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摘 要 原料泵P-1102/A为该装置的关键设备，该泵的正常运行对整个装置的安全、平稳、长周期运行起着至关重要的作用，本文主要通过该泵出现的振动问题，采取正确的方法对存在的故障进行频谱分析；准确、及时的对存在的故障进行判断并采取了正确的处理方法，恢复了该设备的正常运行。
关键词 原料泵；状态监测；故障分析；轴弯曲；磨损；频谱分析
中图分类号：K915 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00
1 设备参数
转速：2990RPM；
流量：475 m3/h；
介质：原油；
支撑方式：双支撑。
2 问题提出
原料泵P-1102/A一直处于备用状态，根据机动设备管理规定，对于备用的设备每三个月进行一次试运行，以确保备用设备一直处于良好的备用状态。2011年7月12日，该泵启动后运行，班组维护人员发现设备振动超标，振动值最高达到6.0 mm/s，为了能更进一步对设备故障进行判断，我们用离线状态测振仪（恩泰克-DATAPAC1500）从该泵的两个支撑轴承上采集振动信号。
3 故障原因分析
将从现场采集到的振动信号传入到电脑进行分析，发现机泵自由端垂直方向与水平方向与对轮端相对应的方向振动频谱基本一致，现以泵侧自由端垂直方向与对轮端水平方向振动频谱为例进行分析。
泵侧自由端垂直方向振动频谱图
泵侧对轮端水平方向振动频谱图
从以上频谱图的情况可以看出，该泵可能出现以下几种故障：
1）本次数据采集采用的是加速度传感器对振动信号进行检测，但是测出的加速度振动信号的通频值并不高，最大的也只有0.87 g（1g=9.8 m/s2），根据加速度传感器的工作原理可以判断，该振动信号中高频信号比较微弱，而高频信号所对应的主要是轴承的故障信号，因此可以断定轴承运行状态良好，无明显缺陷。
2）振动信号中，转速频率（n=2990RPM）的整数倍谐波频率信号丰富，并且存在连续的频率谱线，初步可以判定该泵转子部件存在一定磨损及松动现象，配合间隙增大而产生的多倍频的谐波频率。
3）振动信号中，存在一定的噪音信号，但是不是很高，说明转子的磨损情况不是很严重，存在局部摩擦现象。
4）振动信号中，转速频率的2、3、4倍频率占有了相当一部分能量，而监测电机对轮端振动状态良好，并无以上振动频率，因此可以判断设备对中及联轴器没有明显问题。而该信号的出现只能是转子存在一定程度的弯曲，分析认为转子弯曲是本次故障的根本原因，弯曲的转子在运行过程中不可避免的会和与之相配合的静止件之间产生摩擦，动静部件之间一旦有摩擦现象产生，故障的发展速度将会十分迅速。而一旦转子发生弯曲，叶轮的受力状况也将会随之改变，极有可产产生叶轮与轴之间的连接件松动的现象。
4 检查结果
根据以上分析，建议立即停止该泵的运行，并解体该泵进行检查。机泵解体后的检查情况如下：
1）该泵的减压套与转子之间存在偏磨现象，配合间隙明显增大。
2）转子与减压套的配合位置的跳动达到0.47 mm，特别是减压套位置存在明显的弯曲现象。
3）叶轮与轴之间的连接件（键）存在明显的松动现象。
4）检查结果印证了以上振动原因判断的正确性。
5 故障处理
根据以上检查结果，采取更换转子以及与之相配的各部件，适当放大减压套与轴之间的配合间隙，检查重新组装后的叶轮口环与壳体口环之间的同心度，重新进行对中检查，组装完成后试车一切正常。
6 建议
