離心泵必須經(jīng)常在環(huán)境惡劣的運行條件下運行，導致極有可能發(fā)生過(guò)早損壞的現象——這勢必會(huì )增加了成本損失和由于故障停機造成的生產(chǎn)力下降的風(fēng)險。在提高泵的可靠性、減少維護工作量和降低能耗的壓力下，尋找、確定和執行減輕風(fēng)險等級的可行性解決方案就成為了當務(wù)之急。
　　評估泵的維護和維修方法（尤其注意軸承、潤滑和密封的維護和維修方法）是獲得更高級別的泵的可靠性和延長(cháng)使用壽命的關(guān)鍵工具。選擇正確的軸承、潤滑油和密封系統，再輔以主動(dòng)的工況監視方法，有助于延長(cháng)泵的使用壽命，減小泵進(jìn)行提前更換或改造的必要性。

　　選擇軸承
　　離心泵中的軸承可以支撐施加在葉輪上的液壓負荷、葉輪和泵軸的質(zhì)量以及聯(lián)軸節和驅動(dòng)系統產(chǎn)生的負荷。軸承也能將泵軸的軸向和徑向偏差保持在葉輪和軸封所容許的范圍內。
　　多種條件有助于連續對很多離心泵中的軸承進(jìn)行測試。在軸承試圖將摩擦降到最低的同時(shí)，軸承經(jīng)常承受著(zhù)較高的軸向負荷、臨界潤滑、極高的運行溫度和振動(dòng)，如果這些因素不加以控制，就會(huì )產(chǎn)生功率損耗、熱量過(guò)大、噪音和磨損，使軸承提前損壞。
所有這些影響因素會(huì )顯著(zhù)地影響軸承的使用壽命和可靠性，因而又會(huì )影響泵的使用壽命和可靠性。所以，首先需要在軸承預期的運行環(huán)境情況下評估軸承（類(lèi)型、結構和布局）。
　　設計出很多相匹配的軸承，以滿(mǎn)足離心泵所處的最嚴苛的工作條件。舉例來(lái)說(shuō)，包括各種形式的角接觸滾珠軸承在內的推力型軸承（支撐泵中液壓力產(chǎn)生的軸向負荷），就適合很多應用條件。
　　單列40°角接觸滾珠軸承
　　這些軸承是如今正在使用的最流行的API泵推力軸承，一般用于中速離心泵。在這樣的泵中，會(huì )產(chǎn)生很高的推力負荷。剛性銅罩變型設計適用于推力負荷變化大的應用條件，在運轉和滾珠滑動(dòng)期間，很可能會(huì )產(chǎn)生很大的推力負荷。一旦發(fā)生氣蝕現象，這些軸承也能抵抗破壞性振動(dòng)力。
　　軸承一般以背靠背的形式成對布局安裝，以適應反向推力負荷，提供足夠的泵軸支撐力，有助于延長(cháng)機械密封的壽命。尤其應該注意內部間隙。當安裝以后和在運行溫度時(shí)，軸承應留有足夠的剩余內部間隙，以便進(jìn)行冷運行，但間隙不能過(guò)大，以促進(jìn)惰性軸承的滑動(dòng)。
　　雙列角接觸滾珠軸承
在A(yíng)NSI標準離心泵和某些老式的API形式泵中，這些軸承（圖1）被廣泛用作主推力軸承。最有效的類(lèi)型具有Conrad結構、ABEC-3精確公差、每列30°接觸角、整體熱處理壓制鋼罩和多種密封選項。由于軸承的接觸角向外發(fā)散，軸承表現出了更大的剛性，提高了抗失調能力。在使用成對單列角面接觸滾珠軸承時(shí)，運行條件規定，需要采用正常的或大于正常的（C3）內部徑向間隙。

