( 封面图:卧式多级离心泵平衡盘磨损得快的原因及防治对策 )
卧式多级离心泵运行过程中,平衡盘磨损是高发故障之一,其核心诱因包括轴向力失衡、材料选型与表面处理不当、运行工况偏离设计值及操作维护不规范等。通过科学选型材料、优化运行参数、强化全周期维护等措施,可有效降低平衡盘磨损速率,延长泵组整体使用寿命。本文中,水泵生产厂家长沙水泵厂将系统解析卧式多级离心泵平衡盘磨损过快的常见成因,并给出针对性防治方案,供用户单位参考。
卧式多级离心泵的核心功能是将机械能转化为液体动能,其工作机制为:高速旋转的叶轮带动液体进入泵腔,借助离心力作用将液体加压后输送至出口。平衡盘作为泵组的关键承载部件,核心作用是平衡叶轮运转产生的轴向力(注:平衡盘主要平衡轴向力,径向力主要由轴承承担,原文此处表述不准确),因此需长期承受流体介质的高压载荷,摩擦与磨损现象难以完全规避,但其磨损程度可通过科学管控有效降低。
材料特性是影响平衡盘磨损的基础因素。平衡盘常用材质为不锈钢、铸钢等金属材料,若所选材质硬度不足,或表面未进行针对性强化处理(如淬火、镀铬等),会直接导致耐磨性能不足,加速磨损进程。此外,输送介质的工况条件也会显著影响磨损速率:若介质中含有固体颗粒物,会形成“磨粒磨损”;若介质具有腐蚀性,则会引发“腐蚀磨损”,两种作用均会加剧平衡盘的失效。
运行工况与操作规范对平衡盘磨损的影响同样关键。首先,泵组工作点偏离设计参数,会导致轴向力异常增大,超出平衡盘承载能力;其次,泵组运行过程中产生的过量振动,会破坏平衡盘与平衡环的正常配合间隙,引发不规则摩擦;再者,介质温度过高或波动过大,会改变材料力学性能,降低耐磨强度。同时,日常维护保养缺位,如未定期检查配合间隙、未及时清理介质杂质等,也会逐步累积损伤,最终导致平衡盘严重磨损。
需特别注意平衡盘结构的适配场景:由于平衡盘在启动阶段存在固有摩擦特性,该结构不适用于频繁启停的工况。若现场存在频繁启停需求,需通过调整平衡方式、更换适配型号泵组,或优化系统运行逻辑等方式解决,避免强行使用导致平衡盘快速失效。
平衡环与吐出段的连接密封质量,直接影响平衡盘工作稳定性。若连接螺钉紧固不均或紧固力矩不足,会导致高压介质从结合处泄漏,造成平衡力衰减,进而引发平衡盘与平衡环的研磨损伤。检查时可重点观察结合处是否存在高压水冲刷痕迹,若发现泄漏迹象,可通过加装O型密封圈强化密封性能,同时需确保所有固定螺钉按规范均匀紧固,保障密封面贴合严密。
平衡盘与平衡环的配合间隙(b1)需严格控制在合理范围。理论上,适当增大间隙b1有助于平衡盘的开启动作,但会伴随泄漏量增加、泵组效率下降的问题;而从实际运行数据来看,当间隙b1大于0.6mm时,平衡装置会彻底失效——核心原因是过量泄漏超出平衡水管的引流能力,导致平衡腔压力(p6)升高,使得平衡盘两侧压差(p4与p6)大幅减小,无法形成有效平衡力。因此,现场安装与维护时,需将间隙b1严格控制在0.3-0.5mm之间,确保平衡装置正常工作。
装配精度是保障平衡装置可靠运行的关键环节。平衡盘、平衡环的加工精度通常有严格标准,故障概率较低;但与之装配的吐出段,若安装平衡环的基准面垂直度超差,会导致平衡环与平衡盘的配合间隙不均匀,破坏受力平衡,引发异常磨损,严重时会导致泵组启动即抱死。若检测确认吐出段基准面超差,建议直接更换吐出段部件,避免通过修配方式勉强使用,保障装配精度符合设计要求。
平衡水管堵塞是导致平衡盘失效的高频故障,且危害极大。平衡水管堵塞后,平衡腔压力(p6)会与泵出口压力(p4)趋于相等,平衡盘两侧无法形成有效压差,彻底丧失平衡功能。此时,泵组轴向力会直接作用于平衡盘,引发剧烈摩擦,轻则导致泵组无法正常运行,重则烧毁电机。因此,维修人员在排查平衡装置故障时,应优先检查平衡水管的通畅性,该故障解决难度较低,及时清理堵塞物即可恢复功能。
综合来看,防治多级离心泵平衡盘磨损需从“选型、运行、维护”全流程入手,具体措施如下:一是科学选型材料并强化表面处理,根据输送介质特性选择高硬度、耐腐蚀的材质,必要时进行表面强化处理,提升耐磨性能;二是优化运行工况,确保泵组工作点符合设计要求,严控介质温度与杂质含量,降低运行振动;三是强化全周期维护,定期检查配合间隙、密封状态与平衡水管通畅性,及时更换磨损超标的部件,确保泵组始终处于良好运行状态。