专家谈｜正确安装：泵可靠运行的第一步

是否具有正确和完善的安装实践，可能意味着可以提供多年无故障服务的泵与需要持续和重复维护的泵之间的区别。虽然由于文章篇幅的限制使我们无法提供关于如何安装所有类型泵的详细说明，但本文中的大多数信息都是指单级端吸设计。

必须满足三个特定区域的要求，以确保泵在系统内提供长期可靠的运行：

1）基础

2）管路布置

3）对中

通常，泵应该安装在由坚固的混凝土基础支撑的坚固底座/底板上。还需要通过将泵与管道系统以及驱动机进行准确地对中，然后再将泵正确地连接到系统。

坚固的基础和灌浆可以使装置提供可靠的、不间断的服务，而不是需要不断调整的装置。每个人都应该关心的是，在安装泵时，只使用最适合的材料和正确的设计。

混凝土基础必须足够坚固，以吸收任何振动，并为底座形成永久的刚性支撑。一个常用的经验法则是，基础应为泵/驱动机组件重量的五倍左右，比底座长约6"、宽约6"。地脚螺栓通常为图1中所示的“J”型或套筒型，并且必须按照经确认的底座外形图进行定位。

在安装底座之前，应通过凿掉任何有缺陷的混凝土来平整基础的整个表面，使其保持粗糙但平整。然后必须清除表面上的所有油、油脂和松散的颗粒。虽然各个行业的做法各不相同，但大多数领先公司都倾向于在安装前将泵和驱动机从底座上拆下。这有助于调平底座并消除任何变形。

底座应支撑在调平螺钉、垫片或靠近地脚螺栓（带有小斜度的成对使用）的金属楔形块上。所有调平螺钉和其它需要防止浆液飞溅的地方都应该涂覆一层蜡，以防止灌浆粘附在它们上。通过调整调平装置和使用精密水准仪检查底座上的机加工安装表面。确保底座的机加工安装表面水平、平坦且平行。为了防止设备受力不均而变形，同一平面内的所有表面高度偏差必须在0.002"范围内。

当底座处于水平状态时，检查所有支撑楔形块或垫片是否与基础和底座完全接触。均匀地拧紧基础地脚螺栓，并复查水平度。

灌浆期间，底座、灌浆和基础的温度应保持在 40 °F 到 90 °F之间 - 之后至少保持24小时。使用水泥基灌浆时，请详细遵循灌浆供应商的说明，并确保快速连续地完成灌浆，以防止底座下方出现冷接缝和空隙。灌浆应按照制造商的说明进行硬化。

环氧灌浆的使用在许多行业中变得越来越普遍。增加的粘接强度有助于保持泵和驱动机之间的对中，从而减少不对中故障和维护成本。由于环氧灌浆的表面是无孔的，因此在泵发生意外泄漏时，它的使用也便于进行清理。

近年来，通过使用预灌浆底座来消除现场底座找平和灌浆中发现的许多传统问题，已经取得了相当大的成功。底座在工厂中以倒置位置进行灌浆，从而减少环氧树脂浆液的体积收缩，否则会导致底座变形。事实证明，这些预灌浆的单元可以很好地移动，并且到达现场时是平整的，就像它们离心工厂时一样。它们还可以在现场与泵和电机一起安装。

毫无疑问，这是泵安装中被滥用最多的一个领域。事实上，可以毫不含糊地说，大多数泵的管道连接都不正确。

即使在今天，许多装置也像是“水管工的噩梦”。在这种情况下，泵看起来好像被挤到了一个角落里，被挡在一边，管道穿进穿出，而没有考虑流体流动模式或未来维护活动的通道。因为这不是泵供应商的供货和工作范围，因此，通常被忽视。然而，在用户或安装公司缺乏经验的情况下，有必要寻求泵供应商/制造商的技术支持。

大多数人都会参考泵制造商的安装、操作和维护 （IOM） 手册。不幸的是，这并不能提供很多详细的信息，因为大多数泵公司都赞同将责任限制在泵的吸入和排出管口范围内的态度。尽管这种态度正在迅速消失，但这种变化尚未影响到大多数IOM手册 - 这意味着来自该来源的准确和完整的信息仍然受到严重限制。因此，在大多数行业中，很大一部分泵安装的管道布置不当，导致泵过早失效。

