12个影响泵寿命的因素

泵友圈法律顾问

北京市京师律师事务所 王璠律师/公司法律顾问

1.径向力

行业统计数据表明，离心泵停止运转的最大原因是轴承和/或机械密封件的故障。轴承和密封件是“矿井中的金丝雀”——它们是水泵健康状况的早期指标，也是水泵系统内部情况的预兆。

从事该行业很长时间的任何人都可能知道，最佳实践之一是在或接近其最佳效率点（BEP）的情况下操作泵。在BEP上，设计的泵将承受最小的径向力。由远离BEP运转而产生的所有径向力的合力矢量与转子呈90度角，将试图使轴偏转和弯曲。

径向力大和随之产生的轴挠度是机械密封的杀手，是缩短轴承寿命的重要因素。如果足够大，则径向力会导致轴偏转或弯曲。如果停止泵并测量轴上的跳动，则不会出现任何错误，因为它是动态条件，而不是静态条件。

以3600rpm运行的弯曲轴（偏转）每转一圈将偏转两次，因此实际上每分钟弯曲7200次。这种高循环挠度使得密封表面难以保持接触并难以维持正确密封操作所需的流体层。

2.油污染

对于球轴承，超过85％的轴承故障是由于污物、异物或水进入而造成的。仅仅百万分之二百五十（250ppm）的水将减少轴承寿命的四倍。

合理使用润滑油对寿命至关重要。运转泵类似于以每小时96km的速度连续运转的汽车。以每周7✖24小时的速度行驶，里程表上的里程数不需要太长时间——每天2317km，每周16222km，每年843553km。

3.吸入压力

影响轴承寿命的其他关键因素还有吸入压力、联轴器对准以及管道应力。

对于单级卧式悬臂流程泵（例如ANSI B 73.1模型），作用在转子上的合成轴向力朝向入口，因此在一定程度上和有限制的反向吸入压力实际上会减少轴向力，从而降低推力轴承负载，从而延长寿命。例如，吸入压力为10 psig的标准S型ANSI泵通常可以预期轴承寿命为6到7年，但是在吸入压力为200 psig时，预期的轴承寿命将会提高超过50年。

4.校准

泵和电机的不对中会使径向轴承过载。当计算不对中量时，径向轴承寿命是一个指数因子。例如，对于只有1.52mm的小偏差，最终用户在运行三到五个月后可能会遇到某种轴承或联轴器问题。但是，对于0.0254mm的偏差，同一台泵可能会运行90个月以上。

5.管道应力

管道应力是由于吸入管和/或排出管与泵法兰的不对中引起的。即使在坚固的泵设计中，产生的管道应力也可以很容易地将这些潜在的高作用力传递给轴承及其各自的壳体。力（应变）导致轴承配合不当和/或与其他轴承不一致，从而使中心线位于不同的平面上。

6.流体特性

流体特性如pH值、粘度和比重是关键因素。如果介质是酸性或腐蚀性的，泵的接触部分，如壳体和叶轮材料，需要保持功能状态。流体中存在的固体数量及其大小、形状和研磨质量都将是影响因素。

7.工作状态

工作状态的严格程度是另一个主要因素：在给定时间内泵多久启动一次？

我见过泵每隔几秒钟就启动和停止一次。与在相同条件下连续运行的泵相比，这些工作中的泵以指数级的速度磨损。在这种情况下，系统设计急需改变。

8.汽蚀余量

可用净正吸入压头（NPSHA）的裕度越高，超过所需净正吸入压头（NPSHR），泵发生汽蚀的可能性就越小。空化会损坏泵叶轮，并且产生的振动会影响密封件和轴承。

9.泵的转速

泵的运行速度是另一个关键因素。例如，一个3,550 rpm的泵比1,750 rpm的泵的磨损要快4到8倍。

10.叶轮平衡

悬臂式泵或某些垂直设计上的叶轮不平衡会导致轴偏转，就像泵在远离BEP运转时的径向力一样。径向偏斜和偏转可能同时发生。建议叶轮至少达到ISO1940 6.3级标准。如果叶轮由于任何原因被修整，则必须重新平衡。

11.管道形状

延长泵寿命的另一个重要考虑因素是管道的几何形状，或流体如何“加载”到泵中。

例如，泵吸入侧垂直面上的弯头比水平弯头产生的有害影响更小。叶轮的水力负载更均匀，因此轴承的负载也更均匀。

吸入侧的流体速度应保持在3.048m/s以下。建议将速度保持在2.4384m/s

以下，并且1.8288 m/s甚至更好（假设使用非泥浆液）。代替湍流的层流将影响叶轮的装载方式并改变转子动力学。

12.工作温度

无论是高温还是低温，泵的工作温度，尤其是温度变化率，都会对泵的寿命和可靠性产生重大影响。泵的工作温度很重要，因此需要将泵设计为在此温度下运行。然而，更重要的是温度变化率。建议（比较保守情况）将变化率控制在每分钟2华氏度以下。不同的质量和材料以不同的速率膨胀和收缩，这可能会影响间隙和应力。

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