摘 要：離心泵具有運(yùn)行平穩(wěn)、效率高、維修率低、易于調(diào)整等特點，已廣泛應(yīng)用于油田的生產(chǎn)和輸送，是原油輸送、注水、核桃殼反洗等主要動力裝置。所以，在油田的生產(chǎn)中，經(jīng)常進(jìn)行定期的維護(hù)成為油田生產(chǎn)過程中重要環(huán)節(jié)。因此，本文對油田離心泵故障原因與維修策略進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：油田；離心泵；故障原因；維修策略

離心泵是油田的基礎(chǔ)設(shè)備，也是油田生產(chǎn)中不可或缺的一部分。離心泵廣泛應(yīng)用于油田各個系統(tǒng)中。由于離心泵設(shè)備的維修費(fèi)用比較高，所以在使用時要嚴(yán)格遵守有關(guān)的規(guī)程和操作方法，如果不及時進(jìn)行維護(hù)，就會導(dǎo)致離心泵的使用壽命下降。隨著油田生產(chǎn)的發(fā)展，對離心泵設(shè)備穩(wěn)定性的要求也越來越高，為了保證離心泵設(shè)備正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對離心泵設(shè)備進(jìn)行有效的管理，并對其進(jìn)行定期的維護(hù)，以保證離心泵設(shè)備正常工作。

一、離心泵概述

在油田的生產(chǎn)中，離心泵的選擇與安裝都要符合油田的技術(shù)指標(biāo)。對離心泵進(jìn)行必要的維護(hù)保養(yǎng)，以保證其工作效率，達(dá)到輸送介質(zhì)的要求。油田離心泵的設(shè)計應(yīng)以防腐蝕為重點，為了避免介質(zhì)具有高腐蝕性而影響使用壽命，應(yīng)選用耐腐蝕性能較好的離心泵。在生產(chǎn)中，采用離心泵輸送流體，其中雜質(zhì)會腐蝕離心泵。為了防止離心泵出現(xiàn)故障影響生產(chǎn)過程，必須加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)。對離心泵各組件進(jìn)行防腐處理，在維護(hù)期間，要注意對零件的腐蝕情況，若不符合要求，應(yīng)及時更換，特別是葉輪。若有砂孔、變形，將會影響到輸送介質(zhì)的流量和壓力，因此，需要更換新的葉輪，以保證離心泵在工作時，能夠滿足輸送介質(zhì)的要求。離心泵在油田中的應(yīng)用：油田離心泵采用的是葉輪高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生離心力，當(dāng)泵里裝滿液體時，電機(jī)利用耦合器驅(qū)動葉輪以較快的速度轉(zhuǎn)動，從而將葉輪溝槽中的液體從離心力中拋出，并將泵中的液體拋入泵體內(nèi)，實現(xiàn)泵中的液體的輸送；同時，由于離心機(jī)的作用，使葉輪中心的壓力減小，與進(jìn)液管道的壓力差形成一個差值，通過吸液器將液體不斷地抽吸到葉輪上，使離心泵能夠持續(xù)地吸液體、給液體，滿足油田的生產(chǎn)需求。離心泵見圖1。

二、油田離心泵故障原因分析

（一）離心泵轉(zhuǎn)子類故障

離心泵轉(zhuǎn)子類故障有轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對中等問題。在轉(zhuǎn)子不平衡故障時，轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與幾何中心不一致，并根據(jù)不平衡的產(chǎn)生過程劃分，可分為三類：原始不平衡、漸發(fā)性不平衡和突發(fā)不平衡。原始不均衡是指在出廠時為了滿足要求而在出廠前就有很大的振動和噪聲；漸發(fā)的不均衡主要是由于在轉(zhuǎn)子表面形成了不均勻的污垢，由于流體中的微粒長期侵蝕了離心泵的葉輪，使其產(chǎn)生了不均衡的品質(zhì)，從而使離心泵的振動程度隨時間的延長而加重；突發(fā)性不平衡是指在轉(zhuǎn)子處的零件或葉輪的流動通道中附著有雜質(zhì)，從而使離心泵在瞬間產(chǎn)生振動。在轉(zhuǎn)子不對中故障時，兩個相鄰的轉(zhuǎn)子軸中心線會產(chǎn)生傾角偏差。由于出現(xiàn)了故障，離心泵的轉(zhuǎn)子在運(yùn)行時容易出現(xiàn)一系列的動態(tài)影響，這些影響因素包括軸承損壞、聯(lián)軸器偏轉(zhuǎn)、軸向彎曲等，從而使離心泵出現(xiàn)了異常的振動和噪聲[1] 。

