水泵运行中的常见故障与检修措施

2023-02-01吴志兵

科技创新与应用 2023年2期

吴志兵

（国能准能公用事业公司小沙湾水厂，内蒙古鄂尔多斯 010300）

在水泵日常运行过程中，部分企业对于水泵的维修工作会有所忽视，存在着一定的检修工作效果不足问题。如果水泵故障没有迅速处理和解决，会对企业生产造成很大影响，同时降低水泵使用寿命。引起水泵出现故障的原因较多，且不同类型的故障对于检修工作的要求不同，水泵检修工作存在着一定的复杂性，对于检修技术水平要求较高。为此，本文详细介绍了水泵运行的原理，并对当前水泵检修工作中存在的问题进行分析，同时提出多项有效的维修策略，以期能够优化企业水泵检修工作模式。

1 水泵及其工作原理简要介绍

水泵是输送液体或使液体增压的重要机械，其原理是将原动机产生的机械能或其他外部能量输送到液体中，使液体的能量增加，主要输送的液体介质包括水、油、酸碱液、乳化液、悬浮液及液态金属等，也可以输送气液混合物和含有固体悬浮物的液体[1]。影响水泵运行效率参数包括流量、吸程、扬程、轴功率、水功率表及效率等；按照水泵不同的运行原理可以分为容积水泵、叶片水泵等，容积水泵主要是利用其运行室容积的变化传输能量，叶片泵利用回转叶片和水的相互作用输出能量，常见的水泵还有离心水泵、轴流水泵及混流水泵等，不同原理的水泵适应不同的工作场合。不同型号水泵的基本参数见表1。

表1 不同型号水泵的基本参数

以最为常用的离心水泵为例，在离心水泵启动前，需要将水泵和进水管装满水，在离心水泵运行后，叶轮高速转动会产生离心力，叶轮流道中的水会被离心力甩到四周，并在压力的作用下进入蜗壳，叶轮入口处会形成真空状态，水在外界气压的作用下会沿着吸水管进入真空区域，吸入的水又会被叶轮甩出经过蜗壳进入出水管，从而形成循环。通过离心水泵的工作状态可以看出，在叶轮不断高速旋转的状态下，可以实现连续不断的吸水、压水，从而将水提升到高处，将其输送到指定管道中。

2 水泵运行中的常见故障分析

根据上述水泵的基础原理可以看出，水泵运行需要长期处于高强度机械运动状态，且在运行过程中压力水平较高，所以会产生一定的故障问题，主要是因为水泵自身存在质量问题、运行方式不当、缺乏日常维护等原因。本文总结如下几项水泵运行常见故障。

2.1 水泵与电机不同心引起的振动过大问题

水泵与电机轴在不同轴的运行情况下，会导致水泵持续振动，轴心偏差越大则水泵振动幅度越大，过大的振动幅度会导致水泵联轴器被损坏，且长期处于过大振动的运行状态，会导致水泵内部多个机械被破坏，例如水泵底座、机壳等部位的紧固螺丝松动，从而导致水泵运行安全性和稳定性无法得到保障。水泵与电机不同心的故障较为常见，所引起的主要故障为轴心偏差过大，会对水泵运行造成很大影响，所以在对水泵进行检修时，如果发现存在异常振动问题，需要对水泵与电机是否处于正常状态进行检查，如果发现存在较大偏差问题，则需要对其进行维修，确保水泵与电机的轴心偏差在合理范围内，从而能够有效消除振动问题，提高水泵运行稳定性。

2.2 水泵转动零件不平衡故障

在水泵运行过程中，很容易产生水泵转动零件不平衡的故障问题，从而导致水泵运行振动增大或噪音增大。如果水泵机械制造质量不合格，内部零件的尺寸、咬合、紧固等方面存在问题，在水泵运行一段时间后就会出现零件不平衡的问题；在水泵运行过程中，因为水、杂质等会对水泵零件造成不同程度的磨损，且因为杂质结垢会导致水泵运行受阻，从而会导致水泵振动强度增加，或导致水泵运行出现异常噪音；当有杂质进入水泵转子后，或水泵零件出现破损，都会引起振动过大的问题。转动零件对于离心式等水泵具有重要的作用，是其水泵产生能量的核心部位，所以必须确保水泵转动部件不存在质量问题，否则会导致水泵运行出现异常。

