案例丨机泵故障诊断案例

1. 设备概述

该机泵由嘉利特荏原泵业有限公司制造，具体机泵参数见下表：

机泵整体情况如（图1)，结构形式为单级离心泵，机泵与电机连接接方式为膜片联轴器，机泵轴承型号为7314B，6215。

图1  机泵组成图片

2. 故障现象

机泵前期运行较平稳，运行至6月27日，负荷端与自由端水平振值突然上升，分别达到了14.2mm/s和12.6mm/s，属于严重超标。

但概貌图中，电机振值最高为1.6mm/s，属于正常状态，且机泵除两端水平速度测点外，其余各测点振值、加速度、GIE、温度等参数均在范围内。

查看机泵两端水平速度测点的运行趋势保持同步，已经超过了系统中设定的危险值，现场与工艺装置对接，没有进行工艺方面的调整，可以判断此情况属于机械方面的故障（图2，图3）。

图2  机泵负荷端水平速度趋势图

图3  机泵自由端水平速度趋势图

3. 故障分析

从机泵两端水平速度测点频谱图中可以看出，频率均显示较干净的一倍频突出，而且幅值很高，不含其他倍频成分，可以判断这是一个不平衡类故障。

从机泵两端水平速度值的波形图中可以看出，两个波形都近似近正弦波，重复性较稳定，但负荷端水平测点波形中的波峰，带有毛刺现象。根据这个现象当时怀疑机泵内部件有碰磨可能（图4，图5）。

图4  机泵负荷端水平速度波形频谱图

图5  机泵自由端水平速度波形频谱图

从机泵两端轴承gIE频谱中可以看出，轴承的保持架、滚动体、内外圈均没有出现明显的故障特征频率，固排除轴承故障（图6，图7）。

图6  机泵负荷端轴承gIE频谱图

图7  机泵自由端轴承gIE频谱图

从机泵两端水平加速度波形图中可以看出，波形的周期性规律相对稳定，冲击信号不是很明显。

从加速度频谱中可以看到一倍频的能量幅值较高，其次还存在一个496.87Hz的能量峰值较突显，该泵转速为2980，叶轮为5个流道，因此机泵的叶轮频率经换算为248.3Hz，而图中496.87Hz能量峰值通过计算与叶轮频率的成倍数关系，分析该泵突发性不平衡与叶轮有一定关系。

判断叶轮存在进异物或背帽松动，引发叶轮与壳体发生碰磨的情况（图8，图9）。

图8  机泵负荷端水平加速度波形频谱图

图9  机泵自由端水平加速度波形频谱图

因机泵无法正常运行，现场决定对机泵解体检修。建议现场先重点对机泵叶轮进行检查，确认是否有异物进入，检查叶轮背帽有无松动，叶轮与壳体是否存在碰磨。若叶轮部件正常，需考虑对转子做动平衡的方案。

4. 故障处理及原因分析

6月25日，现场对机泵进行了拆解检查。在拆解后发现叶轮背帽脱落，同时还发现叶轮的叶片上存在碰伤，其次叶轮口环与壳体口环都有明显碰磨痕迹（如下图）。

图10 叶轮背帽脱落

图11 背帽脱落与叶轮撞击

图12 壳体口环碰磨痕迹

图13 叶轮口环碰磨痕迹

根据现场解体后发现的情况，经分析确认是叶轮背帽发生松动直至脱落，脱落后的叶轮背帽与运转中的叶轮发生撞击，造成叶片损伤。

其次由于叶轮背帽的脱落，导致叶轮在运转过程中出现松动，最终造成叶轮口环与壳体口环发生碰磨，综合上述原因导致机泵出现突发性不平衡，造成振动上升。

一

作者：杨疆

编辑：嘉嘉