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　　摘　要：通過振動信號采集、分析、查找水泵異常振動故障，并加以解決，為制氧機組安全、可靠、穩(wěn)定運行提供保障。
　　關(guān)鍵詞：水泵；軸承振動；信號分析；頻譜；故障
　　輔助設備水泵在制氧機組的運行中擔負著不可替代的重要作用，水泵裝置工作的好壞，直接影響制氧機組的安全運行。
　　制氧系統(tǒng)常用的水泵有氮水泵、冷卻水泵、常溫水泵、提升水泵等，根據(jù)功率、效率、揚程、流量等的不同，決定各水泵工作狀態(tài)的不同。馬鋼氣體銷售分公司有大小水泵近50臺，我們專檢除對大型制氧機機組進行監(jiān)測外，還用大量的時間和精力對水泵測試，水泵的故障基本上能通過五感和讀頻譜的方法判斷出來。
　　滾動軸承是水泵的重要部件，滾動軸承損壞占水泵故障的70%以上。滾動軸承的故障表現(xiàn)滾珠和滾道表面剝落、凹痕、破裂、潤滑不良、腐蝕、過載、磨損和異物侵入等，產(chǎn)生原因包括安裝不當、對中不好、軸承傾斜、軸承選用不正確、潤滑或密封失效、負載不合適以及制造缺陷，Z終會造成滾動體或滾道表面產(chǎn)生剝落坑，并且向大片剝落等情況發(fā)展，導致內(nèi)圈、外圈、保持架、滾動體損壞，Z終使軸承失效?，F(xiàn)將工作中遇到的多起水泵軸承故障案例分析如下。
　　1　案例一
　　故障小水泵工作參數(shù)如下。
　　電機功率：N=75kW
　　轉(zhuǎn)速：n=2975rpm
　　流量：Q=13.3m³/min
　　揚程：H=125m
　　2007年5月24日上午點檢標準化作業(yè)時，測得（WP1103）水泵振動異常（見表1）。 　　水泵負載側(cè)4A振動值達13.1mm/s（見圖2、表2），F(xiàn)TF17.5Hz振幅為4.09mm/s，保持架通過頻率較明顯，且低頻信號集中，我們認為滾動體松動或磨損增大，造成軸向振動數(shù)值較前期運行平穩(wěn)時有顯著增長。故障頻率特征比較好確定，我們安排檢修更換軸承，檢修檢查發(fā)現(xiàn)軸承長期磨損，造成保持架間隙變大產(chǎn)生松動，故障判斷同檢修結(jié)果基本吻合。 　　局部放大檢修后的功率譜圖4保持架通過頻率7.5Hz處的振動幅值只有0.02（mm/s）。
　　檢修后，對水泵進行數(shù)據(jù)采集，發(fā)現(xiàn)保持架通過頻率幅值大幅度降低，水泵其它的振動頻率也隨著下降（見檢修后的圖3、圖4、表3），該水泵運轉(zhuǎn)恢復正常。通過更換滾動軸承，消除了隱患缺陷，日常檢修達到了目的。 　　2　案例二
　　2007年1月12日凌晨6：00運行人員巡檢發(fā)現(xiàn)，某制氧機組WP1104水泵油窺視鏡脫落，地下有一大灘油跡，窺視鏡有一處燙化的痕跡，在牙扣底部有一長約1.5cm的裂縫。觀察泵體，在兩端軸承端蓋處，油漆有起皮剝落跡象，靠背輪側(cè)有過熱現(xiàn)象。水泵當時已經(jīng)采取緊停，接到調(diào)度指令點檢員到達現(xiàn)場已無法采集數(shù)據(jù)。安排對水泵解體后發(fā)現(xiàn)水泵葉輪側(cè)軸承滾珠及保持架幾乎全部燒壞，保持架已燒散了，滾動軸承的外滾道（圈）燒得局部發(fā)藍嚴重，葉輪背測軸承積炭嚴重，軸承端蓋出現(xiàn)裂紋。這起故障是因為軸承缺油造成軸承瞬間過熱，熱量傳遞至泵體，當達到一定溫度后，窺視鏡高溫熔化，油從窺視孔流出，從缺油而燒損滾動軸承。圖5為潤滑不良，造成軸承損壞。 　　3　案例三
