離心式水泵的常見故障及維修策略探討

曾莉　吳晨

摘要：水泵是比較常用的流體機械設備，其中應用最廣泛的為離心式水泵，如化工生產中承擔流體物質運輸和生產生活用水的補給。為提高其運行綜合效率，需要就常見問題進行分析，明確各類故障發生原因，有針對性地采取措施進行優化，提高其運行效率。文章結合離心式水泵運行特點，對其常見運行問題進行了分析，并提出了相應的維修措施。

關鍵詞：離心式水泵；運行故障；維修技術；流體機械設備；流體物質運輸 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH871 文章編號：1009-2374（2016）13-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.034

離心式水泵作為應用最為廣泛的水泵，為滿足各行業生產活動需求，必須要采取措施來提高其運行效率，確保水泵運行的安全性與穩定性。水泵運行環境比較特殊，經常會受到各項因素的影響，需要總結以往實踐經驗，對各類故障進行分析，明確問題發生原因，確定維修與養護作業要點，有的放矢地采取措施進行優化。

1 離心泵結構與運行原理

1.1 離心泵結構

1.1.1 泵殼。泵殼可以分為軸向剖分式與徑向剖分式兩種，主要作用是承受作業時產生的工作壓力以及液體熱負荷。一般情況下，單級泵泵殼為蝸殼式，內部被設計成螺旋形液道，將葉輪拋出的液體進行有效收集，且將高度液體動能一部分轉化為靜壓能，最后將液體引向擴散管到泵出口。對于多級泵來說，泵殼以徑向剖分殼體居多，且多呈現圓形殼體結構或者環形殼體結構。

1.1.2 泵軸。泵軸為設備動力傳遞部分，確保葉輪能夠正常運轉。泵軸一端利用聯軸器與電動機軸連接，而另一端用以固定和支撐葉輪作旋轉運動，且軸上設置有軸承、軸向密封等構件。泵軸材質與結構的選擇應以實際作業所需傳輸的介質為依據決定，例如傳輸介質為清水，構件材料可以選擇用45鋼制作，而輸送介質為腐蝕性液體，則材料應選擇用40Cr。

1.1.3 葉輪。葉輪主要包括四種形式，即閉式葉輪、前半開式葉輪、后半開式葉輪以及開式葉輪，主要作用是實現液體的收集與轉移，為離心泵中唯一做功部件。對于葉輪的制造，要保證所選材料性能良好，具有較高的耐腐蝕性，如不銹鋼、青銅以及蒙乃爾合金等。

1.1.4 軸封。軸封的主要作用是提高離心泵密封性，避免作業時泵殼內液體沿軸漏出，同時也可以避免外界空氣進入到泵殼內部。離心泵常用軸封主要包括機械密封與填料密封兩種形式，為提高實際應用效果，一般會選擇兩種兼容的方式來提高設備運行穩定性，減少各類故障的產生。

1.2 運行原理

離心式水泵驅動方式為電動機，利用葉輪的旋轉來產生動力，將葉輪中心位置的液體在離心力的作用下甩出葉輪，然后通過泵殼流道進入到排水管道內部。同時，內部液體的排出使得葉輪中心位置形成真空環境，在大氣壓力作用下，會將吸水井中的液體壓入葉輪井口，可以進行連續流動，完成整個排水運行作業。

2 離心式水泵運行常見故障

2.1 軸承溫度過高

離心式水泵在正常作業時，軸承需要在高速狀態下持續運行，便會產生大量的熱量，如果熱量釋放不及時，勢必會導致軸承溫度過高，當溫度超出限定后，便會造成設備出現運行故障。造成軸承溫度過高的因素比較多，最為常見的即為軸承油箱內油量過少，不足以支撐設備正常作業，造成軸承溫度異常。另外，如果設備所選潤滑油質量不合格或者已經變質，會降低構件潤滑效果，構件間摩擦力增大而產生大量的熱量。

2.2 水泵揚程不足

水泵揚程不足是離心式水泵的常見運行故障，在正常作業時，經常會因為揚程不足而造成出口壓力不足，導致設備運行結果不能滿足工作運行需求。出現此類問題的原因主要是離心式水泵葉輪長時間運行，存在嚴重的磨損，或者是水泵自身存在嚴重的氣蝕，影響流體的正常傳輸，出現揚程不足現象。針對此類問題，需要在進行作業前選擇合適的安裝位置，低于標準位置，或者也可以增大進出口液面高度，避免揚程不足而出現運行故障。

2.3 泵體出水不足

在離心式水泵運行過程中，如果運輸流體中含有比較多的雜質，很容易造成葉輪流道被堵塞。而如果堵塞情況比較嚴重時，便會造成葉輪反轉，使得設備揚程超出正常范圍，導致泵體不能正常出水，而影響設備運行效率。面對此類運行故障，應及時對葉輪流道進行疏通，并選擇合適的揚程，提高設備運行的穩定性與安全性。

2.4 水泵振動過大

離心式水泵在正常運行過程中，會存在一定程度的振動情況，但是如果振動超出正常范圍，便可以證明其運行出現了故障，需要確定故障發生原因，并采取措施進行處理。例如離心泵泵軸彎曲程度過大或者是泵軸與電機軸對中性較低，在運行過程中便會出現振動。另外，如果水泵在安裝階段技術處理不當，在后期運行過程中出現螺栓松動、泵管道應力過大等均會出現振動，影響水泵的正常運行。因此，需要在安裝階段做好技術管理，控制好每個細節，尤其是要做好出口位置的固定，提高設備支撐力度，避免應力的產生，減少振動情況的發生。

