单级离心泵故障分析及解决措施

刘璐

摘要：以单级离心泵为研究对象，对单级泵的发展历史、原理和特点做简要介绍。尽管离心泵的发展历史久远，但是在化工行业使用的过程中，受到物料或者介质的磨损、腐蚀，以及长期使用过程中疲劳、超温、超负载等因素的作用下，离心泵会产生多种故障。本文先对单级离心泵叶轮、泵轴、轴套等零部件的常见问题进行分析，并提出解决措施。之后对于工作状态中出现震动、泄漏、消耗功率增大等问题，分别进行分析，并提出切实可行的措施，保证单机离心泵的正常运转。

关键词：单级离心泵；故障分析；解决措施

0引言

运用离心力的原理进行输水，这一构思最早出现在Leonardo?da?Vinci所做的草图中。第一个离心泵的出现是在1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶轮的蜗壳离心泵。但是更接近现代离心泵形态的，则是在1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮的马萨诸塞泵。但是离心泵的迅速发展是在1851-1875年，发明带有导叶的多级离心泵，19世纪末，发明了高速电动机，以及二十世纪初，人们解决了转子润滑和密封性等问题。

1单级离心泵的原理及特点。

单级离心泵是指有一个叶轮的离心泵，广泛应用于大中流量及低压情况下液体的输送。离心泵在启动前，应先进行灌泵，使被输送的液体充满吸入管路及泵壳。启动后，在离心力的作用下，液体从叶轮内沿着叶片间的流道向外运动，从叶轮的端部被甩出，进入螺旋形的泵壳内，通过液体的压力差的作用，液体便沿着吸入管路连续不断的进入叶轮，以补充被排出的液体。叶轮不停地旋转，液体就连续不断地吸入和排出。

2单级离心泵常用零部件的维修

2.1叶轮的修理

叶轮的修理主要包括两个方面：一个是叶轮的磨损与腐蚀；另外一个是叶轮径向跳动量的矫正。对于叶轮的磨损，应根据不同的情况，运用“堆焊法”进行修理，需要根据叶轮的材质的不同，采用不同的堆焊法，再将其在车床上车回至原有尺寸。其中如果叶轮的材质是玻璃钢或者塑料，则一般不进行修复，而是直接更换新叶轮。对于叶轮的腐蚀，一般若是受到酸碱盐的腐蚀，易出现厚度减薄、气孔、夹渣，加上叶轮受到的磨损，这种情况下，一般不再进行修理，而是直接进行更换。若是必须修理，则使用“补焊法”。

2.2泵轴的修理

离心泵在运转的过程中出现的撞击、震动或是扭矩突然加大的情况，会使泵轴弯曲和断裂。这些情况的出现，不仅影响单级离心泵的使用，也会影响到离心泵的使用寿命。若是泵轴的弯曲方向和程度在可允许的矫正范围之内，则可以使用以下两种方法进行矫正：冷矫正和热矫正。对于部分磨损较严重的部位，可使用堆焊法进行修理，之后在车床上修整至原尺寸，而对于磨损较严重的部位，需要使用补充零件法进行修理，也就是将轴的磨损部位车去，另外做出一件轴套配合上去（一般使用过盈配合），若是过盈量太大，可使用热装法或是用手锤打入（但必须在套筒上加软金属衬垫）。

2.3轴套

轴套外圆与填料函中的填料直接接触，内圆与轴颈通过定位销形成间隙配合。长期运转的过程中，轴套外圆上易形成环状磨痕，之后使用时易外泄增加和出口的压力增加。此时可根据轴套磨损严重程度进行判定，若只是出现些许浅痕，则可以使用“堆焊法”进行修复，若是磨损严重，则需要对轴套进行更新。

3单级离心泵常见故障的修理

经过一定时间的运转，单级离心泵会受到磨损，腐蚀导致连接件的间隙增大，出现震动、泄漏、消耗功率增大等问题。下面，将对常见的故障进行分析，并提出切实可行的措施。

3.1无液体排出

（1）叶轮或者进口阀被异物堵塞：处理方法是清除叶轮和进口阀中的异物；（2）吸液高度过大：采用降低吸液高度的方法；（3）吸入管路漏入空气或者泵没有灌满液体：维修时需要拧紧松动的螺栓或者更换密封垫，或者是停止灌入液体。出现为“气缚”现象。为消除“气缚”现象，通常在泵启动前要灌泵，并在底阀的作用下使吸入管道和泵壳内充满液体；对于大流量的泵，为减少阻力损失，常不装底阀，不灌泵，而采用真空泵抽吸气体，然后启动；如离心泵安装位置低于贮液槽液面，管路出口与大气相通，则可打开泵的人、出口阀，使其自动灌满液体；（4）被输送液体温度较高：将液体的温度降低或者降低安装高度。离心泵的原理就是运用吸液罐与叶轮中心液体的压差来进行液体传输的，若是两边压力相同，就会出现液体不能流动的现象；（5）出口阀和进口阀因为损坏打不开：对损坏的阀门进行修理或者更换。

3.2流量不足

流量不足与没有液体排出这两种情况的影响因素既有相似，又有不同。相似的是，叶轮或者进口阀被异物堵塞、吸入管路漏入空气也会造成流量不足，这种情况的处理方法在之前提到，不再进行赘述。不同的是：

（1）叶轮反转：改变叶轮旋转方向，若是电动机在启动之后难以观察，可以使用纸条插入电动机风扇的防护罩，看纸条被打动的方向，再将电极调整至正确方向；（2）叶轮腐蚀磨损严重：根据之前提到的单级离心泵常用零件的故障处理，对叶轮进行修理或者更换；（3）入口密封环磨损较大：更换新的密封环；

3.3运转声音异常

出现声音异常，首先确定声音异常出现来源，是否有异物进入、是否有零部件脱落、是否有连接松动现象，然后逐一进行排除确认。特别是当水泵发生气蚀时，会导致水泵性能恶化直至断流，或使叶片等过流部件产生蜂窝麻面并且伴有很强的噪音和振动。处理方法：离心泵产生气蚀现象时，一般可适当打开或者关闭出水口，进行阀门检修，使水泵流量保持在规定的范围内，即可有效地消除气蚀现象。

对于良好的日常维护，才是解决单级离心泵故障的“良药”。所以在日常维护中，我们需要注意：一是保证泵的良好润滑，并且对泵的入口定期清理，防止异物进入；二是流量调节的过程一定要平缓，减少大幅度的调整；三是严格的按照操作规程进行操作，杜绝违章操作和野蛮操作；四是做好日常监测，将问题的出现扼杀在萌芽阶段。故障的解决，也就是一个防微杜渐的过程。

参考文献：

[1]查森.叶片泵原理及水利设计[M].北京:机械工业出版社,1981.

[2]金亚飚.工业循环冷却水系统管网水利平衡调试[J].给水排水,2008.endprint