水泵故障排查系列专题一:噪声异常

发表时间:2021.08.08 12:46

来源:泵友圈

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水泵的使用寿命离不开定期巡检,巡检过程主要是通过水泵外在的运行表现来判断水泵情况,从而发现水泵异常。大多数异常并非是水泵发生了不可逆的损伤,如果可以第一时间诊断故障,进行维护,水泵可以恢复到正常运转。


水泵异常主要有以下五种表现:

噪声异常

振动异常

性能异常

温升异常

其他异常

 

今天我们讲解五种异常中的噪声异常。噪声异常主要是指水泵运转过程中,产生了较大的噪声或者较为尖锐的噪声,这种噪声可能不足以对环境造成噪声污染,但是却表征着水泵系统出现了异常,需要及时检查,噪声产生的原因大致可归结为如下几种:

 

气液混排


这种情况常见于立式水泵,因为立式水泵的出水口大多不在泵体最高点,当排气未排净或系统产气时,气体将堆积在泵体顶部,堆积的气体随着水泵运转出现周期性的压力(体积)变化,从而造成了泵体内噪声异常。


这种情况下需要对水泵进行彻底排气,如果系统产气则应检查产气原因,避免系统产气。



汽蚀


汽蚀是指水泵吸水时,由于入口压力下降到饱和蒸汽压以下,导致了水的汽化,含有气泡的水接触到叶轮表面,被叶轮增压后,气泡消散,气泡周边的水快速填充气泡位置造成的冲击。


表现通常为泵头侧的高频金属撞击声音,音如爆豆。


可以通过手动调小/关闭水泵出口阀门来检查汽蚀,当阀门调小/关闭后,噪音明显消除,则可判定为汽蚀。


汽蚀问题解决起来较为麻烦,首先尝试降低入口管路阻力,并适当提升入口压力,如果不能解决,则可查阅Pentax公众号(宾泰克泵业)之前发布的汽蚀内容文章。

 

泵体摩擦


泵体摩擦是指机械结构上的接触摩擦,多数是由于叶轮或泵体装配不到位,出现轴向或径向的接触,或者装配时没有接触,但是轴向距离小于轴承游隙,当水泵运行时叶轮吸入口负压,导致轴向偏移出现摩擦。


这种摩擦噪声表现为周期性或连续性的金属摩擦声,可以藉由停机后的手动盘车检查。


维修方法需要拆解水泵,装配错误的需要重新装配,尺寸不良的需要二次加工,轴承损坏的需要更换轴承。


异物进入


异物进入是指水泵安装过程或运行过程,有异物进入到泵体流道内,摩擦或者撞击了叶轮。


噪声表现通常是金属摩擦声音,停机后手动盘车可以感觉到间断性或连续性的阻力增加。


维修方法需要拆解水泵,清理异物,并且检查叶轮泵体等部位受损情况,受损严重时需要更换部件。


轴承生锈


部分小体量水泵的泵头侧并没有轴承,依靠电机轴承做定位和支撑,例如CM、PT,部分大体量水泵的泵头由于负载较大,设置了泵头侧轴承,无论轴承处于哪里,都有可能出现润滑脂失效、遇水或湿气生锈,轴承生锈后会导致运转噪音。


对于轴承生锈的问题,需要拆解轴承位,进行轴承更换,同时检查是否有其他部位同样存在锈蚀需要清理。


轴承干磨


不同于轴承生锈,部分环境下轴承位始终是干燥状态,但由于轴承高温或没有定期填充润滑剂,导致润滑缺失,轴承摩擦加剧,大量生热并伴随转动噪音。


外部表现为停机状态下手动盘车摩擦阻力很大,磨损严重时可能出现轴向蹿动加大,这种情况需要拆解水泵,更换轴承。


风扇摩擦


大多数水泵的结构都是风冷式电机,风扇叶是电机散热的主要元件,当风扇罩收到外力变形或错位时,可能和风扇叶发生摩擦,或者风扇叶装配错位时,可能与电机后端盖出现摩擦,无论哪种摩擦都会造成噪音异常。


大部分风扇叶的材质为塑料材质,所以噪音虽然频率很高,成连续噪音,但噪音音色并不尖锐。


遇到这种问题,需要检查摩擦点位,调整风扇罩或风扇叶安装位置,解决摩擦即可。



流速过大


当系统设计不当时,或管路内有缩径较为明显的情况时,水系统可能在这里产生尖锐的噪音,这与吹哨的空气高速流动和振动相似。


这种噪音多数出现于水泵管路上,而非水泵本体,通过降低流量或改善缩径管路可以消除噪音。


空气振动


也称空鼓,是指水泵安装基础强度较低,并且基础成半密闭形式,内有大量空气,当水泵振动时,基础内的空气伴随振动,与共振有相似之处,造成低沉噪音。


使用手按住水泵或基础,或者抬起水泵,将之与基础分离可以降低或消除噪音,可以通过这种操作来诊断噪音原因。


解决方法是调整基础结构,增加强度或开孔释放空气即可。



电磁噪音


电磁噪音是指使用变频器驱动水泵时,由于变频器的参数与水泵电机的硬件不兼容,造成的尖锐啸叫噪音,这并不代表某个系列的变频器或者水泵电机的好与坏,也不表征这个系列产品不兼容,只是当前的搭配组合个例情况。


可以通过工频启动水泵或者调节变频器的载波频率(开关频率)来诊断这个噪音。


解决方法也是调节载波频率(开关频率),这一频率通常都是变频器开放的参数,并且内设调节梯度,更换到下一个频率数值就有可能消除噪音。

 

水泵正常运行会有噪音么?当然会有,正常运行的情况下,水泵内部的水流摩擦产生噪音,电机转子部分的机械摩擦产生噪音,电机风扇散热气流产生噪音。

 

这三种噪音往往前两种是系统需求的负面反馈,与系统需求的水泵参数和电机功率直接相关,而第三种是电机散热的次生需求,针对这种噪音,Pentax推出的C系列小型离心泵和U系列卧式多级泵采用优化后的风扇扇叶,降低风噪,有效减低水泵运行噪音。



例如CM101产品,额定工况点下,实验室实测噪音数值为63~64dB,但是按照GB/T29529的噪音评价方法计算,LA=59dB,LB=65dB,LC=71dB,由此可见,CM101的噪音列于B级声压级以内,噪声远低于常规水泵的基础要求C级声压级。

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