石油化工流程泵常见故障：振动大、泄漏、轴承损坏？机械与密封问题深度解析

一、石油化工流程泵常见故障概述

石油化工流程泵广泛应用于高温、高压、高腐蚀、易燃易爆等严苛工况下，用于输送原油、成品油、化工原料、浆料、酸碱液等特殊介质。这类泵一旦出现故障，不仅会影响生产连续性，更可能引发泄漏、火灾、爆炸等重大安全事故。

在实际运行中，振动大、泄漏、轴承损坏是流程泵最常见的三大故障类型，它们既可能是单一问题，也可能是相互关联、互为因果的综合性故障，尤其是振动大会加剧密封和轴承的损伤，而密封失效又可能导致润滑不良或杂质进入，从而进一步损坏轴承和转子系统。

二、故障深度解析：机械与密封问题

一）振动大的故障分析

1.故障表现

•泵在运行时出现明显抖动，泵体、底座、管道甚至相连设备共振；

•伴随异常噪音，如金属撞击声、水力噪音、汽蚀引起的爆裂声；

•振动值超出正常范围（例如振动速度长时间超过4.5 mm/s），可能触发报警；

•联轴器、地脚螺栓、管道支架等部位受力异常，甚至出现松动或断裂。

2.主要原因

（1）机械因素

•泵与电机对中不良（轴不对中）：这是引起振动最常见的机械原因。包括轴向、径向或角度偏差，长期运行会加速轴承、联轴器磨损，甚至导致轴弯曲。

•转子不平衡：叶轮遭受腐蚀、磨损、结垢或有异物附着，导致质量分布不均，旋转时产生不稳定的离心力。

•轴承问题：如轴承磨损、游隙过大、预紧力不足、润滑不良，造成转动部件不稳定。

•基础不牢固或地脚螺栓松动：泵体支撑刚度不足，无法有效抑制振动传递，甚至放大振动。

•联轴器故障：弹性元件老化、损坏，或联轴器本身加工精度差，导致动力传递不平稳，产生周期性冲击。

（2）水力因素

•汽蚀现象：当泵的入口压力过低（低于液体的汽化压力），或介质温度过高，液体局部汽化形成气泡，随后在高压区迅速破裂，产生强烈冲击，不仅引发振动，还会损伤叶轮和泵壳。

