樊涛涛 常永富 符建军

【摘  要】分段式多级泵是一种垂直剖分多级泵，因其结构简单、泵效高而被广泛应用，多用于压力较高而流量较小的工况。在市政建筑生活、消防给水、石油化工、电力、环保等领域都得到很好运用。由于长期运行受工况变化、介质腐蚀、材料老化等因素的影响，分段式多级泵在现场可能发生故障，如不及时修复可能引发事故。本文结合作者多年来的现场维修经验以及分段式多级泵的结构特点给出了分段式多级泵的常见故障及原因，总结了分段式多级泵的维修要点。

【关键词】分段式多级泵;维修技术;应用

前言

国内分段式多级泵通常分为D型和DG型。其中D型泵吸入段分为水平方向，排出段为垂体直向上;DG型泵吸入段和排出段均为垂直向上。这种泵将若干个叶轮装在1根轴上串联工作，轴上的叶轮代表泵的级数。叶轮一般为单吸，吸入口都向一边。每个叶轮配1个导叶将被输送液体的动能转为静压能。轴的两端用轴承支撑，并置于轴承体上。两端均有轴封装置，轴封装置在泵的前端和尾段泵轴伸出部分。泵由1个吸入段、1个吐出段和若干个中段组成，并用螺栓连接为1个整体，在吐出段和中段内部有相应的导叶装置。习惯上根据泵零部件功能的不同又将泵分成定子和转子两大部分。不旋转的零部件称为泵的定子，它由吸入段、中段、吐出段、导叶、尾盖、轴承体等零件组成;旋转的零部件称为泵的转子，它由泵轴、叶轮、平衡盘（平衡鼓）等组成。

1平衡盘的常见磨损原因分析及其解决方法

1.1平衡水管堵塞

如果平衡水管堵塞，则P6将等于P4，也就是说平衡盘已经产生不了平衡力，已经失去了作用，这时泵的轴向力将使平衡盘严重摩擦，轻者磨坏平衡盘、平衡环，使泵不能运行，严重的还会烧毁电机。平衡水管堵塞是最好解决的故障，但是也是最常发生的，对于维修人员来说遇到平衡装置故障一定要首先检查平衡水管是否畅通。

1.2零件形位公差不合格、变形

平衡环由于厚度较薄，在加工通孔的时候如果装夹不合理，会造成平衡环变形，检查平衡环是否变形可以用下面的方法：找一个平面，只要是经过机械加工的平面即可，把平衡环放到平面上，然后用手按压四周，如果出现明显的晃动，则平衡环有变形，必须更换。

1.3压力从平衡环后泄出

由于平衡环和吐出段是靠螺钉连接的，如果拧紧不均匀，就会引起压力从此处泄出，由于压力的外泄导致平衡力过小，从而引起平衡盘研磨，要检查压力是否从此处泄出要检查平衡环与吐出段结合处是否有高压水冲刷过的痕迹，如果有则要消除，可加用密封胶或者O形圈加强密封，另外要注意几个固定螺钉一定要均匀拧紧。

1.4平衡套和轴套磨损导致间隙过大

使用一定时间后，一些泵会发生b1磨损过大，由于平衡盘是靠2个间隙泄漏压差来工作的，因此不可以改变b1间隙大小（间隙大小是经过精确计算的），检修时发现过大磨损要及时更换。

1.5平衡环与平很盘不垂直

如果装配时，平衡环背面没有清理干净毛刺，或者装配平衡环位置吐出段上毛刺等异物没有清理干净，这样会导致平衡环不能装平，从而会导致平衡盘和平衡环偏磨严重，检查时如果发现平衡环背面有毛刺和异物，清理干净即可解决问题。

1.6动反力导致平衡盘后与函体摩擦

遇到过水泵开机超电流，拆开检查发现平衡盘后与函体摩擦、末级叶轮与末级导叶摩擦，理论分析为动反力导致转子后窜，后窜后由于末级叶轮贴紧末导叶导致轴向力没法形成，并没法推动转子向前移动。遇到这种情况，把末级导叶内部大平面多车掉0.5mm即可解决问题。

