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石油化工流程泵振动过大,是基础安装不稳还是转子不平衡?
石油化工流程泵振动过大,基础安装不稳和转子不平衡确实是常见原因,此外还有其他因素也可能导致这一问题,以下为你详细分析:
基础安装不稳
1.基础强度不足
原因:在建造泵的基础时,如果混凝土强度等级未达到设计要求,或者基础内的钢筋配置不合理,就会使基础无法承受泵运行时产生的力。例如,基础混凝土浇筑过程中,振捣不密实,导致内部存在空洞,降低了基础的整体强度。另外,设计时对泵运行时的动载荷估计不足,选择的基础强度不够,在泵运行一段时间后,基础可能出现裂缝、下沉等问题,从而引发泵的振动。
表现:泵运行时,能感觉到基础有明显的晃动,同时伴有较大的低频振动。通过检查基础表面,可能会发现裂缝,使用专业仪器测量基础的沉降情况,会发现基础有不均匀沉降。对基础混凝土进行强度检测,其强度可能低于设计值。
2.基础与泵的连接松动
原因:泵在长期运行过程中,由于振动、温度变化等因素,基础与泵之间的连接螺栓可能会逐渐松动。例如,螺栓的预紧力不足,在泵启动和停止过程中的冲击作用下,螺栓容易松动。另外,环境中的腐蚀介质可能会使螺栓生锈、腐蚀,降低螺栓的紧固力,导致连接松动。
表现:能听到泵与基础连接处有明显的撞击声,振动呈现出不规则的特点。检查连接螺栓,会发现螺栓有松动现象,部分螺栓可能出现锈迹或腐蚀痕迹。重新紧固螺栓后,振动情况可能会暂时改善,但运行一段时间后,振动又会增大,说明连接松动问题未得到根本解决。
3.基础平整度不符合要求
原因:在基础施工过程中,如果基础表面的平整度控制不好,泵安装后,其底座与基础不能充分接触,会导致受力不均。例如,基础表面局部凸起或凹陷,使泵在运行时,部分底座悬空,无法均匀传递振动和力,从而引发振动过大。
表现:泵运行时,振动方向可能会发生变化,且在不同位置测量的振动幅值差异较大。使用水平仪测量基础表面的平整度,会发现其超出了规定的公差范围。对基础表面进行修复,使其平整度符合要求后,泵的振动情况会有所改善。
转子不平衡
1.制造加工误差
原因:在转子的制造加工过程中,由于工艺水平、设备精度等因素的限制,可能会导致转子的质量分布不均匀。例如,叶轮在铸造或加工过程中,可能会出现局部壁厚不均匀的情况,使得叶轮在旋转时产生不平衡离心力。另外,轴的加工精度不够,如圆柱度超差,也会导致转子在旋转时偏离中心轴线,产生振动。
表现:泵在运行时,振动频率与转子的转速相对应,一般为1倍频或2倍频。通过振动频谱分析,可以确定振动的频率特征。对转子进行质量检测和几何尺寸测量,可发现叶轮壁厚不均匀或轴的圆柱度不符合要求等问题。
2.转子部件磨损
原因:石油化工流程泵输送的介质往往具有腐蚀性、含颗粒等特点,长期运行会使转子部件受到磨损。例如,叶轮的叶片在介质冲刷下,会出现局部磨损,导致叶轮质量分布发生变化,从而产生不平衡。另外,轴套、密封环等部件的磨损,会使转子的径向间隙增大,转子在旋转时更容易产生晃动,加剧不平衡振动。
表现:随着泵运行时间的增加,振动逐渐增大。检查转子部件,可发现叶轮叶片有明显的磨损痕迹,轴套、密封环等部件的磨损量超过了允许值。对磨损的部件进行修复或更换后,泵的振动情况会得到改善。
3.转子上有异物附着
原因:在泵运行过程中,介质中的杂质、颗粒等可能会附着在转子上。例如,当输送的介质含有泥沙、铁锈等杂质时,这些杂质可能会在叶轮表面逐渐堆积,改变转子的质量分布,导致不平衡。另外,如果泵在检修后,内部残留有工具、零件等异物,也会使转子失去平衡。
表现:振动突然增大,且振动情况不稳定。对泵进行解体检查,可发现转子上有异物附着。清理转子上的异物后,泵的振动恢复正常。
其他因素
1.泵与管道系统的共振
原因:泵与管道系统的固有频率如果与泵的运行频率接近或相等,就会发生共振。例如,管道的支撑设置不合理,导致管道的刚性不足,其固有频率降低,容易与泵的运行频率产生共振。另外,管道的走向、弯头数量等也会影响管道系统的固有频率。
表现:泵和管道都会出现强烈的振动,振动幅值比正常情况大很多。通过改变泵的运行频率(如调节电机转速),观察振动幅值的变化,如果振动幅值随着频率的改变而明显减小,说明存在共振现象。对管道系统进行模态分析,可确定其固有频率,通过调整管道的支撑、改变管道走向等方式,避开共振频率。
2.密封装置故障
原因:泵的密封装置(如机械密封、填料密封)出现故障时,会影响泵的正常运行,导致振动增大。例如,机械密封的动静环磨损、变形,会使密封性能下降,同时产生不平衡力,引发振动。填料密封如果压得过紧或过松,也会导致轴的受力不均,引起振动。
表现:从密封处可能会有介质泄漏,同时泵的振动增大,振动频率可能较为复杂,包含多种频率成分。检查密封装置,可发现动静环磨损、填料老化等问题。对密封装置进行修复或更换,调整密封的压紧程度,可使泵的振动恢复正常。
3.联轴器不对中
原因:泵与电机之间的联轴器在安装时,如果没有精确对中,会使泵轴和电机轴不同心。例如,联轴器的径向偏差、轴向偏差或角度偏差超过允许值,在泵运行时,会产生周期性的不平衡力,导致振动。另外,在设备运行过程中,由于基础沉降、管道应力等因素,也可能使联轴器的对中情况发生变化。
表现:振动以1倍频为主,同时伴有一定的轴向振动。通过使用激光对中仪或百分表对联轴器进行检测,可发现其不对中偏差超出了规定范围。对联轴器进行重新对中调整后,泵的振动情况会得到明显改善。