泵友圈动设备群技术交流第48期 原创   Winnie整理 泵友圈     2025年09月27日 08:47         

            本问答内容来自于泵友圈动设备交流群（群内小伙伴为机泵、压缩机等动设备管理和采购人员）讨论问答集锦，答案仅供大家研究参考讨论。 

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   1        问       请教一个问题，我们现场有一条八寸、长约四五百米的管线，上游通过一台离心泵输送到一台计量泵，再由计量泵输送到反应器。当运行在某一特定流量区间时，管道振动非常剧烈，但一旦越过该区间，振动即消失。泵入口已设置阻尼器。 

 起初怀疑与计量泵的脉冲特性有关，尝试通过调整计量泵冲程、提高转速以达到目标流量，但只要进入原流量区间，振动就明显重现，超出该区间后振动迅速减弱。 我们已加装管道支撑，但振动时支架也随同晃动，无法有效抑制。请问各位同行是否遇到过类似情况？值得注意的是，振动并非由计量泵脉冲单独主导。 

 可将该管线分为三段：从装置A的离心泵出发，跨越长管廊，接入装置B的计量泵入口。离心泵近端管道无明显振动，计量泵入口及出口段也基本稳定，唯独中间跨越管廊的长直段振动剧烈。输送介质为液态物料，温度约40℃，无气化现象；反应器压力约7–8 MPa（70–80 kgf/cm²），出于工艺安全考虑未设回流管线。奇怪的是，流量较低或较高时振动小，仅在中间某一流量区间振动剧烈，而该区间恰为某些产品生产所需，故问题尤为突出。 

 答1：这种情况与典型的水锤或脉动引发的共振现象高度相似。虽然传统水锤通常随流量增大而加剧，但在长距离输送系统中，当计量泵的往复频率（或其谐波）与管道系统的某一阶固有频率接近或重合时，会激发机械共振，导致特定流量区间内振幅急剧放大，形成“共振峰”。一旦流量偏离该频率匹配区间，激励源与系统固有频率脱开，振动自然衰减。因此，振动只出现在特定流量段，符合流致振动中的“频率锁定”特征。 

 提问者反馈：正常水锤或与计量泵脉冲相关的情况，一般流量越大振动越强，但我们实际是仅在中间某区间剧烈振动，一过即消，且该区间为生产必需，令人困扰。 

 答2：1）入口管道阻尼器偏小，入口管道直径8寸，长度400到500米，小阻尼器很难对大管道的稳流。  2）共振，计量泵流量，往复次数等频率与管道固有频率相同时，会带动管道发生共振。  3）计量泵液体排出时，入口单向阀关闭，相当于离心泵出口关闭，可能会短时间在离心泵出口发生正水锤现象，这种现在可能会和共振一起被放大。  4）建议在离心泵出口管道与计量泵入口管道之间距离计量泵小于5米范围内安装一个缓冲罐。离心泵将物料输送到缓冲罐内，计量泵从缓冲罐底部抽出再打到反应器。  5）或者建议避开管道振动剧烈的位置，近计量泵的位置安装补偿器试试。   

   2        问       现场有一台塔底离心泵出现了振动过大的情况，从数据表参数看没发现问题。业主想找一家专业的做CFD分析模拟。 

 由于振动问题，业主反馈：1. 液位没问题，运行时始终在LC（低液位控制）之上；2. NPSH裕量充足；3. 最小实际运行流量尚未安装流量计，需进一步核查；4. 泵入口无堵塞，但机封每年需更换一次。 

 答1：我们之前遇到类似的问题，从所有的计算看，都没有问题，但就是汽蚀振动。如果泵本身没有机械问题，泵厂家出厂时提供的必须汽蚀余量也是对的，大概率还是现场的工况所提供的有效汽蚀余量太小导致。我们当时抬高了液位，入口管线做了调整，减少阻力，在满足运行功能的情况下，切削了叶轮直径，让泵必须的汽蚀余量小一些。 

 答2：以往处理的此类案例中，多数根本原因为泵选型超配。初期工艺提资时，使用方为确保“万无一失”，往往提供偏高的流量、扬程参数；设计院在此基础上再留安全余量，导致最终选型泵远大于实际运行需求。结果泵长期在极低流量区运行，远离最佳效率点（BEP），引发内部回流、径向力失衡、压力脉动加剧，甚至诱发次同步振动或汽蚀，表现为剧烈振动和密封频繁失效。 

