水泵故障的詳細(xì)分析方法（一）
2013-01-04
水泵故障的分析方法,水泵故障的分析方法
一、水泵不出水的原因分析
進(jìn)水管和泵體內(nèi)有空氣
(1)水泵啟動(dòng)前未灌滿足夠的水，有時(shí)看上去灌的水已從放氣孔溢出，但未轉(zhuǎn)動(dòng)泵軸交空氣完全排出，致使少許空氣殘留在進(jìn)水管或泵體中。
(2) 與水泵接觸的進(jìn)水管的水平段逆水流方向應(yīng)用0.5%以上的下降坡度，連接水泵進(jìn)口的一端，不要完全水平。如果向上翹起，進(jìn)水管內(nèi)會(huì)存留空氣，降低了水管和水泵中的真空度，影響吸水。
(3) 水泵的填料因長(zhǎng)期使用已經(jīng)磨損或填料壓得過(guò)松，造成大量的水從填料與泵軸軸套的間隙中噴出，其結(jié)果是外部的空氣就從這些間隙進(jìn)入水泵的內(nèi)部，影響了提水。
(4) 進(jìn)水管因長(zhǎng)期潛在水下，管壁腐蝕出現(xiàn)孔洞，水泵工作后水面不斷下降，當(dāng)這些孔洞露出水面后，空氣就從孔洞進(jìn)入民進(jìn)水管。
(5) 進(jìn)水管彎管處出現(xiàn)裂痕，進(jìn)水管與水泵連接處出現(xiàn)微小的間隙，都有可能使空氣進(jìn)入進(jìn)水管。
二、水泵轉(zhuǎn)速低
(1) 人為的因素。有部分用戶因原配電機(jī)損壞，就隨意配上另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，結(jié)果造成了流量小、揚(yáng)程低甚至不上水的后果。
(2) 水泵本身的機(jī)械故障。葉輪與泵軸緊固螺母松脫或泵軸變形彎曲，造成葉輪多移，直接與泵體磨擦，或軸承損壞，都有可能降低水泵的轉(zhuǎn)速。
(3) 動(dòng)力機(jī)維修不靈。電動(dòng)機(jī)因繞組燒毀，而失磁，維修中繞組匝數(shù)、線徑、接線方法的改變，或維修中故障未徹底排除因素也會(huì)使水泵轉(zhuǎn)速改變。
三、水泵吸程太大
有些水源較深，有些水源的外圍地勢(shì)較平坦處，而忽略了水泵的容許吸程，因而產(chǎn)生了吸水少或根本吸不上水的結(jié)果。要知道自吸離心泵吸水口處能建立的真空度是有限度的，絕對(duì)真空的吸程約為10米水柱高，而水泵不可能建立絕對(duì)的真空。而且真空度過(guò)大，易使泵內(nèi)的水氣化，對(duì)水泵工作不利。所以各離心泵都有其容許吸程，一般在3－8.5米之間。安裝水泵時(shí)切不可只圖方便簡(jiǎn)單。
四、水流的進(jìn)出水管中的阻力損失過(guò)大
有些用戶經(jīng)過(guò)測(cè)量，雖然蓄水池或水塔到水源水面的垂直距離還略小于水泵揚(yáng)程，但還是提水量小或提不上水。其原因常是管道太長(zhǎng)、水管彎道多，水流在管道中阻力損失過(guò)大。其原因常是管道太長(zhǎng)、水管彎道多，水流在管道中阻力損失過(guò)大。一般情況下90度彎管比120度彎管阻力大，每一90度彎管揚(yáng)程損失約0.5-1米，每20米管道的阻力可使揚(yáng)程損失約1 米。此外，有部分用戶還隨意水泵進(jìn)、出管的管徑，這些對(duì)揚(yáng)程也有一定的影響。
五、其它因素的影響
(1) 底閥打不開(kāi)。通常是由于水泵擱置時(shí)間太長(zhǎng)，底閥墊圈被粘死，無(wú)墊圈的底閥可能會(huì)銹死。
(2) 底閥濾器網(wǎng)被堵塞；或底閥潛在水中污泥層中造成濾網(wǎng)堵塞。
(3) 葉輪磨損嚴(yán)重。葉輪葉片經(jīng)長(zhǎng)期使用而磨損，影響了水泵性能。
(4) 閘閥可止回閥有故障或堵塞會(huì)造成流量減小甚至抽不上水。
(5) 出口管道的泄漏也會(huì)影響提水量。
六、常用簡(jiǎn)易的設(shè)備故障診斷方法
常用的簡(jiǎn)易狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法主要有聽(tīng)診法、觸測(cè)法和觀察法等。
1、聽(tīng)診法
設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，伴隨發(fā)生的聲響總是具有一定的音律和節(jié)奏。只要熟悉和掌握這些正常的音律和節(jié)奏，通過(guò)人的聽(tīng)覺(jué)功能就能對(duì)比出設(shè)備是否出現(xiàn)了重、雜、怪、亂的異常噪聲，判斷設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)的松動(dòng)、撞擊、不平衡等隱患。用手錘敲打零件，聽(tīng)其是否發(fā)生破裂雜聲，可判斷有無(wú)裂紋產(chǎn)生。電子聽(tīng)診器是一種振動(dòng)加速度傳感器。