圖1 ANSI標準泵一般依靠這種軸承來(lái)應付推力負荷。

　　結構變化越來(lái)越普遍。這方面的例子包括采用更陡的（40°）接觸角，以提供更大的軸向負荷支承能力；在重載和潤滑不足的情況下，機加工銅罩提供了可靠的性能，減小了軸向內部間隙，促進(jìn)了兩列滾珠之間的負載分配，降低了惰性滾珠組中發(fā)生滑動(dòng)的可能性；ABEC-3（P6）公差也有助于軸承的安裝條件和使軸承的運行變得平穩。
　　專(zhuān)用的角接觸滾珠軸承組
　　對于具有最小推力的泵，成對的15°角接觸軸承一般就足夠了。但是，對于高推力負荷的情況，則應使用高性能的機加工40°和15°角接觸滾珠軸承組，通過(guò)降低惰性軸承中滾珠滑動(dòng)的敏感度，提供堅固性。這些設計的目的是，使離心泵不反轉或只周期性地發(fā)生反轉。這些軸承組的主要優(yōu)點(diǎn)是：15°軸承的內部間隙比40°軸承的內部間隙小得多，使其不易受到離心力和滾珠滑動(dòng)和回轉力的影響，從而避免滾珠發(fā)生滑動(dòng)和往復動(dòng)作。同時(shí)，提供了額外的徑向勁度，以保持泵軸和密封的完整性。
　　開(kāi)口內環(huán)角接觸滾珠軸承組
　　利用開(kāi)口內環(huán)滾珠軸承或四點(diǎn)接觸式滾珠軸承，匹配單列40°角接觸滾珠軸承，設計這些軸承的目的是，調節兩個(gè)方向上的推力負荷。這種布局一般用在立式泵中，以應付主要的推力負荷，但是，也可用于水平排列中，提供的支撐足以抵抗開(kāi)口內環(huán)軸承無(wú)法支撐的自身徑向負荷。由于兩個(gè)軸承串聯(lián)動(dòng)作，分擔了推力負荷，這種布局提供了極高的軸向負荷支承能力。反向推力負荷可以在開(kāi)口內環(huán)軸承后部進(jìn)行調節。這兩個(gè)軸承組的動(dòng)作就像“三重奏”一樣，并具有附加的節省空間和成本的優(yōu)點(diǎn)。
　　提供潤滑
　　根據一些研究資料，不正確的潤滑占了軸承故障的30％以上。因此，泵軸承的正確潤滑是可靠運行的基本條件。優(yōu)質(zhì)的潤滑油主要是在軸承的滾動(dòng)元件、座圈和軸承罩之間提供一層分離的油膜，防止金屬間的接觸和不希望產(chǎn)生的摩擦，因為這會(huì )產(chǎn)生過(guò)量的熱量，從而造成磨損、金屬疲勞和潛在的軸承接觸面的熔化。適量的軸承潤滑也起到了抑制磨損和腐蝕的作用，有助于防止污染損壞。
最常用的泵軸承的有效潤滑方法包括：
　　潤滑脂
　　潤滑脂便于涂抹，可以保留在軸承套內，提供額外的密封保護。根據旋轉速度和工作溫度，可能需要重新進(jìn)行潤滑，以解決潤滑脂使用壽命過(guò)短的問(wèn)題。
　　當運行條件允許使用“終身潤滑”軸承時(shí)，就消除了需要重新潤滑和執行相關(guān)維護任務(wù)的必要，提供了有吸引力的選擇方案。
　　油槽
　　這一選擇方案在軸承底部滾動(dòng)元件的中心位置形成了一個(gè)油位，代表了各種潤滑方法之中的軸承摩擦的比較基線(xiàn)。使用恒定油位加油器，就可以在一定時(shí)間內取得最佳的潤滑效果。
　　給油環(huán)
　　在這種方法中，給油環(huán)從水平軸上懸吊到位于軸承下面的油槽中，泵軸旋轉時(shí)，給油環(huán)將油槽中的潤滑油甩到軸承上面。軸承下部的油量降低了軸承系統中的粘滯摩擦，提高了泵軸的轉速，改進(jìn)了冷卻效果。
　　油霧和油氣混合潤滑
　　此處，潤滑油被霧化，由氣流攜帶到軸承上。在所有泵軸承潤滑方法中，這種方法產(chǎn)生的摩擦量最?。ㄔ试S根據軸承的結構確定旋轉速度，而不是根據潤滑的限制），可以在軸承套內產(chǎn)生一個(gè)正壓（隔離侵入的污染物）。
　　不管采用何種潤滑方法，必須根據垂直軸的要求指定潤滑油，并采取措施能夠承受固體、壓力、溫度、負荷變化和化學(xué)物質(zhì)的侵入。在泵的安裝位置難以接近時(shí)，可以集成全自動(dòng)化的系統，以便能夠及時(shí)、正確和有效地輸送液體。
　　密封系統