（二）離心泵葉輪故障

在離心泵運(yùn)行時，流體介質(zhì)在流經(jīng)葉輪時會發(fā)生水力沖擊，隨后形成幾倍頻的壓力脈動，這種脈動會被傳送到離心泵泵體，并使其振動，其頻率為葉片的流速。當(dāng)葉片因磨損或破裂時，葉輪的轉(zhuǎn)速或壓力脈動表示葉輪的外徑與導(dǎo)向葉尖的間距過短，造成不能滿足渦流的要求。葉片通過頻率是葉片數(shù)量和工作頻率的乘積。氣蝕是由于葉輪入口流體流量急劇增加，此時所形成的壓強(qiáng)小于工作溫度下的飽和壓力，致使部分液體蒸發(fā)，形成氣蝕。當(dāng)氣泡接觸到高壓區(qū)域時，受到的壓力會驟然凝固，周圍的液體會被填充到這里，從而產(chǎn)生水壓。由于持續(xù)受到局部的撞擊，材料的表面會逐漸疲勞，最終造成金屬表面的剝蝕，也就是各種尺寸的蜂窩狀蝕孔，這種蝕孔不但會對金屬零件造成損傷，而且會造成化學(xué)腐蝕，造成設(shè)備的氧化?？栈^程中的非平穩(wěn)特性，除了引起泵的振動、噪聲外，還會使氣泡阻塞葉輪通道，造成揚(yáng)程和流量的同步下降，從而影響效率。

（三）離心泵滾動軸承故障

滾動軸承的故障形式多種多樣，其中最常見的有：疲勞脫落（點蝕）、磨損和粘接。點蝕是指在滾動軸承工作時，由于受交流載荷的影響，滾動體與滾道之間會產(chǎn)生較大的摩擦應(yīng)力，使其表面產(chǎn)生較大的疲勞源，從而產(chǎn)生微小的裂紋，但由于材料硬度高、脆性大，使其無法向更深的方向發(fā)展，從而使表面產(chǎn)生微小的麻點。如果故障加劇，軸承的金屬表面出現(xiàn)了片狀剝落，產(chǎn)生了一個凹坑，如果軸承繼續(xù)工作，就會出現(xiàn)更大的裂紋。由于疲勞點蝕在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生沖擊負(fù)荷，使離心泵的工作性能更加惡化。磨損是指滾動軸承內(nèi)部的相互接觸的表面因相對移動而引起的摩擦，從而引起金屬的形狀、尺寸和性能的變化。如果磨損量加大，則會造成軸承間隙的增大，表面粗糙度升高，不但影響了軸承的運(yùn)行精度，而且還會加大離心泵的振動、噪聲。粘接是指金屬在某一表面相互粘連的過程，其主要原因是潤滑不良、重載、高速、高溫等。輕微的粘接和嚴(yán)重的粘接稱為擦傷和燒穿。在較大的條件下，粘接狀況會引起振動、噪聲的大幅增加，使設(shè)備在大部分時間內(nèi)無法正常工作。滾動軸承也存在著斷裂、腐蝕、塑形變形、保持架破損等故障，這些故障都會導(dǎo)致軸承溫度升高、振動劇烈、噪聲大，需要對其進(jìn)行有效的維修[2] 。

（四）離心泵設(shè)備松動故障

在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，離心泵不會有異常聲音，如果有異常響聲或振幅比較大，就說明離心泵有問題。離心泵故障的原因有很多，有可能是由于地腳螺栓松動，導(dǎo)致產(chǎn)生振動，若不能及時處理，將導(dǎo)致部件損壞。如果離心泵的葉輪有松動或轉(zhuǎn)動不均勻，應(yīng)由專門的人員進(jìn)行糾正，以免造成葉片的損傷。當(dāng)離心泵發(fā)生故障時，需要進(jìn)行定期維修，以保證正常工作。

