上接：干货‖从现场服务的角度谈振动基础及振动处理的基本思路（第3部分）。
振动故障处理案例3
泵型为1200VYNM立式斜流泵，配用电机功率1600 kW，转速593 r/min（9.88 Hz）。安装单位按照安装手册进行了底板的安装及水平调整后二次灌浆，灌浆基础达到凝固要求后进行水泵的整体安装，安装前再次复测底板的水平度，发现多台泵的基础台板水平度误差较大，最大的水平度误差达0.7 mm/m，远远超出我方规定的0.05 mm/m的基础台板安装水平度要求。经分析应该是基础出现了不均匀沉降所致。通过多方沟通协调，业主最后采用在基础板和泵底板之间增加垫片来调整水平度，以保证转子安装后处于垂直状态。我方对这种处理方式不太赞同，这样会降低底板的连接刚度。
设备及管路系统安装完成后，进行了整体调试，调试过程中发现多台泵的振动异常，测量振动值，最大的一台电机非驱动侧的负载振动速度为7.6 mm/s，振动位移320μm（其它位置的振动幅值见表4），该振动幅值已经超过了合格的标准。
根据案例一中频率估算公式f=Vrms/Ap-p对表4振动幅值估算各点的振动特征频，计算的特征频率见表5，计算的结果显示振动特征频率基本是1X频，后来用频谱分析仪对现场的振动进行频谱分析，该现场的主动以1X频为主，图12为该电机空载时X方向的频谱。
表4：泵运行时测得的振动幅值
表5：根据表4幅值估算各点对应的振动频率
图12：电机空载时非驱侧轴承体振动频谱图
根据产生1X频的故障树分析，导致该现场1X振动的因素可能有两个：第一是叶轮不平衡；第二是基础电机架及电机组成的系统固有频率接近旋转频率产生了共振。
首先，通过查询该编号泵的叶轮平衡记录，该叶轮是按照G2.5的标准做了动平衡，基本可以排除不平衡因素。这样，最可能的因素就是发生了共振。
其次，在设计阶段，对电机及电机架的固有频率进行模拟分析，分析结果显示电机系统的固有频率大于旋转频率的20 %。另外，现场还有几台泵负载时的振动良好，电机非驱侧的振动速度Vrms只有0.9 mm/s～1.1 mm/s，振动位移Ap-p约为60 μm，故可以排除设计因素。
该泵结构出水口在基础以上，考虑到是否存在管路的支撑不良、导致刚性下降而产生振动，为此，泵组运行期间在出水管路上增加了适当的支撑，虽然振动有所改善，但效果不大。在陷入困境时发现该现场另一台振动较大的泵停止状态下电机非驱侧振动位移居然高达90 μm，此时，我方高度怀疑底板支撑及二次灌浆可能不良，导致底板刚性降低。由于检查灌浆意味着需要将泵及基础全部拆除，工作量极大，但最后在用户的支持下，决定对其中一台振动最大的泵拆除检查，拆除后发现基础灌浆漏浆、空洞及支撑质量严重不合格，见图13。重新根据安装操作维护手册中的要求进行底板支撑、调整水平及使用专用灌浆料进行灌浆。
图13：灌浆不良的基础（发现漏浆、空洞）
灌浆达到凝固要求后，重新安装泵和电机。泵组安装完成、连接管路后，启泵运行，在负载状态下测量泵组的振动（振动幅值见表6），其中电机上（非驱侧）X方向振动值由原来的Vrms：7.6 mm/s、Ap-p：320 μm，降至Vrms：0.7 mm/s、Ap-p：25 μm，整改后的振动幅值降至不到整改前的十分之一，由此判断上述分析是正确的。
表6：基础整改后泵组的振动数据
该现场的振动主要原因是由于基础施工、安装质量不良，导致基础的刚性下降。原本设计的驱动系统固有频率高于旋转频率，可以避开共振区。但由于基础施工不良，导致底板的刚度降低，从而使得底板、电机架和电机组成的系统固有频率降低，趋于接近旋转频率1X而产生了共振现象。现场每台泵的振动烈度不同，也说明了基础空洞的程度不一样。后来客户又对另外两台振动相对较大的泵进行了整改，都取得了同样良好的效果。
大型立式泵的结构特点决定了该类泵发生振动的概率要高得多。要想减少振动故障发生的概率，需要从设计、加工到安装调试等全流程考虑如何将可能导致的振动诱因降到最低，尤其是安装质量对振动的影响不易量化，也往往容易被忽视。根据对故障梳理，发现多例振动故障均是由于现场施工时对基础的灌浆及支撑不良而引起的。
总结
本文中的三个案例仅仅是众多泵振动故障中的冰山一角，振动故障处理对知识面及技能的要求相对较高，只有在实践中不断充实自身的振动知识、不断试错并积累消振的经验，才能在日后工作中处理振动故障时游刃有余。本文中的三个案例虽然振动特征频都是1X，但诱发振动的原因却是不一样的。案例1主要是不平衡引发的振动故障。案例2和案例3虽然均为立式泵的电机共振故障，但却是由两个不同因素导致的，案例2是电机自身刚度不足引起，案例3是基础不良引起刚度降低。
在处理案例3的振动问题时，其实我方并没有100 %的把握确认就是基础的刚性导致的振动。因此，整个处理过程都是采用由易到难的排除法来验证、推断。因为大家都很清楚，一旦判断错误，（试错）造成的经济损失相对较高。这无疑给各方都造成了很大的压力。尤其是最后在做出将基础凿开的决策时，遇到的阻力特别大，但也正是我方的坚持最终取得了良好的效果。同时，也为我们处理类似的振动故障及设备管理积累了宝贵经验。
参考文献
1）Donald E.Bently，《旋转机械诊断技术》，机械工业出版社
2）Singiresu S.Rao，《机械振动（第5版）》，清华大学出版社
3）古里希，《离心泵》，机械工业出版社
4）马宏忠，《电机状态监测与故障诊断》，机械工业出版社
5）全国机械振动冲击与状态监测标准化技术委员会，《机械振动冲击与状态监测国家标准汇编》，中国标准出版社
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