水泵故障排查系列专题二：振动异常
2021-10-16 13:51:54泵友圈
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水泵的使用寿命离不开定期巡检，巡检过程主要是通过水泵外在的运行表现来判断水泵情况，从而发现水泵异常。大多数异常并非是水泵发生了不可逆的损伤，如果可以第一时间诊断故障，进行维护，水泵可以恢复到正常运转。水泵异常主要有以下五种表现：噪声异常振动异常性能异常温升异常其他异常振动异常主要是指水泵运转过程中，水泵通过连接底座、连接管路传出非正常的振动，振动通常表现为振幅大或振动频率过大，可能迫使管路产生共振，并造成管路撞击相距较近的障碍物，形成噪音。严重时，振动可能会损伤管路或水泵进出口，造成系统损坏。常
水泵的使用寿命离不开定期巡检，巡检过程主要是通过水泵外在的运行表现来判断水泵情况，从而发现水泵异常。大多数异常并非是水泵发生了不可逆的损伤，如果可以第一时间诊断故障，进行维护，水泵可以恢复到正常运转。
振动异常主要是指水泵运转过程中，水泵通过连接底座、连接管路传出非正常的振动，振动通常表现为振幅大或振动频率过大，可能迫使管路产生共振，并造成管路撞击相距较近的障碍物，形成噪音。严重时，振动可能会损伤管路或水泵进出口，造成系统损坏。常见的振动原因归结如下：除非小功率立式泵，通过刚性管道连接在系统上，其产生振动量较小，并且表现为水平振动，由管路吸收或承担振动，其余水泵通常都需要做水泵定位。如果水泵缺少有效地定位，则可能造成水泵振动加剧。对于小功率水泵，用手按压水泵可以使振动减弱，据此可判定为水泵缺少固定的原因，需要对水泵与基础进行固定。值得一提的是，小体量水泵固定方式多采用硬连接方式，若采用螺栓将水泵底脚、橡胶垫片、基础底座进行固定连接时，橡胶垫片由于螺栓的受力而出现极限压缩，其挠性下降，表现为刚性，无法提供隔振功能。共振通常是由于水泵的底座或连接管路刚性较差，使得它们的固有频率与水泵自身的振动频率相接近，造成水泵运行中的振动加剧的现象。这种振动有时会呈现为随着水泵开启时间而逐渐加剧，用手按压水泵或共振部件，可以降低振动。对于基础底座共振的情况，需要加强基础底座的刚性，或使用减震垫来隔震。对于接口管路共振的情况，需要在水泵出口安装软连接，隔绝水泵振动，并考虑管路支撑。动平衡下降是一种水泵磨损老化的表现，通常出现在水泵使用一定年限以后，由于转动部件的不平衡量加剧，造成的高速运转下出现异常振动。不平衡量加剧的因素可能是轴承失效、叶轮汽蚀损坏、异物进入破坏叶轮等原因，这种振动通常肉眼可见，振动幅度较大，若电机有变频器控制，降频后振动会减弱。现场维修需要检查失效点位，更换叶轮或轴承，必要时需要重新测定轴跳或动平衡，来保证水泵恢复正常运行。轴弯曲多数表现在泵轴过长或带有联轴节的泵型上，由于轴对中不良，泵轴持续承受径向力，导致泵轴弯曲，进而加剧轴承负载，运转中出现振动。需要更换泵轴解决此问题，并应检查弯曲原因，消除再次弯曲的隐患。喘振的主要诱因在于水系统内部，而非机械结构造成。形成喘振的原因有两种，一种是水泵性能曲线不合理，存在驼峰，使得一个系统阻力曲线（恒定扬程）与性能曲线产生双解，造成水泵实际工况来回摆动。另一种是水泵吸入口存在高位窝气，无法通过水泵对外排出，高位窝气会周期性导致汽蚀，使水泵出现喘振现象。
对于喘振的系统，需要分析如上两种问题，多数情况下水泵不会有驼峰曲线，需要消除入口高点，避免高位窝气。
紊流多出现于水泵吸入口位置，由于入口距离弯头较近，缺少直管段，安装不规范造成。水流经弯头时会产生混乱流动，这种流动状态通常需要一定长的直管段来消除，若弯头与水泵吸入口相距较近，紊流状态的水直接进入叶轮吸入口，造成叶轮受力不平衡，引发水泵振动。有条件的情况下需要延长弯头到泵吸入口的距离，至少保证3倍管径长度的直管段，若是在没有空间调整，可以考虑在弯头内部焊接轴向隔板，减弱紊流现象。
Pentax的CH和CS卧式离心泵采用了电机加长轴设计，提高了轴跳精度；对叶轮做了G6.3级动平衡，降低叶轮负载；并根据叶轮动载荷严格校核了轴强度和轴承负载，降低运行疲劳，使其在连续运行的系统下有着出色的寿命表现。