2.3 电机运行负荷过大引起的故障

在水泵运行过程中，电机出现运行负荷过大的情况时，就会导致水泵运行出现一定故障，除了水泵配套电机功率较小，还会因为水泵出现异常运行导致电机运行负荷增加。水泵运行对于电机的运行负荷具有明确要求，必须确保电机运行负荷处于规定范围内，但是如果配套电机功率较小，而水泵功率较大，则会导致电机运行负荷超出其荷载范围，从而导致电机出现故障，连带水泵运行出现故障；当水泵内部零部件出现损坏、杂物进入水泵等问题时，水泵异常运行需要更大的电力荷载，此时电机运行负荷就会增加，从而导致水泵出现故障问题，这是一项较为常见的故障，该故障判断较为简单，主要通过对电机运行状态进行观察即可得到检修结果。

2.4 杂物进入泵腔引起的振动过大故障

当过多杂物或过大体积的杂物进入水泵泵腔后，会导致其叶片运行受到阻碍，叶片运行速度降低，或被完全卡阻无法运行，此时水泵会发出较大的振动和异常声响，同时水泵输水量会降低。因为水泵运行需要输送大量的液体，液体中含有一定的固体悬浮物，当固体悬浮物进入水泵内部堆积到一定体积后，就会导致水泵运行受到阻碍，该故障引起的原因主要是缺乏日常维护，需要定期对水泵内部进行清理。

2.5 水泵腐蚀故障问题

固体和液体在水泵输送过程中，其相对运动会对水泵内部零部件产生一定的磨损和腐蚀作用，当水泵在大负荷、大流量运行状态下时，水流和气泡的高速旋转运动会与水泵产生气蚀和噪音，从而降低水泵出水量。水泵内部结构腐蚀是水泵最为常见的故障类型，会导致水泵出现出水量不足故障问题，同时会对水泵内部结构造成很大破坏，所以当发现水泵出现出水量不足的问题时，首先需要查明具体原因，根据故障原因对其进行维修。

3 导致水泵运行出现故障的主要因素分析

上文所阐述的水泵多项运行故障问题，往往不是由于单一因素，而是多种因素共同作用，根据水泵运行故障类型，引起水泵故障的因素通常包括如下几项。①水泵自身存在质量问题。水泵在生产和制造过程中，如果其材料、零部件加工、安装等环节出现问题，会导致水泵自身存在较多质量问题，在水泵运行一段时间后，就会出现零部件磨损过大、腐蚀过大等情况，从而导致水泵出现多种故障，对水泵运行效率和安全会产生很大影响，所以在对水泵进行检修时，必须对其零部件及整体安装质量进行检测，进而明确存在质量问题的零部件，采用更换质量合格零部件的维修措施。②操作不当引起故障。水泵运行对于具体的操作具有明确规定，但是如果管理人员所采用的操作不符合该水泵的标准和规定，就会导致水泵运行出现质量问题，违规操作可能直接引起故障，还可能会埋下安全隐患，在水泵运行一段时间后出现故障问题，所以管理人员需要明确水泵的具体操作规定，严格按照操作标准进行处理。③日常检修工作力度不足。因为水泵长期处于高强度、高压运行状态，所以企业必须定期对水泵进行检修，能够有效避免多种故障问题发生，但是部分企业出于对检修成本的考虑，针对水泵的日常检修工作力度不足，缺乏科学的检修工作规划，导致许多长时间累积的故障问题没有及时处理，例如泵腔进入杂物导致叶轮转动受阻故障，如果企业能够在日常工作中对其进行检修，及时清理杂物，则能够避免该类型故障问题发生，但是显然部分企业当前的检修工作力度不足，为此需要建立合理的检修计划，加大日常检修工作力度，采用预防性检修手段，是保证水泵运行安全性的重要方式。

4 水泵运行常见故障的有效检修措施分析

当水泵运行出现故障问题时，不仅会导致液体介质输送效果受到影响，更为严重的是会引起安全问题，对企业以及用户会产生很大安全威胁，所以企业必须加强对水泵运行故障的检修，降低各项水泵运行故障发生率，并提高水泵检修工作及时性和实效性，将故障控制在合理的范围内，这是保障水泵安全、稳定运行的重要基础。针对不同水泵运行故障，以及管理工作存在的问题，本文提出如下多项优化措施。