它將設(shè)備振動(dòng)狀況轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并進(jìn)行放大，工人用耳機(jī)監(jiān)聽(tīng)運(yùn)行設(shè)備的振動(dòng)聲響，以實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音的定性測(cè)量。通過(guò)測(cè)量同一測(cè)點(diǎn)、不同時(shí)期、相同轉(zhuǎn)速、相同工況下的信號(hào)，并進(jìn)行對(duì)比，來(lái)判斷設(shè)備是否存在故障。當(dāng)耳機(jī)出現(xiàn)清脆尖細(xì)的噪聲時(shí)，說(shuō)明振動(dòng)頻率較高，一般是尺寸相對(duì)較小的、強(qiáng)度相對(duì)較高的零件發(fā)生局部缺陷或微小裂紋。當(dāng)耳機(jī)傳出混濁低沉的噪聲時(shí)，說(shuō)明振動(dòng)頻率較低，一般是尺寸相對(duì)較大的、強(qiáng)度相對(duì)較低的零件發(fā)生較大的裂紋或缺陷。當(dāng)耳機(jī)傳出的噪聲比平時(shí)增強(qiáng)時(shí)，說(shuō)明故障正在發(fā)展，聲音越大，故障越嚴(yán)重。當(dāng)耳機(jī)傳出的噪聲是雜亂無(wú)規(guī)律地間歇出現(xiàn)時(shí)，說(shuō)明有零件或部件發(fā)生了松動(dòng)。
2、觸測(cè)法
用人手的觸覺(jué)可以監(jiān)測(cè)設(shè)備的溫度、振動(dòng)及間隙的變化情況。
人手上的神經(jīng)纖維對(duì)溫度比較敏感，可以比較準(zhǔn)確地分辨出80℃以內(nèi)的溫度。當(dāng)機(jī)件溫度在0℃左右時(shí)，手感冰涼，若觸摸時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生刺骨痛感。10℃左右時(shí)，手感較涼，但一般能忍受。20℃左右時(shí)，手感稍涼，隨著接觸時(shí)間延長(zhǎng)，手感漸溫。30℃左右時(shí)，手感微溫，有舒適感。40℃左右時(shí)，手感較熱，有微燙感覺(jué)。50℃左右時(shí)，手感較燙，若用掌心按的時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)有汗感。60℃左右時(shí)，手感很燙，但一般可忍受10s 長(zhǎng)的時(shí)間。70℃左右時(shí)，手感燙得灼痛，一般只能忍受3s長(zhǎng)的時(shí)間，并且手的觸摸處會(huì)很快變紅。觸摸時(shí)，應(yīng)試觸后再細(xì)觸，以估計(jì)機(jī)件的溫升情況。用手晃動(dòng)機(jī)件可以感覺(jué)出0.1mm-0.3mm的間隙大小。用手觸摸機(jī)件可以感覺(jué)振動(dòng)的強(qiáng)弱變化和是否產(chǎn)生沖擊，以及溜板的爬行情況。用配有表面熱電偶探頭的溫度計(jì)測(cè)量滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承、主軸箱、電動(dòng)機(jī)等機(jī)件的表面溫度，則具有判斷熱異常位置迅速、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、觸測(cè)過(guò)程方便的特點(diǎn)。
3、觀察法
人的視覺(jué)可以觀察設(shè)備上的機(jī)件有無(wú)松動(dòng)、裂紋及其他損傷等；可以檢查潤(rùn)滑是否正常，有無(wú)干摩擦和跑、冒、滴、漏現(xiàn)象；可以查看油箱沉積物中金屬磨粒的多少、大小及特點(diǎn)，以判斷相關(guān)零件的磨損情況；可以監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)動(dòng)是否正常，有無(wú)異?，F(xiàn)象發(fā)生；可以觀看設(shè)備上安裝的各種反映設(shè)備工作狀態(tài)的儀表，了解數(shù)據(jù)的變化情況，可以通過(guò)測(cè)量工具和直接觀察表面狀況，檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量，判斷設(shè)備工作狀況。把觀察的各種信息進(jìn)行綜合分析，就能對(duì)設(shè)備是否存在故障、故障部位、故障的程度及故障的原因作出判斷。通過(guò)儀器，觀察從設(shè)備潤(rùn)滑油中收集到的磨損顆粒，實(shí)現(xiàn)磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)的簡(jiǎn)易方法是磁塞法。