（五）離心泵電機(jī)故障

油田化工用離心泵電動機(jī)的故障類型為轉(zhuǎn)子不平衡和偏心轉(zhuǎn)子的故障。轉(zhuǎn)子不平衡故障，其主要原因是轉(zhuǎn)子零件的重心偏移。油田化工離心泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子由幾個轉(zhuǎn)臺和一個轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，轉(zhuǎn)臺在運(yùn)行時很容易發(fā)生偏移，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失去平衡。而偏心轉(zhuǎn)子的故障則有兩類：定子心的差異和轉(zhuǎn)子心的差異。但這兩種情況都會引起轉(zhuǎn)子的頻率振動。因此，油田化工用離心泵出現(xiàn)偏心轉(zhuǎn)子故障時，對于電動機(jī)的故障，需要進(jìn)行重心的調(diào)整，加強(qiáng)日常的管理，并能及時地解決這些問題。通過合理的負(fù)荷調(diào)節(jié)，確保了離心泵的穩(wěn)定和正常運(yùn)行。

（六）離心泵機(jī)械密封故障

機(jī)械密封又稱為端面密封，其作用是防止液體滲漏，是一種適用于轉(zhuǎn)動設(shè)備的軸封設(shè)備。機(jī)械密封由動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件、密封等組成。端面密封故障的主要表現(xiàn)為磨損、熱裂、變形和破損；彈簧等壓力部件的故障表現(xiàn)為松弛、斷裂和腐蝕。在離心泵工作過程中，機(jī)械密封的故障表現(xiàn)為振動、發(fā)熱、磨損，最終出現(xiàn)液體介質(zhì)滲漏[3] 。

三、油田離心泵存在故障的維修策略

（一）離心泵故障診斷模式

一是故障后診斷。通常用于設(shè)備故障無法正常工作的診斷方法。其降低了維護(hù)工人的技術(shù)水平，降低了維修成本，但是由于停運(yùn)造成的損失更大。二是定期維修診斷。根據(jù)設(shè)備的實際操作狀況，進(jìn)行定期維修。該方法能有效地降低或預(yù)防設(shè)備的故障，并能保證長期的維護(hù)工作。但是，存在著機(jī)械設(shè)備利用率低、勞動強(qiáng)度大、維護(hù)費(fèi)用高的弊端。三是預(yù)知性診斷維修。故障診斷與維修是最好的辦法，可以幫助有關(guān)人員及早了解設(shè)備的工作狀況，并有針對性地進(jìn)行維修。該方法具有效率高、經(jīng)濟(jì)性好、節(jié)約維修成本等特點。

（二）離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)聲響處理措施

由于各種因素的影響，離心泵在運(yùn)行過程中會出現(xiàn)噪聲或振動過大等問題。這是機(jī)械和液體的問題，因為離心泵軸長期運(yùn)行，會有一定的壓力、彎折，會造成嚴(yán)重的摩擦，而且泵座也有可能在長期使用中出現(xiàn)松動，從而引起共振，所以需要對這些問題進(jìn)行詳細(xì)的檢查，找出問題所在，并將其擰緊。在施工過程中，也要嚴(yán)格按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，力求從根本上解決這類問題。

（三）離心泵平衡裝置的故障檢測維修

在離心泵的平衡裝置中，長期使用會產(chǎn)生磨損，而且隨著磨損程度的增加，其表面會產(chǎn)生一些不均勻的變化。通過檢查，可以發(fā)現(xiàn)問題所在，要求維修人員及時進(jìn)行焊接或研磨，解決出現(xiàn)在泵體部位的凹凸?fàn)顩r。維修完畢后，應(yīng)將密封墊置于泵外殼與平衡環(huán)連接處，以防止已修復(fù)過的平衡器再次發(fā)生磨損。在維修時，要注意的是，要排除人工打磨、補(bǔ)焊造成的不平整現(xiàn)象。當(dāng)離心泵的平衡器出現(xiàn)了很大的損傷時，需要及時更換，盲目維修只會給以后的安全和經(jīng)濟(jì)造成損害。

（四）離心泵軸承溫度的故障檢測維修

離心泵軸承在高速運(yùn)行時，由于長期的摩擦，會產(chǎn)生大量的熱量，超過一定的熱負(fù)荷，會引起各種故障，特別是高溫會加速離心機(jī)的零件和結(jié)構(gòu)的磨損。所以，有關(guān)部門和維修工要隨時進(jìn)行檢查，使離心軸承在高速運(yùn)行期間所產(chǎn)生的熱量維持在正常的范圍之內(nèi)。對已造成損害的設(shè)備應(yīng)進(jìn)行替換，在檢查期間，若出現(xiàn)明顯的軸向竄動現(xiàn)象，應(yīng)將一層適當(dāng)?shù)?、平滑的襯墊置于平衡環(huán)機(jī)構(gòu)和平衡器之間，作為間隔載體，使轉(zhuǎn)子能夠平穩(wěn)地工作。