1.7平衡水孔底孔太小

有些泵平衡水孔是经过筋打到吸入段的，可能会有个别工人加工时会担心把筋打破，而把平衡水孔低孔钻小，平衡水孔底孔都是以螺纹底孔尺寸为标准，如果发现异常磨损情况，再检查平衡水管的时候也要同时检查平衡水孔底孔的大小。

1.8轴端锁紧螺母松动

轴端锁紧螺母松动会导致平衡盘在、轴套与轴引起摩擦，如果拆开后端轴承压盖时发现螺母松动，一般拧紧螺母即可解决问题。

2机械密封失效症状

某泵机封为单弹簧、单端面、部分平衡标准型机械密封，带冷却冲洗系统（静环背部冷却）。机封安装到位后，静态灌泵试验，箱体表面检查无泄漏，手动盘车后也未出现泄漏，由此说明：密封点Ⅴ：轴间即轴套（外伸）与轴的密封圈完好无损。密封点Ⅱ：静环密封圈无问题。密封点Ⅵ：动环密封圈在静态时无问题。密封点Ⅰ：动、静环摩擦副端面质量合格，粗糙度达标。当泵动态运转试验时，介质在机封處沿轴向立即发生大量甩射，在允许憋压时间内将出口阀全部打开，泄漏量不变。拆卸机封检查，验证了机封静态时的前述分析结论。（1）动环密封面未损伤，无热裂纹等缺陷。（2）静环密封面未产生彗星状纹理，无咬蚀等缺陷。（3）静环密封圈无损，尺寸松紧适宜。（4）动环密封圈无损，但内径偏小，紧箍在轴套上，活动裕度不够。（5）动环摩擦副与弹簧座的配合处接触不良，在压缩后复原过程中有阻滞。（6）机封弹簧无变形、断裂迹象，且表面无腐蚀痕迹;弹簧力正常。（7）轴套内设的密封圈完好。（8）机封弹簧的压缩量正常（0.8cm）。

3分析原因及选配

3.1动环密封圈过紧

动环密封圈过紧，容易变形，还会加剧与轴套间的磨损，引起过早泄漏;缩短弹簧寿命;易导致弹簧无法及时调整动环的轴向浮动量，以至无法实时适应工况的细微变化，导致机械密封摩擦副端面泄漏。针对此项原因，临时从数根动环密封圈中选取了一根配合尺寸合适的安于轴上，经试验可达到裕度要求。

3.2动环摩擦副的外表面与弹簧座套配合不好

旧静环的外径为70mm，而新静环的外径则为69.5mm，即端面实际宽度减少了0.25mm。按照相关制造标准，密封端面宽度误差应该控制在0.1mm内。核算新机封载荷系数K。

D2为静环端面外圆直径，为6.95cm;D1为静环端面内圆直径，为6.3cm;d0为轴套外径，为6.5cm。

将上面各数据代入公式K=（D22—d20）/（D22—D21）=（6.952—6.52）/（6.952—6.32）=0.703

相比而言，此机封的载荷系数K比正常值0.725要小，判断这也是导致端面泄漏的原因之一。通过外观检查，决定继续使用以前的旧静环。经过上述3方面的部件重新选型、配合，将新组合的这套机封安装到机泵上后，静态、动态试验均未发生泄漏，经48h运行检验，证明密封状况已完全恢复正常。

结束语

分段式多级泵的维修，总体来说维修频率高的部件有轴承、机封，而这些部件的故障原因往往都与泵体其它部件的磨损有直接关联，所以维修不能只停留在故障排除上，还应该找到真正的原因，并及时排除。

参考文献：

[1]朱慈东，李志鹏，张森，何备荒，丁垣利.口环密封对高压多级离心泵临界转速的影响[J].流体机械，2019，47（01）：31-35+7.

[2]杭云辉.多级泵的真空罐无底阀改造实例[J].采矿技术，2018，18（01）：73-74+83.

（作者单位：中国石油乌鲁木齐石化公司检维修中心）