外输泵振动故障分析与处理

2011-08-25潘多艳李俊义

设备管理与维修 2011年9期

唐伟潘多艳李俊义

作者通联：科比技术有限公司新疆克拉玛依市金龙镇 834003

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一、概述

石西油田作业区莫北转油站两台外输泵为多级离心泵，型号150GDKS120×8，转速2860r/min；电机功率185kW，转速2982r/min。设备自动变频，正常生产时出口压力在1.0～4.0MPa，出口压力波动频繁，振动值随压力相应发生变化。外输泵安装运行后，泵体的机械密封经常泄漏、失效，轴承未到使用期限就损坏，隔一段时间就要进行大修。外输泵无法正常运行，影响生产，虽经多次维修但仍没得到有效改善。为此，对外输泵进行状态监测，做全面的振动测试和分析，以找出故障原因进行处理。设备测点布置见图1、图2。

图1 测点布置示意图

二、振动监测

利用Enpac2500数据采集器对外输泵的垂直、水平、轴向方向振动测量，两台设备均为变频，设备在较低频率下运行时，振动较小，随着运行频率、负荷的增加（电机的电流与运行频率、负荷成正比）,振动呈上升趋势,工频运行时振动最大，设备本体大部分测点振动超过二级报警值7.1mm/s（表1）。包括设备本体基础在内，基础共有3个接触面，对各个基础面分别进行了振动监测，基础测点振动峰值均超过基础相应的标准20μm（表2）。

图2 设备基础测点

表1 1＃泵本体各测点振动值 mm/s

表2 1＃泵基础各测点振动数据 μm

三、振动分析与故障查找

振动监测结果显示，当泵的电流升至110A时，泵体部分测点振动超过报警；电流升至150A时，电机的振动也有较大幅度的增加，设备的基础振动也有所增加并超过相应标准。两台设备的运行状况相同，故而判断这两台设备均存在故障。

设备本体及基础频谱图显示，其主要振动频率为设备的转速频率，这首先是不平衡的典型故障特点，通过对设备的维修、检查，可以排除不平衡故障（两台泵体经过多次大修，更换轴、叶轮等转动部件，情况仍没有好转）。

通过对泵体基础监测发现，基础的主要振动方向为垂直方向，在水泥基础上共有三层基础面，分别对水泥基础及图2所示的三个基础面垂直方向振动峰值进行监测（表2），越往下振动越大，基础中心部位14V测点振动最大。这不符合基础的振动特点——设备轴承部位振动响应最大，越向下振动越小。基础若有多个接合面，下层的基础振动应小于上层，反之这两个基础接合面存在松动现象。

从现场观察，设备的水泥基础振动较小且表面无松动现象，可以排除水泥基础存在松动的可能性。水泥基础上的矩形槽钢框架没有用水泥进行灌浆填实，其底座的支撑刚度较小，判断这可能是引起振动的主要原因。

相关专业书中介绍基础故障时有一条是结构框架或基础松动的故障，包括：①结构松动或机器地脚，基础平板和混凝土基础差（刚性差）；②变形或破碎的砂浆；③框架或基础变形（软地脚）；④地脚螺栓松动。

这种松动故障的振动特点是：①频谱图中转速频率占主要成分。②比较每个轴承座水平、垂直方向的振动会发现振动具有方向性。③随负荷的增加振动会增大。

基础槽钢框架没有进行灌浆填实其故障属于基础刚性差，表现出的故障特点也相同。这为上述判断提供了更可靠的理论依据。