前言
行业面临的主要问题之一是，拥有足够技能和经验的人员数量有限，无法快速、准确地诊断并纠正困扰离心泵的常见问题。对离心泵问题的详细评估需要的知识深度，通常超过大多数人所接触过的知识。大多数工程师、操作员和维护人员都以同样的“school of hard knocks（社会经历）”来增长他们的工作经验。虽然这种在职培训有很多值得称赞的地方，但不幸的是，它可能会让学生有机会学到他们的错误和误解。充其量，它只会教授（与以前完全相同的方法）去执行特定作业职能所必需的东西 – 包括好的和坏的东西！
这些“经验”通常被强加于维护部门，那里的培训通常仅限于在发生故障时对零部件进行物理更换。由于泵故障的根本原因往往超出了故障物项本身的范围，这些维护方法将使更换后的零部件仍然存在同样的老问题。
当我们意识到超过80%的泵故障往往体现在机械密封或轴承上时，令人担忧的是，机械密封和轴承的作用却变成了类似于电气系统中的保险丝。
当电气系统中的保险丝出现故障时，并不意味着保险丝本身有任何问题。事实上，我们知道问题几乎总是在系统的其它地方。尽管如此，当密封和轴承出现故障时，人们却很少去寻找真正的问题。相反，人们只是简单地更换有问题的部分。虽然这偶尔会解决问题，但简单地更换密封或轴承很少能长期缓解问题。
这种情况发生的程度因行业而异，因为有些行业比其它行业更了解泵故障的根本原因。
泵沙龙注：本文主要来源于PUMPS&SYSTEMS，作者为国际知名的泵送可靠性专家Ross Mackay【他专门通过泵培训计划帮助公司提高泵资产的可靠性、并降低运营和维护成本，著有《实用泵送手册》】。文章由泵沙龙编辑、整理、补充并进行小部分修改。仅供参考。
故障分析
由于只有少数症状可以识别出泵的故障，因此故障分析的关键在于如何根据不同症状的组合来确定问题的根本原因。
确定问题发生的速度
一个有效的离心泵故障排除方法，总是从“这是什么时候开始的？”这一问题开始。如果问题只是突然出现，那么它可能与随着时间的推移出现的类似问题有不同的原因。同样相当明显的是，问题的实然出现，可能是由导致问题的条件的突然变化引起的。因此，此类问题极不可能归因于正常的磨损，而更可能的情况是采取了不适当的操作。
不过，也有例外的情况 – 磨损逐渐发生，直到突然出现故障为止。然而，在这种情况下，磨损通常表现为性能的逐渐下降，直到达到断裂点（性能出现显著的变化），这为即将发生的故障提供了一些警示。这种类型的情况需要持续监测性能，因为它与温度、压力、流量、振动和功率消耗有关。
确定问题发生的频率
该问题的一个典型示例是，无论泵中使用/更换了何种类型的密封，特定泵中的机械密封每隔一段时间（如六个月）都会失效一次。维修人员可能尝试了许多不同的型号、类型及密封面材料组合，但每次都以相同的频率出现密封故障。很明显，在这种情况下，密封只是充当了系统中的“保险丝”。因此，根本问题显然出在泵或系统的其它地方。
技能和经验在这里发挥着重要的作用。在上述情况下，有经验的故障排除人员会立即考虑到泵轴或管道布置，具体取决于所讨论的泵型式。
双吸泵的水力不平衡
卧式双吸泵可以在进口法兰上安装一个90°的弯头，使通向弯头的管线与泵的轴线平行（见图1）。当液体通过弯头时，它会朝着长半径方向离心，并向双吸叶轮一侧的入口供液，而使另一侧的入口供液不足。这会造成泵壳体中液体的不平衡，从而导致对叶轮施加过大的轴向推力。
这种布置的正常结果是，靠近吸入源侧轴端的机械密封或轴承（安装填料时）经常发生故障。无论安装的密封或轴承类型如何，此类故障通常每隔一段时间（如6个月）便发生一次。
图1：吸入管路的不当配置
端吸泵中轴的直径过小
在卧式端吸离心泵中，不同密封的频繁和定期密封失效，表明轴的直径过小，变形过大。
