动力吸振技术在输油设备减振中的工程应用探讨

前言

输油设备在长期高负荷运行过程中常因结构共振、运行激励与外部扰动叠加导致振动问题频发，严重影响系统的运行安全与使用寿命。尤其在定频工况下，输油泵非 动端轴承箱垂向振动尤为显著，易引发泵体结构损伤、密封失效及附属管路断裂等工程隐患。针对常规检修与结构加固手段在成本与效率上的局限性，动力吸振技术凭借其非侵入式调谐控制优势，在装备减振领域展现出良好应用前景。

1 动力吸振技术的减振机制及工程

1.1 动力吸振器的工作原理

动力吸振器的减振原理基于质量-弹簧-阻尼系统的动力学特性，通过在受振对象上附加一个次级振动系统，使其在主系统激励频率下发生共振，以实现对主系统振动能量的吸收与耗散。该系统主要由附加质量、弹性元件和阻尼元件组成，其本体在结构上被设计为对特定频率响应敏感，通过调节其固有频率与主系统激励频率相匹配，从而达到减振目的[1]。针对输油泵在定频工况下存在的特定频率激励，采用基于金属波纹管结构的吸振器成为有效解决方案。该类波纹管吸振器主要依赖其轴向柔顺性与良好的动态响应能力，在不改变主系统结构的前提下，实现对主泵组特定模态频率的有效抑制。在无阻尼理想条件下，当吸振器的固有频率等于主系统激励频率时，其频响函数趋近于零，主系统的振动幅值将显著下降。具体应用中，通过频谱分析确定泵组振动主频，将波纹管吸振器设计频率调谐至该频率，形成有效的耦合共振关系，使吸振器承担主系统能量输入，从而达到显著的减振效果。

1.2 波纹管式吸振器的材料特性与适配优势

波纹管式吸振器作为一种结构紧凑、性能稳定的动力吸振装置，在材料选择与结构特性方面表现出优异的工程适配性。其主体结构通常采用不锈钢材质，具备良好的机械强度、耐腐蚀性与抗高温性能，适用于油品输送环境中复杂的介质与温度工况要求[2]。在安全性方面，该类材料具备阻燃、防爆特性，可有效保障在输送汽油等易燃介质过程中的运行安全。结构上，波纹管呈周期性轴向构型，具有明显的柔顺性，使其在受到外界振动激励时能产生显著的轴向位移响应，通过变形吸收并耗散主系统传递的振动能量，从而实现系统整体振动幅值的显著降低。波纹管单元之间的串联形式使其具有较低的等效刚度，可精准调节其固有频率以适应输油泵特定的激励频率，尤其适用于定频运行条件下振动控制需求强烈的泵组系统。在实际工程中，波纹管吸振器无需对主设备结构进行大幅改动，安装简便，维护周期长，具备良好的现场适配性与推广价值。

2 动力吸振技术在输油设备减振中的工程应用

2.1 吸振器安装位置与固定方式的选取原则

在输油设备中，应将动力吸振器布置于振动响应最显著的部位，以实现振动能量的最大吸收与转移。输油泵机组的非驱动端轴承箱通常为垂向振动的主要集中区域，选取该部位作为吸振器的安装点可有效针对主频激励开展控制。在结构连接方式上，应确保吸振器与主设备之间具有足够的刚性连接以传递动态响应，同时避免刚性过大导致局部应力集中或系统模态失配。合理的固定方式应兼顾安装稳固性与振动传递效率，常采用螺栓紧固、法兰联接或专用支架连接方式，确保吸振器在动态工况下保持结构稳定。安装过程需对吸振器的轴向方向与受力传导路径进行精准校准，避免偏载或安装误差对减振性能产生干扰。在复杂工况下，建议结合振动测试与模态分析手段，明确设备的振型特征与激励路径，从而优化吸振器的布置方案。吸振器固定后的系统应能维持长期运行稳定性，防止因热胀冷缩或运行松动导致的减振性能衰退。

2.2 应用条件下的现场适配性检查要求

在吸振器安装前，必须对目标设备的振动特征进行全面评估，通过频谱分析明确主要激励频率与振动方向，从而为吸振器参数调谐提供依据。现场检查内容应包括泵组基础刚度、管线连接状态、运行频率稳定性以及空间布置条件等关键因素，尤其需确认非驱动端轴承箱或其他高振点位置的可安装性与负载承受能力。对设备本体及其附属结构进行几何尺寸复核，确保吸振器安装接口与现场实际参数一致，避免因尺寸偏差或干涉问题影响装置安装与后续运行。在系统运行条件方面，应检查输送介质的种类、温度、流量波动范围，以及设备启停频率是否存在异常，以评估吸振器在不同工况下的动态响应稳定性。吸振器选型时还需考虑现场的环境腐蚀等级、防爆需求及维修便利性，确保所选产品具备足够的材料适应性和运维可行性。

2.3 建议在维保周期内同步实施减振改造

设备维保阶段通常涉及停运、解体、检测等环节，为吸振器的安装、校准及运行调试提供了良好的时间窗口和作业条件。此时可结合轴承更换、对中调整及管路紧固等常规作业，将吸振器安装作为减振系统一体化改造的重要组成部分，实现作业资源共享与施工流程优化。在改造过程中，可利用设备解体状态下的结构暴露条件，精准定位高振区域，进行模态响应测试与结构参数核验，从而确保吸振装置与实际工况高度匹配。同时，借助检修周期中的运行数据与故障记录，可进一步评估设备振动变化趋势与减振需求强度，合理配置吸振器参数与数量，避免资源浪费或控制效果不足。此外，在维保期间统一开展吸振改造，有利于统一设备台账管理、运维规范编制及后续技术评估，有效减少因分期施工带来的不一致性与维护干扰。

2.4 技术推广中的培训、标准化与运维协同机制

动力吸振技术在输油设备中的推广应用需依托系统化的培训机制、标准化技术体系与高效的运维协同模式。在培训方面，应围绕吸振器的工作原理、结构构成、调频方法及现场安装要点，建立覆盖设计、施工与维护全过程的技术培训体系，提升一线人员对设备减振原理及操作规程的理解与执行力。在标准化方面，应制定统一的吸振器选型、布置、安装、验收及性能评估规范，确保各应用场景下技术方案具备可复制性和一致性，减少因人为判断差异带来的实施偏差。在运维协同方面，需构建涵盖设备运行监测、定期检查、故障响应与寿命评估的一体化管理机制，实现吸振器运行状态的可视化与闭环管理。同时，应明确设备管理、技术支持与施工单位之间的职责界面，形成高效协同的工作模式，提升问题处理的时效性与准确性。

结论

动力吸振技术在输油设备减振中的应用具有显著的工程效果与实践价值。波纹管式吸振器凭借其优异的材料特性与结构适应性，能够有效抑 下的垂向振动，减振效率超过 50% 。通过合理选择安装位置、开展现场适配性评估并结合 可大幅提升系统运行稳定性与安全性。配套的技术培训、标准化管理与运维协同机制为该技术的推广与应用提供了制度保障，具备良好的推广前景与工程适用性。

参考文献

[1]周帅,高红波,林磊,等. 基于磁性阻尼动力吸振器的管道减振技术研究 [J]. 振动与冲击, 2024, 43 (08):213-220+286.

[2]林武斌,滕汉东. 动力吸振在输油泵机组垂向减振中的应用研究 [J]. 振动与冲击, 2020, 39 (12): 289-293.