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柱塞泵常见故障原因分析及预防措施

浏览次数:13 次 更新时间:2020-06-11

 通过认真分析故障发生的原因,采取相应的预防措施,可以避免故障的发生。对于延长机泵设备的使用寿命,降低设备维修费用,确保注水任务的完成,具有十分重要的意义。下面我们对几种常见故障的征兆进行描述,并对原因进行分析,对防止发生故障的措施进行探讨,以期达到最大限度的发挥机泵设备的效能,提高经济效益的目的。

一、 烧轴瓦、曲轴研伤故障

(一) 故障现象

这类故障出现时一般表现为曲轴箱温度升高,电机电流升高,机油颜色变黑等。在检查过程中一旦发现这种情况应及时停泵检查,并采取相应的措施。如果检查处理不及时,就会发生烧瓦、抱轴事故,导致曲轴研伤,严重时甚至曲轴报废。

(二) 原因分析

造成这类事故的原因很多,但主要原因是由于轴瓦和轴颈之间润滑状况恶化而产生的。

1、 机油变质、机油杂质过多、进油孔堵塞、机油过少、机油牌号不对。

(1) 当曲轴箱由于某种原因进水,会使机油乳化呈现乳白色,粘度下降。使机油在轴瓦和轴颈间的附着能力下降,影响润滑油膜的形成,这时容易在轴瓦和轴颈之间形成粘合磨损,导致轴瓦表面粗糙度增大,摩擦力增大,温度升高,最后发生烧瓦事故。

(2) 机油中的杂质主要是机油中的砂粒、灰尘以及泵内金属磨屑,这些杂质进入轴瓦和轴颈间隙中,使轴瓦嵌油面积减小,并形成磨粒磨损,同时机油中的杂质过多还容易堵塞轴瓦盖上的机油流道,使轴瓦间隙内供油不足产生粘合磨损。这两种磨损共同作用的的结果使轴瓦温度升高,间隙变小,最后导致烧瓦事故。

(3) 由于柱塞泵采用的是飞溅式润滑,当机油液位低于规定的下限时,曲轴及连杆的带油能力下降,造成轴瓦和轴颈间的供油不足,不能形成足够的润滑油膜,进而产生粘合磨损,如果不及时补加机油,就会出现轴瓦与轴颈干磨,发生烧瓦甚至抱轴事故。

(4) 柱塞泵要求使用规定牌号的机油(CC15W/40),如果机油牌号不对,粘度过大流动困难,机油不能顺利进入轴瓦和轴颈间隙内,就会造成供油不足。如果选用粘度低的机油,使机油在轴瓦间隙内附着能力下降,油膜承载能力下降,这些因素都容易造成粘合磨损,继而出现烧瓦事故。


2、变频调速系统的影响

用变频调速系统控制的注水泵,是根据系统压力的设定自动调节泵的频率和转速,有时由于频率低,电机转速低。此时曲轴连杆带油能力下降,机油不能连续进入轴瓦内,不能在轴瓦间隙中形成稳定的油膜,因此,当泵速过低时,易形成粘合磨损。


3、启泵前未盘泵和空载运行、启泵后马上升压甚至带压启泵

长时间停运的泵曲轴箱内机油温度低,粘度大、流动性差,如果启泵前未经盘泵和空载运转,启泵后马上升压或带压启泵,此时没有足够的机油进入轴瓦间隙内,就会产生短时间的粘合磨损。如果长期使用这种方法操作,就会使轴瓦、轴颈摩擦面积增大,润滑状况进一步恶化,从而产生烧瓦事故 。


4、液力端阀片损坏,连杆在返回的行程受高压水推动,造成轴瓦和轴颈的冲击、交变载荷次数增多,引起轴瓦温度升高。


(三) 预防措施

要避免这类事故发生,就必须做到以下几点


1、必须做到定时巡回检查,发现曲轴箱温度升高超过上限时立即停机(超过环境温度35CO)。在检查箱体温度时应与正常运行时的温度作比较,一旦发现温升速度较快,立即采取措施停泵检查。