•偏离设计工况：如流量过低（小流量运行）、系统阻力异常、阀门节流不当，导致泵内流场不稳定，产生涡流、脱流、水锤等现象。

•内部磨损或结垢：叶轮、壳体、导叶等过流部件因介质腐蚀、冲刷或结垢导致流道变形，流体力学特性改变，引发水力不平衡和振动。

（3）安装与操作因素

•管道应力未有效消除，泵进出口管道未采用柔性连接，管道力直接作用在泵体上；

•泵启动前未充分暖泵、排气或未按照操作规程逐步升速；

•工况频繁波动、未做适应性调整，使泵长期处于不稳定运行状态。

3.解决思路

•定期进行泵与电机联轴器对中检测与调整，推荐使用激光对中仪，确保同心度与角度偏差符合标准；

•检查叶轮是否存在腐蚀、结垢或异物，必要时进行动平衡校正；

•加强泵体基础支撑与地脚螺栓检查，确保泵座刚性足够，避免共振放大；

•优化吸入条件，提升净正吸入压头（NPSHa），防止汽蚀发生，必要时加装诱导轮或提高吸入液位；

•检查管路布局，消除不必要的管道应力，采用膨胀节或柔性接头；

•安装在线振动监测系统，实时掌握振动趋势，实现预测性维护。

二）泄漏的故障分析

1.故障表现

•泵体法兰、管道连接处有介质渗漏、滴漏，严重时出现喷射状泄漏；

•机械密封处出现泄漏、冒烟、异味，甚至高温介质喷溅；

•填料密封处持续滴漏或甩液，污染环境或造成安全隐患；

•轴承压盖、螺纹接口、油封等辅助密封点漏油或漏介质。

2.主要原因

（1）机械密封失效（最常见泄漏源）

•动静环密封面磨损或热裂：由于介质中含有颗粒、温度过高、润滑不良，导致密封面损伤，失去密封效果。

•密封圈（如O型圈、垫片）老化、变形或压缩不足：辅助密封件失效，介质从缝隙中泄漏。

•弹簧失效或卡死：失去自动补偿能力，导致动静环之间不能紧密贴合。

•密封冲洗系统异常：如冲洗液压力、流量、温度不达标，无法有效冷却、润滑和清除杂质，加速密封件损坏。

•安装不当：如密封面未对中、压缩量过大或过小、密封组件装反等。

（2）填料密封问题

•填料压盖过松导致泄漏，过紧则引起发热和额外磨损；

•填料材质与所输送介质不匹配，造成腐蚀、磨损或热变形；

•填料未及时更换或安装不规范。

（3）其他泄漏点

•泵体与管道连接法兰的垫片选型不当、安装不到位或老化失效；

•焊缝存在缺陷，如未焊透、裂纹等；

•螺纹连接、活接头等部位松动或密封不严；

•轴承箱密封或油封老化，导致润滑油或介质泄漏。

3.解决思路

•优先选用与介质特性（温度、压力、腐蚀性、含颗粒性）相匹配的机械密封结构与材料，如碳化硅、硬质合金、填充聚四氟乙烯（PTFE）等；

•确保机械密封安装符合技术规范，动静环对中良好，弹簧压缩量适中；

•定期检查密封冲洗系统，保证冲洗液的压力、流量和温度在设计范围内；

•对无法使用机械密封的特殊介质（如高粘度、强腐蚀、含固体颗粒），可考虑采用磁力泵、屏蔽泵等无泄漏设计；

•对填料密封，定期检查压盖松紧度与填料状态，及时更换老化或磨损的填料；

•检查所有辅助密封点，如法兰、螺纹、油封等，确保密封垫片完好、安装规范。

三）轴承损坏的故障分析（简要补充，与振动密切相关）

1.故障表现

•轴承部位出现异常噪音（如金属摩擦声、咔嗒声）；

•轴承温度明显升高，超过正常工作范围（一般超过70~80℃就需警惕）；

•轴承卡滞、转动不畅，最终可能导致泵轴停转或剧烈振动；

•长期运行后，轴承滚道、滚动体出现点蚀、剥落或保持架损坏。

2.主要原因

•振动过大导致轴承承受额外动载荷；

•润滑不良（油量不足、油质劣化、供油中断）；

•轴承选型不当或安装不到位，游隙不匹配；

•轴承长期在高温、腐蚀性环境下工作，导致材料性能退化；

•外部杂质（如粉尘、金属颗粒）进入轴承内部，造成磨粒磨损。

3.解决思路

•保证轴承润滑系统可靠，定期检查润滑油量、油质与油温；

•正确安装轴承，避免损伤滚道与滚动体，控制好安装游隙；

•加强泵体与电机的对中精度与转子平衡控制，减少附加振动与动载荷；

•选用适合工况（温度、转速、载荷、介质）的轴承类型与材料；

•定期检查轴承运行状态，如温度、噪音、振动，发现异常及时更换。

三、总结

石油化工流程泵在严苛工况下运行，其振动、泄漏和轴承损坏等故障，往往源于机械结构问题（如不对中、不平衡、汽蚀、基础不牢）与密封系统问题（如机械密封失效、填料老化、冲洗不良）的共同作用。

要实现流程泵的安全、稳定、长周期运行，必须从以下几方面入手：

•加强日常巡检与状态监测（如振动、温度、泄漏、声音等）；

•规范安装、对中、调试与操作流程；

•根据介质特性合理选型密封与轴承；

•定期维护保养，及时更换易损件与进行系统优化。

只有从机械、密封、润滑、操作、监测等多个维度综合管理，才能有效预防故障发生，保障石油化工流程泵的长期可靠运行，确保生产安全与效率。