1）对于高温泵，由于温度变化对转子材料热膨胀性能造成的影响，可能会导致转子在重力作用下存在不同程度的热弯曲，如果不能及时进行盘车，这种临时性的热弯曲可能转变为塑性变形的永久性弯曲，而这种变形将会危害到转子的正常运行，甚至有时会造成灾难性的设备事故，因此建议定期进行盘车以消除转子在重力作用下的热弯曲影响，在盘车之前必须在垂直及水平方向上的适当位置作出盘车记号，盘车角度为每次180°。
2）在不影响机泵正常运行的条件下，适当放大减压套、壳体口环等静止部件与转子之间的配合间隙，尽量避免动静部件间摩擦现象的发生。另外，还有一个值得注意的地方就是必须保证镶嵌在叶轮上的口环与镶嵌在壳体上的同心度要求，因为口环在组装的过程中，往往需要加热来完成，在加热的过程中，所加热的部件不可避免的存在一定的热变形，而这种热变形因受热不均使得口环的变形不尽相同。因此需要在装配完成后将组装件上车床进行检查，若发现不同心的现象应通过车削的办法进行校正。只有如此才能保证当转子定位后，壳体口环与叶轮口环之间的径向间隙是均匀的，这样就可以避免当温度升高后出现偏磨的现象，进一步提高设备的运行精度及运转周期，降低设备故障率。
3）为了尽量减小温度对泵转子的影响，应确保泵的入口阀不存在任何泄漏现象，因为入口阀存在泄漏，使得转子上零部件部分受热，长久泄漏造成转子在备用的状态下就存在热弯曲，这样大大提高了设备在试运行时动静之间摩擦几率，缩短了设备的运行寿命。
4）设备振动突然异常时，应及时查清振动产生的根本原因所在，并采取合理的方案进行解决，特别是设备运行中出现动静摩擦的现象时，最好的解决方案就是停车后检查产生摩擦的原因，尽早消除，避免大的设备事故的发生。
5）坚强设备巡检，随时检测轴承温度及振动情况，全面掌握设备运行过程中的各种技术参数。
7 结论
本次设备故障的处理情况说明状态监测对预知设备故障的重要性，避免了大的设备事故的发生，保证了装置的正常运行。
参考文献
[1]沈庆根.化工机器故障诊断技术[M].浙江大学出版社，1994（2）.
作者简介
曾廷付（1976-），男，汉族，重庆云阳人，工程师，兰州石化设备维修公司，工学学士，研究方向：炼油化工设备维护。
马春燕（1980-），女，汉族，甘肃兰州人，兰州石化设备维修公司，研究方向：炼油化工设备维护。
关键词 原料泵；状态监测；故障分析；轴弯曲；磨损；频谱分析
中图分类号：K915 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00
1 设备参数
转速：2990RPM；
流量：475 m3/h；
介质：原油；
支撑方式：双支撑。
2 问题提出
原料泵P-1102/A一直处于备用状态，根据机动设备管理规定，对于备用的设备每三个月进行一次试运行，以确保备用设备一直处于良好的备用状态。2011年7月12日，该泵启动后运行，班组维护人员发现设备振动超标，振动值最高达到6.0 mm/s，为了能更进一步对设备故障进行判断，我们用离线状态测振仪（恩泰克-DATAPAC1500）从该泵的两个支撑轴承上采集振动信号。
3 故障原因分析
将从现场采集到的振动信号传入到电脑进行分析，发现机泵自由端垂直方向与水平方向与对轮端相对应的方向振动频谱基本一致，现以泵侧自由端垂直方向与对轮端水平方向振动频谱为例进行分析。
泵侧自由端垂直方向振动频谱图
泵侧对轮端水平方向振动频谱图
从以上频谱图的情况可以看出，该泵可能出现以下几种故障：
1）本次数据采集采用的是加速度传感器对振动信号进行检测，但是测出的加速度振动信号的通频值并不高，最大的也只有0.87 g（1g=9.8 m/s2），根据加速度传感器的工作原理可以判断，该振动信号中高频信号比较微弱，而高频信号所对应的主要是轴承的故障信号，因此可以断定轴承运行状态良好，无明显缺陷。
2）振动信号中，转速频率（n=2990RPM）的整数倍谐波频率信号丰富，并且存在连续的频率谱线，初步可以判定该泵转子部件存在一定磨损及松动现象，配合间隙增大而产生的多倍频的谐波频率。
