卧式离心泵滚动轴承故障分析及防范措施

卧式离心泵滚动轴承故障分析及防范措施

谢红军任龙军张俊峰梁小辉

长庆油田分公司第一采气厂内蒙古鄂尔多斯017000

摘要：离心泵作为化工厂运行主要动设备发挥着重要作用。但由于离心泵滚动轴承故障，导致离心泵频繁维修，影响正常生产。本文结合化工厂设备岗多年运行实践和维修经验，分析了离心泵滚动轴承故障的机理，重点从使用环境、润滑、安装、运行与监测等四个方面提出了防止离心泵滚动轴承过早故障的技术措施。从而减少滚动轴承损耗，确保机泵的平稳运行。

关键词：离心泵；滚动轴承；润滑

一、概述

滚动轴承是离心泵的最为常用配件，也是离心泵容易损坏的配件。据统计：在离心泵日常维修中，滚动轴承的故障约占整个维修作业的30%。对于大型机泵的维修，更换滚动轴承会带来较大的工作量和维修费用，因此，正确分析离心泵滚动轴承故障的各种形式及影响因素，并探索提高滚动轴承使用寿命的技术途径，对机泵的正常运行具有非常现实的意义。

二、化工厂离心泵滚动轴承使用现状

在离心泵运行时，由于安装不正确、保养不当、环境腐蚀强等原因，滚动轴承出现不同程度的锈蚀，损坏，严重影响了离心泵的正常运行。对离心泵滚动轴承进行更换安装后，虽然能暂时解决机泵运行问题。但不能减弱故障因素对轴承的损耗，滚动轴承使用时间依然受到影响，不能达到经济、高效的目的。要从根本上解决滚动轴承故障问题，就必须针对产生滚动轴承故障的主要因素进行分析，提出合理的解决办法，更彻底地解决离心泵滚动轴承损耗的问题，从而减少设备故障频次，减轻员工维修机泵工作量。

三、离心泵滚动轴承故障分析及对策

经过分析，化工厂离心泵滚动轴承失效主要由于使用环境、润滑、安装、运行四点因素。根据离心泵滚动轴承失效原因提出解决对策，就能有效延长滚动轴承的使用寿命。

（一）使用环境因素

1、因素分析

离心泵轴封一般采用机械密封，机械密封与轴承盒相距很近，如果滚动轴承盒密封不严或者机械密封故障刺漏，污水直接溅入轴承盒，与轴承盒内润滑油混在一起，以致腐蚀轴承工作表面，产生锈蚀氧化物。另外离心泵运行时杂质颗粒或微小的灰尘进入滚动轴承，或者离心泵维修时轴承和泵轴清洗不彻底，泥沙等污染物进入滚动体内，加速轴承的磨损，使滚动体表皮剥落产生噪声和振动。

2、对策

保持滚动轴承及其周围环境的清洁，轴承室密封性要好，严禁水分或其他异物进入润滑剂内，防止滚动轴承的锈蚀。停泵时应采取防锈措施，根据离心泵维护作业标准，定期对滚动轴承进行维护和保养，一般滚动轴承每运转1500h后清洗一次，且至少每半年换油或清洗一次。机泵在解体维修时，应防止泥沙、水分和铁锈进入滚动轴承。

（二）润滑因素

1、因素分析

润滑质量是滚动轴承正常运行的关键，对轴承的摩擦、磨损、散热、防锈、密封、缓和冲击等起到多种影响和作用。滚动轴承损坏的原因分析表明，30%左右的滚动轴承损坏都与润滑不良有关。

2、对策

正确选择润滑油种类，按照离心泵转速及负荷大小进行选型。粘度是润滑油的重要特性，粘度的大小直接影响润滑油的流动性及摩擦面间形成的油膜厚度，转速较高应选粘度较低的润滑油，负荷较大应选粘度较高的润滑油，而且，大小离心泵所选润滑油不能一概而论。

（三）安装因素

1、因素分析

滚动轴承安装质量直接影响到滚动轴承的精度、寿命和性能。安装方法不正确，如用锤直接敲击滚动轴承，安装力直接通过球体作用在滚道上，通过滚动体传递压力，造成轴承的接触表面凹陷或剥落。当采用热套法装配时，温度控制不当，或者所采用的轴承质量不合格，造成泵轴与轴承之间不良的过紧配合，导致过小的工作游隙。滚动轴承游隙不适当，运转时对轴承温升、噪声和振动等性能均产生影响，从而缩短轴承的疲劳寿命。

2、对策

在安装时尽量使用专用工具，通过相应套圈来传递安装力或力矩，不允许强力冲压和用锤直接敲击滚动轴承，不允许通过滚动体传递压力。离心泵滚动轴承内圈与轴一般为紧配合，外圈与滚动轴承座孔为较松配合，对于中小型离心泵，可用压力机将滚动轴承先压装在泵轴上，然后将泵轴连同滚动轴承一起装入轴承孔座内，压装时在滚动轴承内圈端面上垫铜等软金属材料做的装配套管，装配套管的内径应比轴颈直径略大，外直径应比滚动轴承内圈挡边略小，以免压在保持架上；对于大功率离心泵的安装，因过盈量较大，可以用热装法装配，以避免配合面受到擦伤。我厂热装使用电磁加热，均匀加热至80-100℃，然后尽快装到轴上。

（四）运行因素

1、因素分析

离心泵运行中，若离心泵轴与电机轴同心度差，或者泵轴和叶轮转子不平衡，导致泵轴的挠度偏大，给滚动轴承以附加的过载冲击，造成零件滚动面断裂故障。另外，离心泵运行过程中运行工况点发生变化，实

际运行状态超过离心泵允许性能范围，没有考虑扬程的变化，叶轮进口速度三角形发生改变引起气蚀振动。这种因水力特性产生的振动会使轴承过早故障。

2、对策

（1）滚动轴承滚动声监测。采用超声波检测器（测声器）对运转中滚动轴承的滚动声大小及音质进行检查，及时发现异常情况，并与正常时的声音相比较。正常运转时应是平稳的嗡嗡声，而异常情况则是尖锐的吱吱声或嘶嘶声，滚动轴承即使有轻微的剥离损伤和裂纹，也会发出异常不规则的噪音。

（2）滚动轴承振动监测。振动对滚动轴承的损伤很敏感，例如剥落，划痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在振动测量中反映出来。采用振动测量仪可以测量出振动的大小和频率，通过频谱分析可准确判断出振动源及故障点。

（3）滚动轴承温度监侧。滚动轴承的温度一般通过滚动轴承室外面的温度就可推测出来，如果利用油孔直接测量滚动轴承外圈温度或者使用温度探测器则更为合适。通常滚动轴承的温度随着运转开始逐渐上升，1-2h后达到稳定状态。滚动轴承正常工作温度因离心泵转速及负载情况不同而有所差异。如果润滑或安装不合适，则滚动轴承温度会急骤上升，出现异常高温，这时必须停止离心泵的运转，并采取必要的措施。

四、总结

离心泵滚动轴承运行损耗是不可避免的，但通过合理的方法和对策可以有效延长离心泵滚动轴承的使用寿命。造成离心泵滚动轴承故障的因素诸如使用环境不清洁、润滑状况不良、安装方法不正确，离心泵运行工况不稳定，以及轴承本身存在的质量问题等等，通过具体分析研究，运用合理的手段及管理方式，都可以产生很好的效果，从而确保离心泵的正常运行。