽度，在轴上车了一个槽，用来安装轴用挡圈（见图8）。
图8 泵回装后试运行运，振动均在4.0mm/s以下，非联端轴承处的温度在45℃左右，联端轴承处温度在61℃左右。 与此泵一样的2号离心泵联端轴承处的温度为50℃，双列角接触球轴承承受的负荷越大，温度会越高，这说明1号离心泵的轴向力大于2号离心泵，单级单吸离心泵的轴向力是由叶轮前后压差不一样而产生的，意味着1号离心泵叶轮制造不规范。 二化水装置其它离心泵也同样存在承受轴向力的轴承内圈处无束缚的设计，在以后的检修中，需逐步对泵轴进行改造。 通过对同一台设备的两次检修，总结了以下的经验和教训： 1）对于离心泵的检修，转子总成应该做动平衡（转子总成应包含泵轴、叶轮、轴套、联轴器等，不能缺少），不能凭经验认为以前没问题，现在就没问题。 使用状态监测仪器对转动设备进行振动数据采集，利用科学的手段初步分析振动产生的原因，并指导检修方向和重点，少绕一些弯路。 2）1号离心泵联端轴承处的泵轴无锁紧螺母或挡圈，属于原始设计缺陷，在以后的检修中，对类似的泵都进行改造，避免以后再次发生此类故障。 如果泵轴与轴承内圈配合无紧力了，必须修复该轴段或更换泵轴。 3）设备检修数据的测量非常重要，不能凭经验，要以数据说话。 4）修改检修作业卡，把轴承紧力、间隙值的范围细化，加入做动平衡的作业内容。
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