3）振动信号中，存在一定的噪音信号，但是不是很高，说明转子的磨损情况不是很严重，存在局部摩擦现象。
4）振动信号中，转速频率的2、3、4倍频率占有了相当一部分能量，而监测电机对轮端振动状态良好，并无以上振动频率，因此可以判断设备对中及联轴器没有明显问题。而该信号的出现只能是转子存在一定程度的弯曲，分析认为转子弯曲是本次故障的根本原因，弯曲的转子在运行过程中不可避免的会和与之相配合的静止件之间产生摩擦，动静部件之间一旦有摩擦现象产生，故障的发展速度将会十分迅速。而一旦转子发生弯曲，叶轮的受力状况也将会随之改变，极有可产产生叶轮与轴之间的连接件松动的现象。
4 检查结果
根据以上分析，建议立即停止该泵的运行，并解体该泵进行检查。机泵解体后的检查情况如下：
1）该泵的减压套与转子之间存在偏磨现象，配合间隙明显增大。
2）转子与减压套的配合位置的跳动达到0.47 mm，特别是减压套位置存在明显的弯曲现象。
3）叶轮与轴之间的连接件（键）存在明显的松动现象。
4）检查结果印证了以上振动原因判断的正确性。
5 故障处理
根据以上检查结果，采取更换转子以及与之相配的各部件，适当放大减压套与轴之间的配合间隙，检查重新组装后的叶轮口环与壳体口环之间的同心度，重新进行对中检查，组装完成后试车一切正常。
6 建议
1）对于高温泵，由于温度变化对转子材料热膨胀性能造成的影响，可能会导致转子在重力作用下存在不同程度的热弯曲，如果不能及时进行盘车，这种临时性的热弯曲可能转变为塑性变形的永久性弯曲，而这种变形将会危害到转子的正常运行，甚至有时会造成灾难性的设备事故，因此建议定期进行盘车以消除转子在重力作用下的热弯曲影响，在盘车之前必须在垂直及水平方向上的适当位置作出盘车记号，盘车角度为每次180°。
2）在不影响机泵正常运行的条件下，适当放大减压套、壳体口环等静止部件与转子之间的配合间隙，尽量避免动静部件间摩擦现象的发生。另外，还有一个值得注意的地方就是必须保证镶嵌在叶轮上的口环与镶嵌在壳体上的同心度要求，因为口环在组装的过程中，往往需要加热来完成，在加热的过程中，所加热的部件不可避免的存在一定的热变形，而这种热变形因受热不均使得口环的变形不尽相同。因此需要在装配完成后将组装件上车床进行检查，若发现不同心的现象应通过车削的办法进行校正。只有如此才能保证当转子定位后，壳体口环与叶轮口环之间的径向间隙是均匀的，这样就可以避免当温度升高后出现偏磨的现象，进一步提高设备的运行精度及运转周期，降低设备故障率。
3）为了尽量减小温度对泵转子的影响，应确保泵的入口阀不存在任何泄漏现象，因为入口阀存在泄漏，使得转子上零部件部分受热，长久泄漏造成转子在备用的状态下就存在热弯曲，这样大大提高了设备在试运行时动静之间摩擦几率，缩短了设备的运行寿命。
4）设备振动突然异常时，应及时查清振动产生的根本原因所在，并采取合理的方案进行解决，特别是设备运行中出现动静摩擦的现象时，最好的解决方案就是停车后检查产生摩擦的原因，尽早消除，避免大的设备事故的发生。
5）坚强设备巡检，随时检测轴承温度及振动情况，全面掌握设备运行过程中的各种技术参数。
7 结论
本次设备故障的处理情况说明状态监测对预知设备故障的重要性，避免了大的设备事故的发生，保证了装置的正常运行。
参考文献
[1]沈庆根.化工机器故障诊断技术[M].浙江大学出版社，1994（2）.
作者简介
曾廷付（1976-），男，汉族，重庆云阳人，工程师，兰州石化设备维修公司，工学学士，研究方向：炼油化工设备维护。
马春燕（1980-），女，汉族，甘肃兰州人，兰州石化设备维修公司，研究方向：炼油化工设备维护。