2、在检查中发现机油颜色变白,应及时清洗曲轴箱更换机油(擦拭曲轴箱内部只能用毛巾而不能用棉纱)。

3、当机油液位下降低于下限时,及时补加机油,并更换漏油的油封。

4、发现机油颜色变混浊及时停泵检查原因,清洗曲轴箱,检查是否烧瓦。

5、使用规定牌号的机油,并对机油进行三过滤。

6、要求运行3000~5000小时进行一次二保,检查轴瓦是否磨损,间隙是否合格。

7、新泵或大修泵要作好磨合工作,连续空载运行不少于24小时,各个压力阶段试运不少于8小时,并按5MPa间距逐步加压。运行500小时后,清洗曲轴箱更换机油。

8、对于变频泵转速较低时对轴瓦润滑产生的影响,可以设定逆变器的最低频率(不低于25HZ),也可以调整泵的柱塞直径。

9、严格按照操作规程操作,启泵前盘泵检查有无卡阻,空运5分钟后再逐步加压(冬季空运时间不低于10分钟)。

10.用变频控制的泵站,在启泵、停泵时按照公频启、停泵方式操作。

11、及时更换损坏的阀片。


二、十字头磨损、滑道拉伤

(一)故障现象

这类故障与烧瓦、曲轴研伤故障征兆基本相同,在烧瓦的同时往往也伴有十字头磨损、滑道拉伤和连杆销轴、铜套的磨损现象发生。此类故障往往是相互作用相互影响的。这类故障发生后,如果处理不及时,往往造成十字头滑道和十字头的严重损伤。


(二)原因分析

导致这类事故的原因主要有以下几个方面:

1、由于十字头和滑道的润滑状况恶化而产生的,他的形成机理与烧瓦、曲轴研伤的形成机理相同。

2、由于轴瓦研伤后会产生大量的金属磨屑,这些磨屑进入到十字头和滑道间隙内产生磨粒磨损,从而导致十字头磨损和滑道拉伤。

3、由于铜套或销轴松动,在十字头内产生轴向窜动,并与十字头滑道直接接触产生磨擦,从而导致拉缸事故。

4、因曲轴轴向窜动量过大,造成十字头和滑道偏磨,导致拉缸事故。

5、由于连杆弯曲导致十字头和滑道偏磨,造成拉缸事故.(这种故障一般在大修试运时出现)


(三)预防措施

要避免这类事故的发生,除了采取防止烧瓦的措施以外,还应注意以下几点:

1、检查曲轴的窜动量,如发现窜量过大,( )及时修理。

2、定期清洗曲轴箱,检查有无铜屑,并过滤机油。

3、铜套和销轴松动后发生轴向窜动一般不容易检查,这就要求在泵装配时一定按规定的过盈量装配,铜套的装配采用冷装配工艺。

4、控制大修质量,不能安装弯曲变形的连杆。

5、由于箱体温度过高在短时间内可造成大的事故(75oC),所以在泵上安装温度超限自动保护装置,可以有效地避免事故的发生。


三、皮带容易烧

(一)故障现象

这类故障一般表现为皮带打滑,有刺耳的摩擦声,泵转数降低,皮带弹跳,并且有焦糊味。发现这种情况应及时停泵,调整皮带松紧度并调整四点一线合格,如处理不及时将导致烧皮带。


(二)原因分析

这种故障产生的原因一般有以下几点:

1、两个皮带轮槽不对正,四点一线误差太大,运行时皮带弹跳,皮带与轮槽偏磨,接触面积减少使皮带磨损速度加快。

2、皮带过松,使皮带打滑,导致烧皮带。

3、更换新皮带后,皮带拉长未及时调整松紧度,致使皮带打滑而烧皮带。

4、皮带型号不对,皮带宽度与电机轮槽不符,造成皮带不能完全嵌入槽内,接触面减小,导致烧皮带。

5、皮带粘有油污,降低摩擦系数,产生打滑现象,导致烧皮带。

6、皮带轮轮槽磨损造成皮带与轮槽接触面减小,皮带打滑,导致烧皮带。


(三)预防措施

1、选用规定型号质量优质的皮带,如果发现皮带因过松而打滑立即停泵调整。

2、调整皮带时要求两轮对正,误差不能超过2mm。

3、发现皮带轮与皮带之间有油污,应将油污擦掉。

4、四点一线调整不合格时,应调整电机皮带轮轴套的位置,达到两轮对正。

5、更换磨损的皮带轮。


四、泵整机振动超限

(一)故障现象

发生这种故障一般表现为整机振动,噪音增大,流程焊口部位经常刺漏,压力表指针摆动过大,管线颤动。一旦发现震动过大应及时处理 ,避免发生其他事故。


(二)原因分析

造成整机振动超限的原因主要有:

1、曲轴轴向窜动量过大。

2、十字头挺杆与柱塞杆连接卡子松动。

3、轴瓦连接螺丝松动。

4、电机轴弯曲,电机转子动不平衡。

5、电机或泵滚动轴承损坏。

6、泵基础固定螺丝松动。

7、填料总成压盖松动退出,与连接卡子发生撞击。

8、泵供液不足造成打空泵。

9、吸入稳定器胶囊损坏,吸液阀进液不平稳。

10、阀片固定螺丝松动退出,阀片及弹簧座撞击泵头。

11、管线悬空未固定,造成管线抖动,引起泵体振动过大。


(三)预防措施

1、在巡回检查过程中注意观察柱塞连接卡子、总成压盖是否松动,电机固定螺丝、泵基础固定螺丝是否松动,有问题及时整改。

2、检查流程及喂水泵,防止泵抽空。

3、检查曲轴串量和轴瓦连接螺丝。

4、更换稳定器胶囊,启泵前放净气体。

5、发现泵头温度升高及时检查阀片。

6、电机或泵轴承温度升高,噪音增大,及时检查更换。

7、固定进出口管线,砸紧垫铁。


五、曲轴油封和挡油头油封漏油

(一)故障现象

这类故障表现为曲轴油封和挡油头油封部位的漏油,长期漏油不仅造成机油的浪费,而且严重时如发现不及时会造成箱体缺油,产生抱瓦拉缸事故。


(二)原因分析

1、油封装配不当或倾斜,弹簧脱落。

2、油封损坏,唇口磨损。

3、油封压盖退扣松动 。

4、十字头挺杆外表面拉伤或砸伤。

5、曲轴油封部位轴颈表面损伤,油封磨损。

6、油封盒密封圈损坏、回油孔堵塞或回油孔安装位置错误。


(三)预防措施

1、检查油封是否完好,如损坏及时更换,并按正确的方法装配。

2、发现挡油头油封压盖松动及时紧固。

3、及时更换外表面损伤的十字头挺杆。

4、轴颈表面损伤的,用锉挫平。

5、更换油封盒密封圈,调整回油孔位置在下部。


六、柱塞密封填料刺漏严重

(一)原因分析

1、密封填料磨损或数量不够。

2、填料总成压盖松。

3、铜压盖和导向环磨损过大超过1mm。

4、填料总成内弹簧断。

5、柱塞杆表面拉伤或有腐蚀孔洞。

6、十字头挺杆与柱塞不同心,造成偏磨铜压盖、导向环,并且柱塞杆与填料之间有间隙。

7、填料总成密封垫刺坏。


(二)预防措施

1、及时更换磨损的填料、柱塞杆、弹簧、铜压盖、导向环。

2、检查填料压盖的松紧程度,发现松动及时紧固。

3、紧固填料总成法兰螺丝时要对角紧固,并且按分次、交叉、对称的方法,使每条螺丝紧固力矩基本相同,达到柱塞杆凸台与十字头挺杆孔自由嵌合。

4、更换填料总成密封垫。


七、泵头刺裂

(一)故障现象

1、这类故障产生后会出现泵效下降,压力降低,听泵头内有刺水的声音。

2、泵头刺裂严重时泵头阀座部位有温度升高的现象。

3、更换阀座、阀片泵效没有改变,用手摸有明显刺出的沟槽。


(二)原因分析

1、泵头制造缺陷,阀座孔部位有裂纹、砂眼等。

2、由于阀座孔表面锈蚀,导致阀座孔与阀座之间有缝隙,高压水从缝隙中进入低压区,因而使阀座孔内表面受到冲刷,时间长了就会刺成沟槽。

3、密封圈失效导致高压水直接冲刷阀孔内壁,造成泵头刺裂。


(三)预防措施

1、提高泵头制造质量,减少裂纹、砂眼等内部缺陷。

2、更换阀座时检查阀座质量,要求表面光滑。凡是质量不合格的不能装入。

3、安装前对阀座孔除锈并涂油。

4、及时更换失效的密封圈。


八、泵效下降

(一)故障现象

泵容积效率下降可用下列几种方法判断:

