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（山东核电有限公司 山东烟台 265116）
摘 要：长轴深井泵在电厂中有广泛的应用，本文结合海阳核电深井泵振动超标的案例，分析了长轴深井泵振动值超标的原因，并提出了相应的解决方案和后续的预防措施。为检修工作人员提供经验借鉴。
关键词：长轴深井泵；振动；铜轴承；轴；赛龙轴承
1.设备简介：
1.1设备概况
海阳核电厂一期工程使用了六台长轴深井泵，该泵位于循环水系统，过流介质为海水，功能是为鼓型旋转滤网提供冲洗水，保证进入鼓型滤网中的杂质和海生物被及时冲走，从而使清洁度高的海水进入下游的循环水泵。长轴深井泵均设置在循环水泵房外的海水取水口平台，从鼓型滤网水池中吸入海水，出水口配置了反冲洗过滤器和截止阀，同时外接工业水在启泵时为泵的盘根提供冷却水。
1.2长轴深井泵和配套电机参数
长轴深井泵共有五级叶轮组成，生产厂家为：盖州水泵厂，参数见表一：
泵型号 300JCW240*5
流量 240m3/h
扬程 45m
重量 2450kg
长×宽×高 11100×640×640
转速 1460r/min
传动轴数 共7根轴
电机配有防逆转装置，生产厂家为：上海响当当，参数见表二：
電机型号 YLB-250-1-4
电压 380v
电流 85A
功率 55kw
转速 1460r/min
重量 750kg
结构 电机为空心轴，泵轴插入电机并由键传动
1.3水泵运转过程中振动值超标
长轴深井泵在运行过程中，出现振动超标并异常跳机现象。振动值高达6.5mm/s，同时还发出“铛铛”响，泵运行电流超过103A，长时间超电流运行使空气开关动作而跳机。根据国标GB10889-89《泵的振动与评价方法》：泵的振动≤2.8mm/s合格，泵振动超标且出现明显异常。
2.造成泵振动的关键问题和处理方法
在对深井泵解体检修时，发现一些问题，结合这些问题，我们进行了深入的分析，并推断出造成泵振动超标和跳机的根本原因，同时针对相应问题提出了处理方法并付诸实施，取得了较好的效果：
2.1筒体连接螺栓遗失
外筒体的连接螺栓或螺帽有部分遗失情况（见图一），五节外筒体共 40颗螺栓中18颗遗失螺帽或螺栓，连接螺栓用于紧固外筒体形成海水流通的流道，螺栓的缺失将直接导致护管和中间支架间产生2-3mm張口，并对泵的运转产生恶劣影响。首先，张口直接导致海水介质的泄露，造成泵的出力不足，出口压力明显下降；其次，五级外筒体产生的张口将最终累积到叶轮导流壳处，造成导流壳和转子部件不同心，导流壳直接落在叶轮上产生磨损，转子部件的轴系和铜轴承之间产生偏磨。叶轮导流壳的剧烈磨损将导致轴功率的增加，电流超过103A；铜轴承的严重偏磨会使轴系甩动加剧，泵体剧烈振动并发出“铛铛”异响。
处理方法：针对螺栓脱落的问题，我们采用了尼龙防松螺母，在螺纹的底部处嵌入尼龙弹性垫圈来增大摩擦力，同时采用十字交叉法分三次将螺栓的力矩紧固到300NM，使螺母连接紧固，防松可靠。
2.2泵的导轴承剧烈磨损
泵的中间支架导轴承磨损严重，双边磨损量最高达到4mm。导轴承选材为铜，金属铜具有：摩擦系数高、传热性好、抗干磨能力差的特点。导轴承用来径向约束泵的5根长轴，使泵的轴系垂直，提高运转过程中轴系的稳定度。水泵在运转过程中，轴和导轴承之间将不可避免的产生滑动摩擦，铜的摩擦系数比石墨、橡胶、赛龙、聚醚醚酮高，在海水环境中将快速磨损，当轴和轴承之间单边间隙超过1mm时，泵的轴系将在运转过程中形成纺锤形甩动，泵会表现出振动超标的现象。