2.5 超負荷運行

在運行過程中，離心式水泵各部件間會存在一定的摩擦，尤其是潤滑不到位的情況下，摩擦程度更大，情況嚴重的會造成泵軸彎曲變形，使得實際運行參數與正常參數存在較大的差異。如果長時間維持這種狀態運行，勢必會造成水泵機電負荷過大，而導致設備運行出現故障。為減少因此類問題造成的運行故障，需要嚴格做好日常檢修工作，定期對水泵各部件進行檢查與校正，及時排除存在的各類故障隱患，并選擇質量優良的潤滑油，做好各構件間潤滑工作，降低內部摩擦程度。

3 離心式水泵運行問題檢修措施

3.1 水泵泵殼檢修

在對離心式水泵進行運行檢修時，需要注意泵殼受到機械應力以及熱應力影響后，會造成泵殼損壞，進而出現裂紋，影響水泵的正常運行。在日常檢修時，可以用錘子對水泵泵殼進行敲擊，如果聲音清脆，則證明泵殼不存在損傷，而如果聲音沙啞，則證明泵殼存在裂縫，需要采取措施做更進一步的檢查。在確定裂縫位置與程度后，需要就裂縫始端、終端各鉆出一個直徑為3mm的圓孔，且要對承受壓力點位置的裂紋進行修補，確保泵殼的質量。

3.2 軸承與泵軸檢修

如果水泵滑動軸承支架出現裂縫，需要根據裂縫程度來確定維修技術，對于程度較輕的情況，可以選擇用補焊的方式處理，而如果程度比較嚴重，則需要更換全新的軸承。對于部分在運行過程中出現損壞的軸承蓋，可以進行補焊或者更換新構件，確保軸承能夠正常運行。而在對水泵泵軸進行檢修時，需要根據不同材料來選擇相應的處理技術，常用離心式水泵泵軸材料多以35、40、45號優質碳素鋼制作。如果泵軸出現損壞，會影響整個水泵的正常運行，因此要對損傷泵軸及時進行更換。如果在檢修過程中發現泵軸存在較大的彎曲變形，需要對其進行調整，一般情況泵軸形變為密封環以及水輪入口徑間兩者間隙的四分之一時就需要進行調整。另外存在一部分情況，水泵運行時，泵軸與軸承間部位產生了較大的溝痕，需要及時進行檢修，避免受損程度的進一步加大。

3.3 水泵葉輪檢修

離心式水泵可以被應用于多個不同生產領域，運輸介質比較復雜，其中部分介質會存在較強的腐蝕性，在運行作業時會對水泵葉輪產生較大的損傷，經過長時間的摩擦，導致構件表面產生裂痕或者溝槽，而影響水泵的正常運行。在針對水泵葉輪進行檢修時，需要針對損傷程度來采取措施進行處理，對于損傷程度較低的部分，可以利用補焊的措施處理，如常見的黃銅補焊，然后利用紗布或者手提砂輪進行打平處理，最后進行平衡試驗，確定設備是否可以正常運行。

3.4 水泵密封環檢修

水泵密封環的存在可以避免外界空氣進入到水泵內部，同時也可以避免作業時內部流體介質流出，如果密封環損壞勢必會造成水泵運行作業出現故障。如水泵輸送流體介質時，流體泄露甚至直接噴射出去，降低作業效率，情況嚴重的甚至會對整個水泵造成損壞，影響設備的正常運行。因此，需要按照專業規范對密封環進行檢修，對于離心式水泵密封環內徑與水輪入口處直徑間隙有著明確的規定，需要檢查設備密封環是否滿足要求，確保流體介質傳輸過程中，水泵能夠正常運行。

4 離心式水泵常見故障處理實例分析

4.1 實例分析

以某企業10SH-9型離心式水泵為例，平均每天需要洗煤8h，由兩臺10SH-9型離心式水泵來向洗煤機供水，每小時可供水960t。在長時間持續作業狀態下，導致水泵葉輪、軸承、泵軸等構件出現損傷。

4.2 原因分析與維修措施

4.2.1 原因分析。水泵葉輪運行作業時，產生軸向滑動，造成葉輪與泵體產生摩擦，導致電機運行負荷增加。另外，在設備軸承損壞后未及時處理，導致情況加重，軸承底座噪聲加大，且因底座不穩定而產生振動。

4.2.2 維修措施。如果軸承出現運行故障，檢查其是否存在裂紋，如果確定滾動體與內外座圈滾道存在明顯的斑點、疲勞脫皮等情況，需要及時對損壞的軸承進行更換。在對軸承進行更換時，需要做好公差配合，且要在更換前對軸承進行清洗，確定不存在卡緊問題。在正式換件安裝時，要嚴格按照專業規范來進行，并保證軸承表面清潔性，在裝配完成后還需要加注適量的潤滑油，確保軸承能夠正常轉動。

5 結語

離心式水泵在運行過程中經常會出現各類故障，影響設備運行的綜合效率，因此需要結合生產實際情況，編制合理的管理方案，并制定相應的檢修制度，做好各項因素的控制，定期對水泵進行檢修，及時消除存在的運行故障隱患，確保水泵能夠正常運行。

參考文獻

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作者簡介：曾莉（1989-），女，云南楚雄人，河鋼礦業司家營研山鐵礦有限公司助理工程師，研究方向：設備管理及設備維修。

（責任編輯：王 波）