它的原理是將帶有磁性的塞頭插入潤(rùn)滑油中，收集磨損產(chǎn)生出來(lái)的鐵質(zhì)磨粒，借助讀數(shù)顯微鏡或者直接用人眼觀察磨粒的大小、數(shù)量和形狀特點(diǎn)，判斷機(jī)械零件表面的磨損程度。用磁塞法可以觀察出機(jī)械零件磨損后期出現(xiàn)的磨粒尺寸較大的情況。觀察時(shí)，若發(fā)現(xiàn)小顆磨粒且數(shù)量較少，說(shuō)明設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常；若發(fā)現(xiàn)大顆磨粒，就要引起重視，嚴(yán)密注意設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；若多次連續(xù)發(fā)現(xiàn)大顆粒，便是即將出現(xiàn)故障的前兆，應(yīng)立即停機(jī)檢查，查找故障，進(jìn)行排除。講的很詳細(xì)了，這些診斷方法需要較長(zhǎng)時(shí)期的經(jīng)驗(yàn)累積才能判斷準(zhǔn)確。
補(bǔ)充一下
聽(tīng)診可以用改錐尖(或金屬棒)對(duì)準(zhǔn)所要診斷的部位，用手握改錐把，放耳細(xì)聽(tīng)。這樣作可以濾掉一些雜音。溫度手感判定訓(xùn)練：用一結(jié)點(diǎn)式溫度計(jì)，測(cè)出金屬表面的50度，60度，70度，80度幾種狀態(tài)，對(duì)于低溫時(shí)可以用描，考察手能接觸的時(shí)間，根據(jù)不同時(shí)間來(lái)斷定溫度。對(duì)較高溫度不能手摸時(shí)，可以淋少量的水滴觀察水蒸發(fā)狀態(tài)，然后記住這些狀態(tài)。在診斷設(shè)備時(shí)使用，能得到較為準(zhǔn)確的判斷。
溫度手感判定我在《現(xiàn)代機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試、運(yùn)行檢測(cè)與故障診斷、維修管理實(shí)務(wù)全書(shū)》書(shū)中看到過(guò)，不過(guò)我想每個(gè)人的耐受能力可能各不相同，還是用總版主說(shuō)的方法自己實(shí)際判斷比較準(zhǔn)確。
七、水泵跳閘故障排除
1：故障現(xiàn)象
發(fā)電廠125 mw機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，水泵偶爾會(huì)發(fā)生一合閘即跳閘的問(wèn)題，并無(wú)任何信號(hào)繼電器掉牌。在排除了開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)故障后，按常規(guī)方法檢查電纜、二次回路接線和各繼電器及其定值都正常，再次啟動(dòng)又往往成功 。后懷疑是dcs系統(tǒng)軟故障造成的，但改在控制盤上操作，仍會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象。
2：試驗(yàn)查找原因
為查清楚此現(xiàn)象的原因，觀察開(kāi)關(guān)合閘過(guò)程中各表計(jì)的變化情況，以確認(rèn)是何原因使其跳閘。試驗(yàn)其中電壓表監(jiān)視微機(jī)跳閘回路，毫安表監(jiān)視差動(dòng)繼電器1cj、2cj動(dòng)作情況，電流表監(jiān)視熱工保護(hù)回路。接好表計(jì)后，啟動(dòng)給水泵，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試驗(yàn)，終于有一次水泵一啟動(dòng)即跳閘，同時(shí)觀察到毫安表的指針偏轉(zhuǎn)了一下，其它監(jiān)視表計(jì)沒(méi)有反應(yīng)，新?lián)Q上的xjl-0025/31型集成塊式信號(hào)繼電器1xj亦動(dòng)作掉牌，表明是由差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致跳閘。
3：根源分析