处理方法：将导轴承更换成赛龙轴承，将轴承和轴之间的单边间隙调整在0.20mm左右。由于赛龙轴承具有摩擦系数低、传热性差、抗干磨能力好（干起动30S）、承载能力强等特点，且在海水系统中被大量使用验证，可以很大程度上延长导轴承的使用寿命，保证设备的可靠性。
2.3导轴承未设计防止转动和坠落的结构
导轴承外径和轴承体支架内径之间仅靠过盈配合定位，未设计防止导轴承转动和坠落的结构，从而增加了导轴承磨损脱落失效的风险。冲洗水泵运转时，由于转子的动不平衡使得轴沿着轴系中心甩动，轴在甩动过程中不可避免的和导轴承之间产生滑动摩擦，导轴承在摩擦力的作用下转动起来，并和中间支架内壁间产生滑动摩擦，导轴承的外圆将迅速磨损，由于缺少导轴承的防脱落设计，导轴承外圆会急剧磨损、外径减小并脱落下来，此时导轴承对轴系的径向支撑作用已失效，整个轴系由于导轴承的脱落将产生更大的甩动，表现在泵体上为振动严重超标、噪音巨大，并跳泵。
处理方法：在轴承体支架内壁上设计凸台，使轴承安装上后刚好落到凸台上，在轴承体支架上钻两个定位孔，攻M8的螺纹，并拧上紧定螺钉，将轴承体轴承紧固在中间支架上，见图二，通过这种设计可以防止轴承的转动和脱落，防止轴承失效。
2.4轴弯曲度超标
对电机轴、传动轴、叶轮轴进行弯曲度检查发现弯曲度超标，结果如下：
第三根轴中间处弯曲值 0.12mm
第四根轴中间处弯曲值： 0.20mm
经咨询厂家泵轴的弯曲度应当≤0.08mm。以上两根轴弯曲度超标严重，将使泵的口环和密封环在转动过程中产生摩擦，同时轴系产生振动。
处理方法：更换新泵轴，新泵轴的跳动值应保证在0.04mm以内。如果没有新泵轴的备件，可以考虑使用直轴工具进行直轴。
2.5水泵底座水平度不符合标准 冲洗水泵底座纵向横向水平度在0.8～1.0mm/m之間，泵井下垂直长度达11米，均为悬空挂置，底座水平度的偏差导致扬水管垂直度越往下偏差越大，水泵运行过程中必将产生扬水管和轴的振动。扬水管的垂直度偏差过大还会在水泵运行过程中产生交变应力，严重时会引起扬水管的断裂或者脱落。
处理方法：冲洗水泵在其扬水管的总长度范围之内，其垂直度误差应当控制在±2mm的范围之内，所以泵座的纵向横向水平度应当在0.18mm/m范围内。在回装泵体时用0.02mm/m的水平仪将泵座的水平度调整到0.10mm/m左右，保证泵悬空部分的扬水管的垂直度偏差在标准范围之内。
3.其他影响设备正常运行问题
3.1挡沙环腐蚀严重
检查挡沙环外观发现，内壁和端面被海水冲刷侵蚀严重，表面有大量的坑蚀和锈迹，已经失去挡沙性能。由于挡沙环的材质为316，耐海水腐蚀能力较弱，需要重新选择耐海水腐蚀材料来制造挡沙环。
处理方法：联系厂家考虑海水腐蚀性较强的情况，选择双相不锈钢为材料来加工新挡沙环 。
3.2泵提升量调整过大
在装配完成后需要调整提升量，通过旋转泵上端的提升螺母将泵转子部件提升5-6mm，使泵的叶轮处于导流壳内轴向的中间位置，泵的工作效率较高。但实际装配人员误将提升量调整到了10mm，使叶轮的上盖板和导流壳下端面直接接触，动静部件间产生严重磨损。