（五）啟動故障、啟動負(fù)荷大的優(yōu)化措施

對于這類故障，需要對吸附管的密封性能進(jìn)行仔細(xì)的檢驗和分析。最常見的問題就是有異物，如果吸管中有大量的氣體，很有可能會導(dǎo)致漩渦被吞噬，甚至被掩埋。轉(zhuǎn)子的擺動很大。離心泵工作時，需要使用轉(zhuǎn)子，但往往會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子漏氣太大，這主要是由于操作上的問題，也可能是由于平衡管不穩(wěn)而引起的。在離心泵的故障中，此類故障較為普遍，應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)操作規(guī)范，科學(xué)合理地操作[4]。

（六）積極性維護(hù)管理技術(shù)

積極性維修技術(shù)是指針對離心泵的故障與事故，根據(jù)故障原因，制訂有針對性的維修工作方案，及時解決問題。在對離心泵的維修和檢修中，如果發(fā)現(xiàn)某一參數(shù)、零部件、運(yùn)行狀況出現(xiàn)了不正常的情況，工作人員要根據(jù)故障的具體情況及時解決。采用主動維修技術(shù)，使離心泵的設(shè)計問題得到了有效解決。采用積極性維修管理技術(shù)，可以有效地提高離心泵的使用壽命，避免頻繁維修、更換，從而減少油田的生產(chǎn)成本，提高油田生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

（七）預(yù)防性維護(hù)技術(shù)

預(yù)防性維護(hù)技術(shù)是指在一段時間內(nèi)，在機(jī)器沒有出現(xiàn)故障的前提下，進(jìn)行一次全面的檢修和檢測，以防止出現(xiàn)故障，保證機(jī)器的運(yùn)行狀況。在實施離心泵的預(yù)防性維護(hù)技術(shù)時，要合理安排維護(hù)周期，并依據(jù)其使用年限、以往的故障記錄等內(nèi)容，對其進(jìn)行全面維護(hù)，并制定相應(yīng)的維護(hù)方案，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決這些問題。采用預(yù)防性維護(hù)技術(shù)可以降低離心泵運(yùn)行中的安全風(fēng)險，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的事故。同時，對離心泵的維護(hù)資源進(jìn)行綜合利用，可以有效降低維護(hù)成本，避免造成不必要的資源和經(jīng)濟(jì)損失。

（八）離心泵聯(lián)軸器間隙的故障檢測維修

應(yīng)充分考慮聯(lián)軸器間隙對轉(zhuǎn)子運(yùn)動的影響，發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時調(diào)整和維修，由于軸承在加熱時會產(chǎn)生膨脹，因此，在設(shè)置接頭間隙時，需要稍大于標(biāo)準(zhǔn)值，以保證其在操作中的穩(wěn)定。

（九）防范人為因素

首先，提升操作人員的安全生產(chǎn)責(zé)任意識，規(guī)范他們操作設(shè)備的行為方法，并按照規(guī)范的要求來完成所有的工作。其次，要建立和完善維修管理體系，實行崗位職責(zé)，嚴(yán)格執(zhí)行維修工作的各項內(nèi)容。另外，做好機(jī)器維護(hù)和操作技術(shù)的培訓(xùn)，提高員工的綜合素質(zhì)。建立考核制度，嚴(yán)格落實考核制度，將考核結(jié)果與薪酬、獎金等相結(jié)合，是激勵員工工作積極性的一種有效途徑[5] 。

結(jié)束語

總而言之，要想改善離心泵在油田中的應(yīng)用效果，就需要從故障頻繁出現(xiàn)的原因出發(fā)，從多個方面提高診斷精度。對于離心泵的維修與保養(yǎng)，通常是在油田的設(shè)備大修階段進(jìn)行的，對離心泵實施了全面的維修保養(yǎng)，可以大大提高離心泵的工作質(zhì)量，適應(yīng)油田工作的實際需求。

參考文獻(xiàn)：

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