4.1 水泵零件不平衡故障检修措施

以水泵叶轮零件不平衡故障为例，当检修人员观察到水泵出现振动幅度过大、运行噪音过大问题时，首先需要考虑是否存在叶轮不平衡的问题，所以检修人员首先需要对叶轮的平衡状态进行检查，观察叶轮是否出现损坏、变形等情况，如果叶轮故障较为严重，则需要更换新叶轮。叶轮平衡状态的检查方法是将叶轮放置在平衡架上，并对其初始位置进行标记，之后将叶轮进行转动，等到叶轮自然静止后进行重新标记，并再进行转动，如果所记录的标记与初始记录处于相同位置，这说明叶轮已经出现不平衡的问题。根据检查结果，如果叶轮没有出现明显的损坏，对叶轮进行调整即可，但是如果叶轮出现明显的破损现象，需要更换新的叶轮，严禁使用存在故障的叶轮[2]。

4.2 水泵与电机不同心故障检修措施

泵轴与电机轴不同心是水泵出现的主要故障，需要采用专业的检修方法。检修人员需要使用专业的测量仪器对联轴器的间隙程度进行测量，检修人员需要对联轴器的连接螺旋进行处理，将磁性表座和百分表固定在联轴器的轴口位置处，并对测量表的位置进行反复调试，直到其能够准确测量，从而能够提高测量的精准度和可靠性，之后需要转动泵轴，对联轴器的偏移程度进行测量，通常情况下水泵联轴器的间隙在0.1 mm左右，偏差不允许超过0.2 mm，如果检修结果发现偏差过大，则需要根据检测结果对联轴器进行调整，使其间隙满足标准规定要求，从而能够解决水泵与电机不同心的故障，恢复水泵正常运行状态[3]。

4.3 水泵运行振动过大故障检修措施

振动幅度过大是水泵运行中最为常见的故障，其主要原因为叶片损坏、叶片与泵体摩擦较大等，所以在检修工作中，需要重点加强对这2方面的检查与维修。在检修过程中，如果发现叶片出现损坏、脱落、击碎等问题，则需要立即更换新叶片，防止故障进一步扩大，从而确保水泵正常运行；水泵在长期处于高强度的运行情况下，泵轴可能会出现弯曲、变形等问题，当泵轴变形达到一定程度后，叶片就会与本体之间发生摩擦，从而导致出现杂音和振动幅度过大的故障。针对该故障，检修人员需要对转子部分的垂直程度进行检查，如果发现垂直出现偏差，则需要进行校对和调整，使泵轴恢复原形，从而避免叶片与泵体之间出现摩擦，则能够有效解决水泵振动过大的问题[4]。

4.4 电机负荷过大故障检修措施

针对水泵电机运行负荷过大的问题，如果没有第一时间进行检修，会导致电机与水泵受到不同程度破坏。综合来看，电机运行负荷过大主要是因为电机功率较小及水泵异常运行，所以在检修过程中，首先需要查明当前使用的电机功率是否与水泵运行功率相匹配，如果电机功率较小，则需要更换功率适配的电机，从而能够避免电机与水泵不匹配的问题；当检修结果显示电机与水泵功率匹配，却仍然存在电机运行负荷过大的问题时，需要对水泵运行状态进行检查，从而确定当前水泵运行状态，如果在检查过程中发现传动装置螺栓松动，检修人员需要对传动装置中所有的螺栓进行紧固，从而使水泵运行恢复正常状态。

4.5 水泵进入杂物故障检修措施

水泵在长期运输液体的情况下，会堆积一定的杂物，使叶片等零件的正常运行受到阻碍，因此检修人员要对水泵内部进行全面的清理，如果水泵内部杂物污染较为严重，检修人员可以在利息泵的进水口处安装阻拦污物的装置，将较大体积的污物阻拦在入水口之外，从而有效防止水泵内部出现杂物，可以选择拦污栅、过滤网等工具防止水泵内部出现损坏等情况，提高水泵的使用寿命，避免水泵出现振动幅度过大、杂音等故障。

4.6 水泵腐蚀问题检修措施

水泵所输送的主要材料是液体、油品及固液混合物，在液体长时间的作用下，会导致水泵内部结构被腐蚀，例如出现气蚀现象，当腐蚀程度达到水泵内部结构所能承受的阈值时，就会导致内部零件无法正常运行，从而出现杂音和振动幅度过大的故障。针对水泵内部结构腐蚀问题，检修人员可以通过打开或关闭出水口检修阀门，将水泵的水流量调整到正常范围，并对腐蚀程度较为严重的部件进行更换，也可以适当增加一些防腐设施和防腐材料，有效消除腐蚀故障。腐蚀故障需要企业定期对其进行检测，因为该故障无法完全避免，是水泵运行必然会出现的一种故障，通过加强日常检修，能够将腐蚀故障控制在合理范围内。