处理方法：我们更换了磨损量严重的叶轮和导流壳，并在泵装配完成后将泵的提升量调整到5-6mm，使泵的动静部件之间分离，保证泵能够正常、高效运转
3.3海水倒灌污染外接冷却水
盘根外接冷却水管路上未设计逆止阀，导致启泵后自润滑管路中海水倒灌回外接冷却水管路，污染外接冷却水源。泵启动前需要先开启外接冷却水的隔离阀，将冷却水注入盘根和护管中，待盘根和护管中导轴承充分冷却后再启动泵，泵启动后海水通过出水口自润滑管路接入到冷却润滑水管路上。由于泵出口海水的压力为0.4MPa，远高于外接冷却水的压力，在未关闭隔离阀之前，部分海水将顺着外接冷却水管倒灌并污染冷却水源，造成其它系统回路中氯离子含量超标，加剧电化学腐蚀，对其它系统造成不可逆的伤害。
处理方法：在外接冷却水源的系统管路上增加逆止阀，使得水只能够单向流动，彻底防止海水倒灌后污染外接水源。
4.維修过程中良好实践和预防措施
泵装配完毕后对泵进行抽水试转，水泵的出水口压力稳定在0.5MPa，振动≤2.8mm/s。运行人员应加强对水泵的日常巡检，如果发现水泵运行振动、声音异常，立即停止水泵的运行，并通知检修人员对水泵的故障进行检查、处理。
泵由于室外放置，长时间停机不运转会造成泵内零部件的锈蚀，同时大量的海水盐结晶会出现在动静结合的缝隙处，应当定期将泵切换运行，提高泵的使用频率，同时能及早发现泵的缺陷，有利于机组的安全稳定运行。
大修时应当选择至少两台运行情况较差的泵做解体大修，保证泵的导轴承得到及时更换。
建立完备的备件库存保障，确保有充足备件，例如：轴、导轴承、壳轴承、挡沙环、O型圈、油封。
参考文献：
[1]关醒凡， 现代泵理论与设计， 中国宇航出版社， 2011年4月
[2]王优强、李鸿琦，水润滑赛龙轴承及其润滑性能综述，润滑与密封，2003年第1期
摘 要：长轴深井泵在电厂中有广泛的应用，本文结合海阳核电深井泵振动超标的案例，分析了长轴深井泵振动值超标的原因，并提出了相应的解决方案和后续的预防措施。为检修工作人员提供经验借鉴。
关键词：长轴深井泵；振动；铜轴承；轴；赛龙轴承
1.设备简介：
1.1设备概况
海阳核电厂一期工程使用了六台长轴深井泵，该泵位于循环水系统，过流介质为海水，功能是为鼓型旋转滤网提供冲洗水，保证进入鼓型滤网中的杂质和海生物被及时冲走，从而使清洁度高的海水进入下游的循环水泵。长轴深井泵均设置在循环水泵房外的海水取水口平台，从鼓型滤网水池中吸入海水，出水口配置了反冲洗过滤器和截止阀，同时外接工业水在启泵时为泵的盘根提供冷却水。
1.2长轴深井泵和配套电机参数
长轴深井泵共有五级叶轮组成，生产厂家为：盖州水泵厂，参数见表一：
泵型号 300JCW240*5
流量 240m3/h
扬程 45m
重量 2450kg
长×宽×高 11100×640×640
转速 1460r/min
传动轴数 共7根轴
电机配有防逆转装置，生产厂家为：上海响当当，参数见表二：
電机型号 YLB-250-1-4
电压 380v
电流 85A
功率 55kw
转速 1460r/min
重量 750kg
结构 电机为空心轴，泵轴插入电机并由键传动
1.3水泵运转过程中振动值超标
长轴深井泵在运行过程中，出现振动超标并异常跳机现象。振动值高达6.5mm/s，同时还发出“铛铛”响，泵运行电流超过103A，长时间超电流运行使空气开关动作而跳机。根据国标GB10889-89《泵的振动与评价方法》：泵的振动≤2.8mm/s合格，泵振动超标且出现明显异常。