1、听泵头内的声音判断,此时泵头内有“刺刺”的刺水声。

2、摸泵头阀座部位,有温度升高的现象。

3、观察进出口压力表的波动情况,如进口压力表波动较大,说明进液阀片不严。如出口压力表波动较大,说明排液阀片不严。

4、在注水井未调整配注系统管网无漏失的情况下,干线压力下降。

5、通过单泵出口管线上流量计读数判断,排量下降。

6、通过电流判断,一般电流下降5~10%阀片有漏失。


(二)原因分析

泵效下降是由于泵头内高压区或低压区密封不严所造成的,主要有以下几个原因:

1、由于阀片破裂变形,以及阀座、阀片表面刺出沟槽等原因使阀座阀片表面密封不严。

2、由于阀片复位弹簧断裂,阀片不能及时封住阀座孔,造成高压水返回低压区。

3、阀座孔道内进入异物,将阀片顶起,使阀座阀片密封不严。

4、由于泵头刺裂,高压水返回低压端。

5、排出阀座密封圈损坏。


(三)预防措施

1、定期检查阀座阀片,更换复位弹簧和密封圈。

2、发现泵头刺裂时,及时修复泵头。

3、选择优质的阀座配件,并按正确的方法组装。

4、定期清洗进口过滤缸,检查滤网是否损坏。

5、对泵进出口流程施工后,启泵前应将管线冲洗干净,避免焊渣进入泵头内。


九、电机轴承跑高温

(一)故障现象

这类故障发生在电机前轴承,一般表现为轴承端盖温度升高(超过80CO)电机噪音增大,(有骨碌骨碌的声音)一旦发现这种情况,应及时停泵检查,否则会导致轴承损坏,严重时可造成电机抱轴事故。

(二)原因分析

产生这类故障的原因主要有压力下几个方面:

1、电机轴承盒内缺油,造成滚动体与滚道之间干磨,摩擦阻力增大,产生热量使轴承部位温度升高。

2、润滑脂牌号不对或油脂变质,导致轴承温度升高。

3、由于轴承和端盖镗孔间隙大,造成电机轴承跑外圈,轴承外套与镗孔干磨,使轴承温度升高。

4、轴承端盖紧固螺丝松紧不一致,使轴承偏斜,滚动体与滚道偏磨,导致温度升高 。

5、传动皮带调整过紧使轴承受力侧无间隙,造成滚动体与滚道之间干磨,使轴承温度升高。

6、变频方式启停泵的影响

使用变频调速的泵站,在启泵时采用将出口闸门打来,回流闸门关闭带压启泵的方式,而停泵时采用不开回流闸门卸压突然紧急停泵的方式。在启泵、停泵过程中轴承和电机轴都承受巨大的冲击载荷,这都加快了滚珠和滚道的磨损,时间长了磨损加剧,引起轴承跑高温。

7、变频泵转速慢,电机散热能力下降。


(三)预防措施

要避免此类事故的发生必须做到以下几点:

1、定期对轴承保养,加够润滑脂,并使用规定牌号的润滑脂。

2、经检查跑外圈的轴承端盖,可以用扁铲在轴承孔壁上均匀打出毛刺,再将轴承装入端盖。

3、调节端盖螺丝力矩一致,达到轴承和镗孔中心线重合。

4、更换皮带及调整皮带时,要求松紧程度合适。

5、使用变频调速的泵站,启泵时先将回流闸门打开,在无压力情况下启泵,停泵时先打开回流闸门卸压,然后再停泵。

6、设定变频泵最低频率为25HZ。


结束语:

1、柱塞泵常见故障与设备制造、维修保养、使用操作都有密切的关系。制造、修理是基础,保养、使用操作是关键,所以必须加强现场管理工作,特别是加强润滑油管理工作。

2、柱塞泵有些故障不是孤立的,有时是相互影响、相互作用的,有时一种现象可能有几种故障的可能。因此,必须以综合分析的方法判断故障产生的原因。为了准确查找故障部位,可以采取分段处理的方法。即:卸掉皮带空试电机、卸掉连接卡子空试动力端、逐步带压检查诊断,从而找出产生故障的真正原因,进而排除故障。

3、开展柱塞泵故障的分析工作,使操作者掌握故障发生的征兆,采取相应的预防措施,对避免机械事故的发生,延长机泵的使用寿命,都具有十分重要的意义。


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