差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，首先懷疑被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部有故障。通過(guò)常規(guī)檢查，水泵電機(jī)及其電纜正常，差動(dòng)繼電器校驗(yàn)正常，電流互感器極性連接正確。在排除設(shè)備故障和接線錯(cuò)誤的原因后，差動(dòng)保護(hù)在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中動(dòng)作，表明在這過(guò)程中差動(dòng)回路的差電流超過(guò)差動(dòng)繼電器整定值。正常情況下引起差動(dòng)回路差電流的原因主要有兩點(diǎn)：一是電機(jī)首尾兩側(cè)的電流互感器變比誤差不同，存在一個(gè)很小的差電流，這個(gè)差電流小于電機(jī)額定電流id的5%。二是首尾兩側(cè)電流互感器二次負(fù)荷的差別也會(huì)引起其變比的差別，從而存在一個(gè)差電流。在水泵電機(jī)差動(dòng)保護(hù)回路中的電流互感器負(fù)荷差別只是二次電纜長(zhǎng)度的不同，大約相差50 m，并且在額定電流下，差動(dòng)繼電器的功率消耗不大于3 va，二次負(fù)載并不重。檢查發(fā)現(xiàn)給水泵電機(jī)差動(dòng)保護(hù)用的首尾側(cè)電流互感器型號(hào)均為lmzbj-10，b級(jí)15倍額定電流，變比600/5，容量40 va，完全能滿足二次負(fù)載的要求。
以上分析是基于正常運(yùn)行的條件下，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，情況又有所不同。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流很大，首尾兩側(cè)的電流互感器可能飽和，此時(shí)由于各電流互感器磁化特性不一致，二次差電流可能很大。根據(jù)阿城繼電器廠的lcd-12型差動(dòng)繼電器整定說(shuō)明，繼電器的動(dòng)作電流整定值izd=△i1×kk×in/n=0.06×3×356/120=0.534a式中：△i1—首、尾端電流互感器正常運(yùn)行時(shí)的最大誤差，0.04～0.06；kk—可靠系數(shù)，2～3；in—電機(jī)額定電流；n—電流互感器變比。應(yīng)整定在1.0a的位置。在使用b級(jí)互感器的情況下，差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流整定在1.5a，制動(dòng)系數(shù)為0.4時(shí)，差動(dòng)保護(hù)在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)仍偶爾會(huì)動(dòng)作，是由于b級(jí)電流互感器磁化特性飽和點(diǎn)較低，抗飽和能力較低，不能滿足差動(dòng)繼電器的要求。通常要求差動(dòng)保護(hù)回路的電流互感器采用d級(jí)，d級(jí)互感器的飽和點(diǎn)高一些，沒(méi)那么容易飽和，可以減小電機(jī)啟動(dòng)時(shí)流過(guò)差動(dòng)回路的差電流。在更換為d級(jí)的電流互感器，同時(shí)把差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流整定在1.0a，制動(dòng)系數(shù)為0.4后，再?zèng)]出現(xiàn)過(guò)開(kāi)關(guān)一合閘即跳閘的故障。
八、水泵機(jī)械密封故障處理與探討
機(jī)械密封也叫端面密封，它是靠彈簧和密封介質(zhì)的壓力在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸表面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力，使這兩個(gè)端面緊密貼合。端面間保持一層極薄的油膜，介質(zhì)通過(guò)時(shí)阻力很大，阻止液體泄漏，從而達(dá)到密封的目的，同時(shí)對(duì)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)有潤(rùn)滑作用。調(diào)整得好可以完全無(wú)泄漏。
1 水泵機(jī)械密封的特點(diǎn)
水泵機(jī)械密封的主要優(yōu)點(diǎn)是密封可靠，在一個(gè)很長(zhǎng)使用周期中，泄漏很少；作用壽命長(zhǎng)，一般能使用5年左右；維修周期長(zhǎng)。但機(jī)械密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造與安裝精度高，成本高，對(duì)維修人員的技術(shù)要
求高，由于輸油管道上用的機(jī)械密封都是內(nèi)裝式，修理機(jī)械密封時(shí)往往要把油泵進(jìn)行解體，工作量大。因此，保證機(jī)械密封工作可靠，延長(zhǎng)機(jī)械密封的使用壽命非常重要。
2 水泵機(jī)械密封易發(fā)生的問(wèn)題
在使用過(guò)程中，機(jī)械密封易發(fā)生的主要問(wèn)題是泄漏量超差和溫度過(guò)高。用手觸摸機(jī)械密封壓蓋，如果無(wú)法在上面停留，說(shuō)明溫度過(guò)高。泄漏量每側(cè)不應(yīng)超過(guò)60滴／min，如果成線狀流淌，則說(shuō)明泄漏量過(guò)大，可確定是否觀察運(yùn)行；如果向外噴油，則應(yīng)立即停機(jī)檢查。