2.造成泵振动的关键问题和处理方法
在对深井泵解体检修时，发现一些问题，结合这些问题，我们进行了深入的分析，并推断出造成泵振动超标和跳机的根本原因，同时针对相应问题提出了处理方法并付诸实施，取得了较好的效果：
2.1筒体连接螺栓遗失
外筒体的连接螺栓或螺帽有部分遗失情况（见图一），五节外筒体共 40颗螺栓中18颗遗失螺帽或螺栓，连接螺栓用于紧固外筒体形成海水流通的流道，螺栓的缺失将直接导致护管和中间支架间产生2-3mm張口，并对泵的运转产生恶劣影响。首先，张口直接导致海水介质的泄露，造成泵的出力不足，出口压力明显下降；其次，五级外筒体产生的张口将最终累积到叶轮导流壳处，造成导流壳和转子部件不同心，导流壳直接落在叶轮上产生磨损，转子部件的轴系和铜轴承之间产生偏磨。叶轮导流壳的剧烈磨损将导致轴功率的增加，电流超过103A；铜轴承的严重偏磨会使轴系甩动加剧，泵体剧烈振动并发出“铛铛”异响。
处理方法：针对螺栓脱落的问题，我们采用了尼龙防松螺母，在螺纹的底部处嵌入尼龙弹性垫圈来增大摩擦力，同时采用十字交叉法分三次将螺栓的力矩紧固到300NM，使螺母连接紧固，防松可靠。
2.2泵的导轴承剧烈磨损
泵的中间支架导轴承磨损严重，双边磨损量最高达到4mm。导轴承选材为铜，金属铜具有：摩擦系数高、传热性好、抗干磨能力差的特点。导轴承用来径向约束泵的5根长轴，使泵的轴系垂直，提高运转过程中轴系的稳定度。水泵在运转过程中，轴和导轴承之间将不可避免的产生滑动摩擦，铜的摩擦系数比石墨、橡胶、赛龙、聚醚醚酮高，在海水环境中将快速磨损，当轴和轴承之间单边间隙超过1mm时，泵的轴系将在运转过程中形成纺锤形甩动，泵会表现出振动超标的现象。
处理方法：将导轴承更换成赛龙轴承，将轴承和轴之间的单边间隙调整在0.20mm左右。由于赛龙轴承具有摩擦系数低、传热性差、抗干磨能力好（干起动30S）、承载能力强等特点，且在海水系统中被大量使用验证，可以很大程度上延长导轴承的使用寿命，保证设备的可靠性。
2.3导轴承未设计防止转动和坠落的结构
导轴承外径和轴承体支架内径之间仅靠过盈配合定位，未设计防止导轴承转动和坠落的结构，从而增加了导轴承磨损脱落失效的风险。冲洗水泵运转时，由于转子的动不平衡使得轴沿着轴系中心甩动，轴在甩动过程中不可避免的和导轴承之间产生滑动摩擦，导轴承在摩擦力的作用下转动起来，并和中间支架内壁间产生滑动摩擦，导轴承的外圆将迅速磨损，由于缺少导轴承的防脱落设计，导轴承外圆会急剧磨损、外径减小并脱落下来，此时导轴承对轴系的径向支撑作用已失效，整个轴系由于导轴承的脱落将产生更大的甩动，表现在泵体上为振动严重超标、噪音巨大，并跳泵。
处理方法：在轴承体支架内壁上设计凸台，使轴承安装上后刚好落到凸台上，在轴承体支架上钻两个定位孔，攻M8的螺纹，并拧上紧定螺钉，将轴承体轴承紧固在中间支架上，见图二，通过这种设计可以防止轴承的转动和脱落，防止轴承失效。
2.4轴弯曲度超标
对电机轴、传动轴、叶轮轴进行弯曲度检查发现弯曲度超标，结果如下：
第三根轴中间处弯曲值 0.12mm
第四根轴中间处弯曲值： 0.20mm
经咨询厂家泵轴的弯曲度应当≤0.08mm。以上两根轴弯曲度超标严重，将使泵的口环和密封环在转动过程中产生摩擦，同时轴系产生振动。