 通常会主泵加装变频调速装置，实现流量按需调节，使泵运行在高效区；或者备用泵叶轮切削至匹配实际工况，避免双泵均处于“大马拉小车”状态。 

 提问者反馈：从现有参数看，NPSHa比NPSHr高出两米以上，理论上应无汽蚀风险。我怀疑实际运行流量低于泵的最小连续稳定流量（MCSF），即所谓“泵选大了”。一般管道管径也足够。数据表上额定流量约1400 m³/h，但根据电机电流反推，实际运行流量仅约750 m³/h。 

 答3：与设计院讨论泵及管道振动问题时，需基于以下前提：泵本体无机械故障（如轴承损坏、叶轮破损等），且入口过滤器或管路无堵塞。在此条件下，可能引发振动的原因主要包括： 

 1）储液容器液位过低：当泵吸入口液位偏低时，易在入口形成涡流或旋涡，导致气体裹挟进入泵腔，引发汽蚀或气液两相流，造成压力脉动和振动。尤其在低液位工况下，吸入流态不稳定，加剧泵体及管道振动。 2）吸入管径偏小：若吸入管道管径设计过小，会导致流速过高，增加摩擦阻力和局部压降，使泵入口有效汽蚀余量（NPSHa）降低，接近或低于泵必需汽蚀余量（NPSHr），从而诱发汽蚀。汽蚀产生的气泡破裂会引起剧烈振动和噪声，且多集中在泵体及近端管道。 3）泵型选型过大（“大马拉小车”）：泵选型过大导致实际运行流量远低于设计工况点，长期在低流量区或偏离最佳效率点（BEP）运行。 

   3        问       如图，返厂维修后第一次试泵就碎了，启泵一两分钟，突然发出巨大声响，请问怎么回事？开泵前已盘车，无卡阻；启动时窜动量未在线监测。泵出口为手动阀，通过人工开启，设有最小回流线，回流线采用孔板式设计。       

 答1：从断口形貌看，静环碎裂严重，呈放射状裂纹，可能原因：一是密封压缩量设置过大，导致静环承受过大的轴向预紧应力；二是静环本身存在隐性损伤（如运输、安装过程中的磕碰或热应力裂纹）。从颜色判断，疑似无压烧结碳化硅（SiC），该材料虽硬度高、耐腐蚀，但抗冲击和抗弯强度较低，一旦受力不均或预紧过度，极易发生脆性断裂。碎成如此程度，说明瞬间应力极大，非正常运行所致。 

 答2：我判断主要原因要么是安装时压盖过紧，导致静环端面变形或应力集中；要么是备件本身带有制造或修复缺陷（如微裂纹、晶界缺陷）。冲洗系统问题可能性较低：若冲洗不良，通常表现为密封面热裂（热应力裂纹呈蜘蛛网状）、O型圈碳化或干磨痕迹，而非整体碎裂。而本例为突发性机械破碎，指向装配或部件质量问题。 

 答3：最有可能的原因是密封静环安装时受力不均，即压盖螺栓紧固不匀或密封腔端面不平，导致静环端面产生偏心压紧。运行中，动环与静环摩擦面之间产生扭转剪切力，使脆性材料（如碳化硅）承受交变弯矩，迅速引发裂纹并扩展至整体碎裂。此类问题在多点紧固的密封压盖中常见，尤其当未采用对角、分步、多次紧固工艺时。 

 答4：预紧力过大是关键因素。若安装时未按厂家规定的力矩紧固，或使用普通扳手而非扭矩扳手，极易造成局部过紧。即使整体压缩量在允许范围，偏心紧固也会导致静环单侧应力超标。碳化硅虽耐压，但抗拉和抗弯性能差，轻微的弯曲应力即可引发断裂。至于“紧到摩擦生热致碎”属于低级误判，因干摩擦通常导致热裂而非瞬时爆裂。 

 答5：我曾遇到类似案例：维修后尚未验收，生产单位擅自投入联锁，进口阀未开启，泵启动后空转，操作人员发现后直接开启进口阀，造成介质瞬间冲击，泵腔压力骤变，导致机封静环因水锤效应碎裂。此类事故虽与本例不完全相同，但提醒我们：启泵程序不规范、阀门操作顺序错误，可能引发剧烈压力波动，叠加密封本体应力，导致灾难性失效。   