对于无法在任何时间段内保持最小泄漏量的填料泵也是如此，并且无论花费多少时间和专业知识来最小化泄漏量，似乎总是过度泄漏。这个问题经常被归咎于最后一个重新更换填料的人，甚至归咎于使用的填料类型，导致尝试了许多不同的填料材料。在这种情况下，问题的根本原因也是直径过小的轴受到过度偏转所致。
在泵以最佳效率点运行的理想情况下，通过叶轮上的水力负载施加在泵轴上的径向力将最小，几乎不会影响到轴。但是，当泵偏离最佳效率点运行时，通过叶轮上的水力负载施加在轴上的径向力将增大，并使轴产生偏转 - 偏离BEP越远，径向力越大。
如果所讨论的泵采用双蜗壳设计，其中径向力将处于平衡状态、并对轴的影响较小，则此问题将被排除。
在大多数端吸单蜗壳流程泵中，发生偏转量的大小取决于轴的有效直径。如果有效直径足够大，偏转（挠度）将较小。但是，如果有效直径太小，则偏转将过大，并导致机械密封和填料过早失效，如上所述。
泵沙龙注：API 610标准第11版提出了轴挠性系数的概念，并提供了图K.2和K.3或公式K.4和K.5可以被用来作为第一次评估一个给定设计的悬臂式泵的转子刚度或用来作为给定应用的许多同类结构的设计。图K.2给出了悬臂式泵轴的挠性系数与规格因子Kt=QH/N的关系曲线（即刚性线），通常要求在某一规格因子下，泵的挠性系数不允许超过刚性线的20%（但最好处于刚性线之下）。
如果带有轴套且轴套热套到轴上，则（轴套处）轴的有效直径为轴套直径。但是，如果轴套采用钩形设计固定或用键固定在轴上，则有效直径为轴套配合处轴的直径。这导致轴更弱，在水力扰动情况下（例如在曲线上的关死点附近可能发生的情况），轴更容易发生偏转。
汽蚀
汽蚀在离心泵中比较常见，对于此类问题，需要故障排除的专业知识。关于这一主题的文章非常多，但世界上大多数泵从未遇到过这个问题。然而，有足够多的泵受到过汽蚀的影响，我们可以对这一问题进行更详细的审查。
对于任何用户来说，通常对于汽蚀的症状都相对熟悉：独特的隆隆声/咔嗒声和高振动水平。仔细检查还会发现叶轮的点蚀损坏，以及泵产生的总扬程略有降低。为了有效地避免或解决这个问题，了解离心泵中汽蚀的真正含义以及汽蚀产生的原因非常重要。
汽蚀是由液体通过叶轮时压力变化引起的两种变化。当液体进入泵的入口并通过叶轮时，会发生压力变化，如图2所示。
图2：液体通过叶轮时压力会发生变化
当液体通过入口进入泵时，压力会略有下降。减少量将取决于特定泵的该部分的几何形状（及尺寸），并因泵而异。然后，液体进入旋转叶轮的进口（eye），在此处将发生更显著的压降。
如果叶轮进口处的压力低于液体的汽化压力，则会发生汽蚀过程的第一种变化（泵沙龙注：气泡生成）。这导致该区域产生蒸汽气泡（换句话说，液体沸腾了！）。在叶轮离心力的作用下将气泡移动到叶片上时，它们立即被重新加压，并在一系列内爆中坍塌，从而出现了该过程的第二种变化（泵沙龙注：气泡坍塌）。
虽然一次这样的内爆是微不足道的，但它们不断增加的重复性和严重性，会产生远远超出大多数叶轮材料屈服强度的能量级。在这一阶段，叶轮金属开始分解，并在叶片等表面形成小的凹坑，同时还会产生前面提到的噪音和高振动水平。
从图2可以看出，问题是由于叶轮进口处的液体压力低于其蒸汽压力。这就是在该区域产生蒸汽气泡的原因。因此，通常可以通过在液体进入泵入口之前增加液体压力来避免或停止汽蚀现象。这将确保叶轮进口区域的压力不会低于汽化压力，因此不会产生蒸汽气泡，也不会存在汽蚀。
当液体进入叶轮进口时产生的大部分压降，可以简单地归因于液体从静态环境（泵入口）移动到旋转叶轮中的动态环境时的能量损失。然而，有人认为其它设计因素也会起到一定的作用，例如叶轮叶片的入口角，因为它们与液体流速有关。
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