　　350S—75型單級雙吸、臥式中開離心水泵擔負馬鋼氣體銷售分公司兩萬制氧機和三萬五制氧機組的二號氮壓機、二液化站等的冷卻水供水重任。
　　350S—75型水泵工作參數(shù)如下。
　　電機功率：N=360kW
　　軸功率：N1=304kW
　　轉(zhuǎn)速：n=1450rpm
　　流量：Q=21m³/min
　　揚程：H=70m
　　水泵葉輪經(jīng)過靜平衡檢驗，用軸套和兩側(cè)的軸套螺母固定，其軸向位置可以通過軸套螺母進行調(diào)整，葉輪的軸向力利用其葉片的對稱布置達到平衡，一些剩余軸向力則由軸端的軸承承受。水泵軸由兩個單列向心球軸承支承，軸承裝在泵體兩端的軸承殼內(nèi)，用黃油潤滑。水泵通過彈性聯(lián)軸器與電動機直接傳動，兩聯(lián)軸器外圓上的不同心度允差為0.1mm，端面間隙沿圓周的不均勻度允差為0.3mm。
　　該泵自2003年7月投產(chǎn)以來，運行一直不平穩(wěn)，曾發(fā)生斷軸事故。2007年3月8日點檢時發(fā)現(xiàn)2#水泵噪聲大，用測振儀對其進行振動信號采集（見表4、圖6、圖7），數(shù)值波動大，Z大3H位置振動數(shù)值達22mm/s。注：FTFI保持架通過頻率；BSF滾動體通過頻率；BPFO外圈通過頻率。 　　我們認為保持架通過頻率、滾動體通過頻率、外圈通過頻率故障特征頻率特別明顯，即FTFI振幅很大，BPFO也顯示異常，即安排停機檢修更換軸承。
　　拆卸水泵發(fā)現(xiàn)軸承損壞，保持架已經(jīng)斷成幾截，滾珠已缺損，外圈有裂紋。由于運行崗位巡檢和專檢工作到位、判斷準確，檢修及時，沒有造成重大設備事故。
　　該水泵自2003年7月投入生產(chǎn)以來，由于軸承裝配不當和水泵整個系統(tǒng)安裝質(zhì)量等多方面問題，造成電機基礎振動大，水泵軸承在短期內(nèi)振動加劇、葉輪磨損加大、轉(zhuǎn)軸扭力變形，甚至在2004年5月發(fā)生水泵泵軸斷裂的故障，嚴重影響二萬制氧機組正常、安全運行。為此，設備專業(yè)點檢人員對該水泵實行重點監(jiān)測。2007年3月6日點檢員對該泵進行日常巡檢時用701頻譜數(shù)采器對水泵軸承3、4點進行振動值數(shù)據(jù)采集，發(fā)現(xiàn)水泵負載側(cè)軸承振動值偏高、聲音有點異常、且電機電流相應增大。接著連續(xù)三天對該泵密切跟蹤觀察。9日在3、4檢測點采集振動數(shù)據(jù)時，振動值較前幾天明顯增大，并伴有波動現(xiàn)象，軸承出現(xiàn)“哽、哽、”的聲音，通過數(shù)據(jù)對比分析和異常聲音參照，初步判斷該泵負載側(cè)外圈或保持架可能存在缺陷，隨即停機檢修。檢修人員將該泵解體檢查，發(fā)現(xiàn)負載側(cè)軸承外圈有三處不規(guī)則裂紋、保持架斷裂數(shù)段，基本證實了診斷人員的判斷。這種利用檢測儀器數(shù)據(jù)分析對比的方法能夠提前發(fā)現(xiàn)和及時預報故障，避免了整臺水泵故障的擴大化，既節(jié)約了成本，提高了工作效率，也延長了設備的運行周期。
　　參考文獻
　　[1]王肇琪等.滾動軸承故障的振動監(jiān)測方法[J].有色礦山，1999.1
　　[2]王峰.滾動軸承故障特征的提取和優(yōu)化[C].西安：西安交通大學碩士論文，2002
　　[3]章小緯.水泵機組中滾動軸承的振動測試與故障診斷[J].上海水務，2002.3