   4        问       如图，此泵近一个月来，流量有持续下降趋势，什么原因呢？拆检时有什么注意事项要关注的。红色圆圈是到泵时流量，两个泵都有此现象。           

 答1：该泵为BB2型（两端支承、单壳体、轴向剖分式）多级离心泵，结构上只能从驱动端或非驱动端一侧拆卸，检修时需整体抽出转子组件。若介质中含有固体颗粒或杂质，极易在叶轮入口、口环间隙或级间导叶流道内积聚，造成通流面积减小，导致流量持续下降。拆检时应重点检查： 1）叶轮、导叶、蜗壳等流道表面是否有磨损、结垢或颗粒堆积； 2）口环（耐磨环）间隙是否因磨损而增大，导致内泄漏增加； 3）转子轴向定位是否准确，避免叶轮与导叶错位影响水力性能。 

 答2：看看是否有入口过滤器部分堵塞，或者发生轻微汽蚀。 

 答3：应检查电机运行电流是否发生变化。若电流明显下降，说明泵实际负载减轻，可能因流量减小、扬程降低或介质密度变化所致，支持“流量下降”判断； 若电流上升，则可能存在机械摩擦、轴承损坏或转子卡滞等故障，需排查内部磨损或装配问题。 

结合电流趋势可辅助判断故障性质：流量下降伴随电流下降，更倾向于是水力性能退化（如堵塞、汽蚀、内漏）；若电流上升，则需警惕机械故障。 

   5        问       我们用的离心泵，一个月左右就要换轴承，最初配的是天马轴承，后来换成人本，现在用NSK，仍然是不超过两个月就坏。泵开起来没有问题，振动、噪音均正常，扬程未超，运行温度正常，油位正常，接地良好。除电机和底座外，泵壳、制造厂主轴、支架均已更换。这台泵的流量是120 m³/h，扬程60米，电机功率55 kW，4极电机。现场两台泵情况相同，均不超过两个月必须更换轴承，最短的一次仅运行一周即失效。     

 答1：轴承频繁失效但运行参数（振动、温度、噪音）正常，说明问题可能不在常规运行工况，而在于轴承选型、安装或受力状态不匹配。若轴承为NU2312（圆柱滚子轴承）与7311AC（角接触球轴承）组合结构，则典型配置为： NU2312：非驱动端，仅承受径向载荷，允许轴向自由伸缩； 7311AC：驱动端，角接触球轴承，作为定位端，承受轴向力和部分径向力。 

 若钢球表面出现剥落或压痕，可能是振动冲击或启停频繁导致的“布氏压痕”（Brinelling），即静止状态下滚珠在载荷作用下压入滚道形成塑性变形，启动后发展为疲劳剥落。此外，若定位端轴承预紧不当，也会加剧早期失效。 

 提问者反馈：刚才轴承型号是NU2312、7311AC。 

 答2：7311是角接触球轴承，安装需要测量调整组合角接触球轴承轴向游隙。很多厂家都说自己轴承配对没问题，但是在现场实际可能数据偏小或者偏大。AC也可以的，但是需要调整这个游隙。 

 AC代表接触角是25度，内外圈与球接触的连线泵轴中心线的夹角。 

 BECBP，第1个B的意思是40度接触角。 

 73系列轴承是轴向定位轴承，承受轴向载荷和部分径向载荷。所以接触角越大，承载能力越大。AC承载能力小一些，但是轴向游隙调好了，也是没问题的。   

   6        问       往复式压缩机，介质是氢气，阀盖漏油，不漏气是啥原因？     

 答1：在氢气往复式压缩机中，阀盖出现漏油但不漏气的现象，常见原因是：润滑系统注入气阀的润滑油在高压气体作用下被携带至阀盖密封区域积聚，当阀盖密封不严时，油被高压氢气“顶出”或渗出。虽然氢气分子极小、易泄漏，但若O型圈与密封面仍保持基本贴合，可能暂时阻止气体逸出（即密封对气体仍有效），但无法完全阻隔液态油的渗漏（因油的表面张力和流动性不同）。此外，注油量过大或回油不畅也会加剧油在阀盖处的积聚。 

 答2：阀盖漏油通常与预紧力不足或密封面不平有关。若判断为紧固不到位，可尝试对称、均匀地重新施加扭矩至制造商规定值。但需注意：过度紧固可能导致O型圈挤压变形、切边或阀盖开裂，反而加剧泄漏。 

 提问者反馈：阀盖用的O型圈，已经紧不动了。   

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