遗憾的是，故障很少被追溯到不正确的管道布置，因为密封和轴承故障还有许多其它原因。主要的困难在于，管道方面的缺陷将许多泵故障的根本原因定位在泵本身的物理范围之外，因此对于不谨慎和缺乏经验的人来说很难发现。

泵相对于其吸入源的位置对其最终的可靠性至关重要。每台泵都需要尽可能靠近其吸入源，以减少摩擦损失对NPSHA的影响。然而，它也必须离吸入源足够远，以确保可以遵循正确的管道实践（见图 2）。

这些管道实践涉及许多简单的规则，如果遵循这些规则，将消除很大一部分潜在的泵问题。

泵管道的5条规则如下：

1）在吸入口异径管和管线中的第一个障碍物之间，为吸入侧提供一条直管，其长度相当于该管道通径的5至10倍。否则可能会产生诸如叶轮中水力不稳定等问题，这些问题会转化为额外的轴载荷、更高的振动水平以及密封和轴承的过早失效。

2）泵入口和出口侧的管道直径应至少比管口本身尺寸大一个等级。泵吸入侧水平入口的管道直径必须通过偏心异径管缩小到管口直径，偏心异径管的位置应使平面位于顶部。出口侧的异径管可以是标准的同心设计。

3）拆除安装在泵吸入管口上的弯头。不这样做可能会导致上述规则1）中提到的水力不稳定性。

4）消除吸入源中出现涡流或空气夹带的可能性。这些情况会导致经常与汽蚀相混淆的问题。

5）如以下关于对中的章节所述，管道的布置方式应确保不会对泵壳体施加应力。

我们并不关心将两半联轴器对中，唯一的标准是确保泵的轴及其驱动机的轴将在一个共同的轴（系）上旋转。如果轴不是同轴的，由此产生的力矩将增加泵轴和轴承上的力，导致其加速磨损和过早失效。

当两条相互叠加的线形成一条线时，就可以实现对中。不对中是衡量两条线离形成一条线有多远的指标。我们在这里关注的两条线是泵轴和驱动轴的中心线。

在一种不对中的情况下，两条线可以相互平行，但相距恒定的距离，这被称为偏移或平行不对中。在另一种情况下，一条线将与另一条线成一定角度，这被称为角度不对中（见图3）。

平行不对中 可以被认为是沿长度方向任何给定点的驱动机轴中心线与泵轴中心线之间的距离 - 这种不对中可能发生在任何平面上。因此，对于垂直偏移，需在顶部和底部进行必要的测量；而对于水平偏移，需在每侧进行必要的测量。

角度不对中 是指两个轴的斜率差。如果泵、底座和基础已正确安装，则可以将泵的轴中心线视为水平线，因此可以将其视为参考线或基准线。驱动轴的斜率可以通过确定两个不同点的偏移测量值，从一个点中减去另一个点，然后将结果除以两点之间的轴向距离来计算。这种不对中需要在垂直面和水平面上进行测量和计算。

在拧紧联接螺栓之前，管道法兰必须准确对中，所有管道、阀门和相关配件都应独立支撑，而且不应对泵施加任何应力。管道对泵壳体施加的任何应力都会降低令人满意的可靠性和性能的可能性，并可能导致高昂的维护成本。

传统流程泵中管道应变的影响也会传递到联轴器。凭借激光对中技术的精度，可以像软脚一样测量管道应变，并应将其集成到轴对中的程序中。在进行正确的轴对中后，通过松开管道连接，联轴器处的任何移动都将表明存在管道应变，因此可以进行纠正。

由于几乎所有规则都有例外，石油工业中使用的API 610泵规范确定了允许施加在泵法兰上的最大力和力矩水平。这些必须是适用于使用该规范销售到任何行业的任何泵。因此，所有API泵的设计都比ANSI尺寸的同类产品更坚固，更重。

在高温应用中，由于运行期间的热膨胀，一些管道不对中是不可避免的。在这些情况下，通常会引入热膨胀接头，以避免将任何管道应变传递到泵上。然而，如果膨胀接头最靠近泵的一端没有牢固地支撑/悬吊，则管道应变就会传递到泵上，从而无法实现膨胀接头的目的。