处理方法：更换新泵轴，新泵轴的跳动值应保证在0.04mm以内。如果没有新泵轴的备件，可以考虑使用直轴工具进行直轴。
2.5水泵底座水平度不符合标准 冲洗水泵底座纵向横向水平度在0.8～1.0mm/m之間，泵井下垂直长度达11米，均为悬空挂置，底座水平度的偏差导致扬水管垂直度越往下偏差越大，水泵运行过程中必将产生扬水管和轴的振动。扬水管的垂直度偏差过大还会在水泵运行过程中产生交变应力，严重时会引起扬水管的断裂或者脱落。
处理方法：冲洗水泵在其扬水管的总长度范围之内，其垂直度误差应当控制在±2mm的范围之内，所以泵座的纵向横向水平度应当在0.18mm/m范围内。在回装泵体时用0.02mm/m的水平仪将泵座的水平度调整到0.10mm/m左右，保证泵悬空部分的扬水管的垂直度偏差在标准范围之内。
3.其他影响设备正常运行问题
3.1挡沙环腐蚀严重
检查挡沙环外观发现，内壁和端面被海水冲刷侵蚀严重，表面有大量的坑蚀和锈迹，已经失去挡沙性能。由于挡沙环的材质为316，耐海水腐蚀能力较弱，需要重新选择耐海水腐蚀材料来制造挡沙环。
处理方法：联系厂家考虑海水腐蚀性较强的情况，选择双相不锈钢为材料来加工新挡沙环 。
3.2泵提升量调整过大
在装配完成后需要调整提升量，通过旋转泵上端的提升螺母将泵转子部件提升5-6mm，使泵的叶轮处于导流壳内轴向的中间位置，泵的工作效率较高。但实际装配人员误将提升量调整到了10mm，使叶轮的上盖板和导流壳下端面直接接触，动静部件间产生严重磨损。
处理方法：我们更换了磨损量严重的叶轮和导流壳，并在泵装配完成后将泵的提升量调整到5-6mm，使泵的动静部件之间分离，保证泵能够正常、高效运转
3.3海水倒灌污染外接冷却水
盘根外接冷却水管路上未设计逆止阀，导致启泵后自润滑管路中海水倒灌回外接冷却水管路，污染外接冷却水源。泵启动前需要先开启外接冷却水的隔离阀，将冷却水注入盘根和护管中，待盘根和护管中导轴承充分冷却后再启动泵，泵启动后海水通过出水口自润滑管路接入到冷却润滑水管路上。由于泵出口海水的压力为0.4MPa，远高于外接冷却水的压力，在未关闭隔离阀之前，部分海水将顺着外接冷却水管倒灌并污染冷却水源，造成其它系统回路中氯离子含量超标，加剧电化学腐蚀，对其它系统造成不可逆的伤害。
处理方法：在外接冷却水源的系统管路上增加逆止阀，使得水只能够单向流动，彻底防止海水倒灌后污染外接水源。
4.維修过程中良好实践和预防措施
泵装配完毕后对泵进行抽水试转，水泵的出水口压力稳定在0.5MPa，振动≤2.8mm/s。运行人员应加强对水泵的日常巡检，如果发现水泵运行振动、声音异常，立即停止水泵的运行，并通知检修人员对水泵的故障进行检查、处理。
泵由于室外放置，长时间停机不运转会造成泵内零部件的锈蚀，同时大量的海水盐结晶会出现在动静结合的缝隙处，应当定期将泵切换运行，提高泵的使用频率，同时能及早发现泵的缺陷，有利于机组的安全稳定运行。
大修时应当选择至少两台运行情况较差的泵做解体大修，保证泵的导轴承得到及时更换。
建立完备的备件库存保障，确保有充足备件，例如：轴、导轴承、壳轴承、挡沙环、O型圈、油封。
参考文献：
[1]关醒凡， 现代泵理论与设计， 中国宇航出版社， 2011年4月
[2]王优强、李鸿琦，水润滑赛龙轴承及其润滑性能综述，润滑与密封，2003年第1期