3 采取的控制措施
3．1 保證零部件質(zhì)量
機(jī)械密封在出廠前須做密封性能試驗(yàn)，并有合格證。機(jī)械密封經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，使動(dòng)環(huán)與靜環(huán)磨損，彈簧與軸銹蝕磨損、密封膠圈磨損、老化、變形等，都能造成密封的泄漏，必須修理或更換新件。動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的密封面不得有裂紋、掉角、劃痕、麻點(diǎn)、飛邊及偏磨，劃痕、麻點(diǎn)不能貫穿整個(gè)密封端面。若使用修復(fù)的動(dòng)靜環(huán)時(shí)，動(dòng)靜環(huán)的凸臺(tái)高度之和不少于3mm，且單個(gè)凸臺(tái)高度不少于lmm，以免影響散熱。動(dòng)環(huán)安裝后應(yīng)保證能在軸上靈活移動(dòng)，將動(dòng)環(huán)壓向彈簧后應(yīng)能自由彈回，保持動(dòng)靜環(huán)的垂直和平行。動(dòng)靜環(huán)密封膠圈的規(guī)格符合圖紙規(guī)定，表面不得有殘損、厚薄不均及軟硬不均現(xiàn)象，在大修時(shí)要更換密封膠圈。彈簧的外表面清潔無(wú)銹蝕，在使用前應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)度外形檢測(cè)和壓力試驗(yàn)，每組彈簧在規(guī)定壓縮長(zhǎng)度的壓力差應(yīng)符合要求，每組彈簧在規(guī)定壓縮長(zhǎng)度的壓力誤差符合要求。自由長(zhǎng)度允差不超過(guò)0．5mm，壓縮量不能過(guò)大過(guò)小，要求誤差±2mm。密封套與泵軸不能采用同一種材質(zhì)，兩側(cè)端面的平行度允差及與軸線的不垂直度允差不超過(guò)±0．20mm。
3．2 保證有充分的冷卻潤(rùn)滑
調(diào)整冷卻管路調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，要確保機(jī)械密封冷卻管路通暢，罐水泵時(shí)打開(kāi)排空閥要排凈密封腔內(nèi)氣體。
3．3 保證安裝精度
拆裝水泵機(jī)械密封時(shí)，動(dòng)靜環(huán)要清洗干凈，并在摩擦副面上涂抹少量清潔的潤(rùn)滑油，要兼顧高壓端和低壓端，嚴(yán)禁磕碰。靜環(huán)壓蓋安裝時(shí)用力要均勻，防止壓偏，用塞尺檢查，上下左右位置的偏差不大于0．05mm；檢查壓蓋與軸外徑的配合間隙，四周要均勻，各點(diǎn)允許偏差不大于0．1ram。安裝水泵機(jī)械密封部位的泵軸的徑向跳動(dòng)不超過(guò)0．05mm。把和泵蓋和密封端蓋之前，要認(rèn)真復(fù)核機(jī)械密封的安裝定位尺寸，如果定位尺寸不符合要求，可在軸套間用鋼墊調(diào)整，但鋼墊精度要高，厚度差不超過(guò)0．01mm。測(cè)量機(jī)械密封套的徑向跳動(dòng)和密封面的端面跳動(dòng)符合要求。
對(duì)運(yùn)行過(guò)的機(jī)械密封，凡有壓蓋松動(dòng)使密封面發(fā)生移動(dòng)的情況，則動(dòng)靜環(huán)零件必須更換，絕對(duì)不應(yīng)重新上緊繼續(xù)使用。因?yàn)樵谶@樣松動(dòng)后，摩擦副原來(lái)的運(yùn)動(dòng)軌跡就會(huì)發(fā)生變動(dòng)，接觸面的密封性能就很容易遭到破壞。
4．4 調(diào)整端面比壓
端面比壓是關(guān)系到密封性能及使用壽命的重要參數(shù)，它與密封的結(jié)構(gòu)型式、彈簧大小和介質(zhì)壓力有關(guān)。端面比壓過(guò)大將加壞摩擦副；比壓過(guò)小則易泄漏，往往由廠家給定一個(gè)適合的范圍，端面比壓一般取3～6kg／cm2。調(diào)整比壓就是調(diào)整彈簧的壓縮尺寸。彈簧的自由長(zhǎng)度用A 表示，彈簧剛度產(chǎn)生單位壓縮量時(shí)承受的載荷為k，規(guī)定要求的比壓用P表示，這些都是廠家給定的參數(shù)。壓縮后尺寸用B表示，則P／A-13=k，得出13=A-e／k，這就是彈簧安裝壓縮后的尺寸。如果彈簧安裝后的尺寸過(guò)大，可在彈簧座與彈簧之間增加調(diào)整墊的厚度，尺寸過(guò)小則減少調(diào)整的厚度，調(diào)整墊的厚度用千分尺量取。
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