离心泵维护方式的现状及未来

一台设计制造精良且完全满足现场运行工况要求的高品质产品，如果得不到适当的维护，那么在其整个生命周期内故障的频率将大大增加，而零部件的使用寿命则大大降低。

本文将结合工程实际应用经验和现代科技的发展，从常见的现场维护着手，就离心泵维护方式的现状及未来进行探讨，并给出个人建议，供广大用户参考。

离心泵常见的维护方式有三种：反应式维护、预防性维护和预测性维护。

1.1 反应式维护

设备已经失效，进行事故后维护。传统的维护方式多为反应式维护。

1.2 预防性维护

通过采取适当的措施（如提高强度、加强检测等），以防止设备发生故障。预防性维护还包括各种定期维护，如设备对中、轴承润滑及仪控仪表的检查等。

1.3 预测性维护

预测性维护是指使用数据、机器学习技术和统计算法来预测系统最可能发生的故障结果。分析监控装置收集的设备数据，例如传感器（有线或无线），以便就何时应更换或维护指定的零部件提供一致的预测，从而优化维护成本和停机时间[1]。

预测性维护是基于状态的维护的一个分支，即通过监测设备随时间而变化的状态，以预测何时、何处可能出现问题以及为什么。在产品出现故障、意外停机之前对产品进行维护，这是制造业所追求的终极目标。

不同行业、不同工况用泵的维护方式不尽相同。

维护方式主要由泵（在系统中）的重要程度及价值、用户或市场要求等因素决定的。泵的重要程度通常按以下情况来划分。

2.1 重要用泵

通常是指：

1）如果该泵发生故障，将对设备、系统、环境造成灾难性后果或造成重大财产损失。

2）故障的后果是非常危险的，可能会导致严重的不可逆的伤害甚至死亡。

3）没有备用泵。

2.2 较重要用泵

1）如果该泵发生故障，可能会造成一定的经济损失，如生产线停工、泵部分零部件损坏（和/或备件交货期较长）。

2）现场无人看管或看管不便（如海上平台用泵、野外输油泵站等）。

2.3 非重要用泵

在一些不重要的工况中使用的泵，如普通农用泵等。

对于重要、较重要用泵或有特别要求的泵（及系统），通常要进行重点关注和特别维护；而对于非重要用泵，通常只进行相对简单的维护、甚至不需要维护。

以下将就重要、较重要用泵或有特别要求的泵（及系统的）维护方式进行探讨。

3.1 国内现状

目前，我国离心泵维护方式基本上为两种：反应式维护和预防性维护。反应式维护主要针对一些普通的、没有安装监测装置的非重要用泵上，如：普通农田灌溉和排涝用泵、冷却循环水泵等。

在石化行业的实际工程应用中，对于很多重要用泵（如高温、高压、高速泵，执行API 610标准[2]，以下简称“标准”），通常通过提高强度及可靠性、增加机械保护系统、加强定期日常维护的方式来达到预防性维护。具体措施如：

1） 提高强度及可靠性

标准条款6.3.3 压力泵壳应设计成：

a) 在同时承受最大允许工作压力（及最高工作温度）和表5中列出的作用到每个管口上两倍允许管口负荷的最坏组合情况下，做到运转无泄漏或旋转部件与静止部件之间无接触。

b) 经得住水压试验。

标准附录K.1：给出了OH2和OH3型悬臂式泵的轴刚性的判定原则以及挠性系数L3/D4与泵尺寸因子的关系图。

挠性系数是转子刚度的度量标准。对于某一尺寸因子的悬臂泵，如果其挠性系数位于刚性线之下，则表明该泵为刚性轴设计，满足API泵要求，是安全的；L3/D4越小，转子挠度越小，这有利于提高机械密封的可靠性。如果L3/D4太大，特别是在接近泵关死点位置运行、水力径向负荷过大的地方，可能会造成断轴的风险。

如何提高产品的可靠性？这里有一些指导性原则[3]：

尽量采用经过验证的成熟的技术。 尽可能简化结构，减少零件数量。 尽可能采用标准化、模块结构。 设置故障监测和诊断装置。 给出适当的设计裕度。 必要时采用冗余设计。 失效安全设计。 加强重要零部件的可靠性分析。 进行可靠性确认试验。

2） 机械保护系统

随着传感器技术的发展、设备运行数据采集的使得，预防性维护便成了目前最普遍的一种维护方式。

为了提高运行可靠性，在一些重要用泵（组）上，均装有（感知、测量、监测和显示机器参数以表明其运行状态的）机械保护系统，如轴承温度监测、轴承座或泵轴振动监测等。当一个参数超过预先定义的限值、表明出现异常情况时，系统会将事件传达给操作人员和/或停机系统。该系统的目标是减轻对机器的损坏。

注：此处涉及的条款、表及图号均指API610第11版标准所对应的条款、表及图号。

3） 定期维护

定期维护可以延长泵的使用寿命。当泵得到正确的维护时，需要更换的零部件通常是较便宜的易损件。