　　離心泵中的軸承密封可以完成四項關(guān)鍵的任務(wù)：保持住潤滑油或潤滑液，擋住污染物，分離液體和把壓力限制在一定范圍內。根據固體污染物的尺寸、硬度和脆度，固體污染物既可在軸承面上產(chǎn)生刻痕，也會(huì )引起摩擦；水會(huì )影響潤滑油的潤滑效率；潤滑油中的污染物會(huì )顯著(zhù)地降低軸承的壽命。當密封失效時(shí)，污染物就會(huì )滲入軸承區、進(jìn)入潤滑油中，最后進(jìn)入到軸承中。此外，軸承中的潤滑油流失，會(huì )導致干轉運行，這最終會(huì )造成泵的故障。離心泵軸承密封的選擇取決于獨特的需求和應用運行條件。
　　但是，動(dòng)態(tài)徑向密封一般仍然是離心泵的最佳選擇。這些密封在軸承面和相對運動(dòng)部分（一部分通常靜止，而另一部分則旋轉）之間產(chǎn)生了一個(gè)屏障。典型情況下，徑向泵軸密封結合了鋼或彈性外殼。外殼被粘接到密封材料上，這樣就可以使外殼鏜孔中必要的密封干涉配合得以實(shí)現（以及方便了安裝）。
　　彈性密封唇
　　通常緊貼著(zhù)泵軸安裝，提供了緊貼著(zhù)泵軸的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封，并提供了擠壓、切割和研磨成形的密封緣。多數密封唇是用丁腈橡膠原料制成的。這種材料特別適用于處理燃料、工業(yè)流體，為此提供了高復合潤滑油。
　　密封的選擇必須在認真審查了應用參數和環(huán)境系數的基礎上最終決定。尤其是在泵中使用的情況下。例如，密封會(huì )受到相對恒定的壓差，使壓力密封成為首選。
　　由于設計結構和嚴苛的運行條件的限制，密封通常比其所保護的部件的使用壽命短得多。所以，不要養成常見(jiàn)但不合時(shí)宜的習慣，即，僅根據其他部件的更換間隔確定更換密封的時(shí)間表，比如軸承，在剛一發(fā)現磨損或泄漏的跡象時(shí)，如果就更換密封，就可以防止很多軸承故障。
　　要想大概知道密封壽命的長(cháng)短，應考慮密封受到的污染量、周期時(shí)間、轉速和熱量。當然，污染物并非密封提前出現老化的惟一原因。其他故障原因包括：
　　錯誤的選擇；
　　錯誤的安裝方法會(huì )導致泄漏；
　　更換潤滑油引起的普通密封材料的反應。
　　要想防止這些問(wèn)題的出現，應制定一個(gè)嚴格的密封檢查和更換計劃。
　　監視泵的健康狀況
　　采用更主動(dòng)的方法對泵進(jìn)行維護，在延長(cháng)正常運行時(shí)間方面，可以起到重要的作用。工況監視包括對關(guān)鍵的物理參數進(jìn)行定期測量和分析，比如振動(dòng)和溫度，以便能夠在發(fā)生意外故障停機、高昂的維修或更換成本以及生產(chǎn)力降低事故發(fā)生以前，檢測出泵系統的故障。
　　基本的測量?jì)x表可以對振動(dòng)、溫度和其他參數進(jìn)行評估和報告。更先進(jìn)的工具包括在線(xiàn)監視系統和軟件，可以提供實(shí)時(shí)的數據檢查。一旦有必要使用這些工具，就可以及時(shí)地采取補救措施。
　　振動(dòng)測量
　　很多故障都與振動(dòng)有關(guān)，振動(dòng)是大家普遍認可的判斷泵序列運行工況的最佳運行參數。通過(guò)振動(dòng)可以檢測出故障，比如不平衡、失調、軸承油膜不穩定、滾珠軸承老化、機械配合松弛、結構性諧振和機座軟化。
　　振動(dòng)測量可以迅速完成，而且，還不會(huì )造成任何外來(lái)物侵入設備內部。因為，在測量過(guò)程中，泵的設備殼體始終未被打開(kāi)。此外，還應該建立工業(yè)標準，確定特種設備的振動(dòng)等級。
　　與基準值相比較，如果“整體振動(dòng)”明顯升高了（在儀表的頻率范圍內，所有振動(dòng)的總和），就表示出現了故障，這就需要在設備故障出現以前加以解決。
　　手持式振動(dòng)監視工具采用了各種技術(shù)，比如低價(jià)的振動(dòng)測試筆和整體振動(dòng)儀到更為復雜的便攜式數據采集器和相關(guān)的儀表，后者結構小巧，具有數據存儲功能（圖2），可以處理采集的數據。

圖2 這種儀表提供了各種測試分析技巧以及數據記錄功能。

　　溫度變化
　　定期監視溫度變化，也有助于理解系統的運行情況。溫度是監視機械狀況或施加在特定部件上的負荷的有用指標，比如推力軸承。例如，當推力軸承出現故障時(shí)，摩擦力會(huì )引起軸承的溫升。熱電偶傳感器安裝在軸承殼體上，可以測量軸承內部的溫度變化或潤滑油可以發(fā)出正在開(kāi)始形成的故障的信號，可依據這些參數制定相應的維護措施。
　　工況監視技術(shù)工具箱包括在線(xiàn)監視系統。這些工具箱可以對泵進(jìn)行24小時(shí)的監視，不管其安裝位置如何。這樣的技術(shù)可以連續收集數據或在永久安裝的傳感器預定頻率下收集數據，并將其分析結果發(fā)送給主計算機，以便隨后進(jìn)行分析。
　　調動(dòng)操作員的積極性
　　在問(wèn)題逐漸變得嚴重以前，提前檢測出設備的故障方面，可以起到工廠(chǎng)“耳目”的作用。操作員在主動(dòng)維護戰略和提高泵的正常運行時(shí)間方面，可以發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

圖3 操作員可以在檢測正在形成的故障方面起到工廠(chǎng)的“耳目”的作用。

　　在操作員激勵可靠性（ODR）政策下，操作員可以執行以上基本的維護活動(dòng)和超越他們的基本職責（圖3）。ODR將操作員包括在了維護活動(dòng)中，讓他們以檢查泄漏、傾聽(tīng)噪聲、監測溫度、潤滑和振動(dòng)的方式，觀(guān)察和記錄泵的整體健康狀況，并負責確定一切異常的設備狀況，而且，在某些情況下，以適當的補救行動(dòng)做出回應。操作員可以監視：
　　軸承：檢測軸承外環(huán)、內環(huán)、滾動(dòng)元件和軸承罩中的故障，也可以發(fā)現泵系統中別處存在的潛在故障。
　　潤滑：在泵軸承內部，確定潤滑過(guò)度或不足都有助于制定出更有效的潤滑方案。
　　泵軸：檢查泵軸可以發(fā)現不平衡、失調、彎曲、摩擦、過(guò)大推力和松弛等故障。
　　密封完整性：觀(guān)察有無(wú)泄漏和檢查潤滑油的清潔度，可以顯示泵密封的密封狀況。
　　泵座：檢查泵座和機座，可以提前發(fā)現松弛或受到腐蝕的五金件、損壞的水泥、底板直度和泵殼軟支腳及彈簧支腳狀態(tài)的異常情況。
　　泵葉片通路：查找異常情況很重要，比如，檢查是否有磨損、葉片/泵葉故障和泵軸配合松弛以及由于工藝內部的外來(lái)碎片產(chǎn)生的污物和阻塞現象。
　　葉輪間隙：正確的設定是取得優(yōu)化性能的關(guān)鍵，也是泵的葉輪和磨損環(huán)是否有異常情況的指標。
　　氣蝕和流動(dòng)紊流：這樣的故障長(cháng)期下去，會(huì )影響性能和泵的整體健康狀況。
　　溫度：溫度監測應包括監視幾個(gè)方面的溫度，其中包括軸承、潤滑、潤滑油槽和泵殼的溫度。
　　工藝參數：泵軸轉速、揚程壓力、出口壓力、真空、吸入、流量、水箱液位、閥門(mén)位置和產(chǎn)品的一致性都需要予以關(guān)注。
      聯(lián)軸節操作員的監督和使用正確的泵軸承、潤滑和密封進(jìn)行有效的主動(dòng)維護，都有助于平穩流動(dòng)運行、提高性能和延長(cháng)使用壽命，以及最終獲得優(yōu)化的正常運行時(shí)間。