机泵推力轴承受损原因分析及检修要点探讨

引言

机泵是石油化工、电力、冶金等行业的核心动设备，其稳定运行关乎生产安全与经济性。推力轴承担负着平衡转子轴向力、保持转子轴向定位的关键功能，因此，深入探究推力轴承受损的内在机理，系统总结并改进其检修核心环节，对加强机泵运行可靠性、改善设备寿命有着重要的工程实践价值。本文旨在通过融合理论与实际经验，对机泵推力轴承受原因展开系统分析，并对检修核心环节进行要点探讨与优化建议，为设备守护人员提供实用的参考。

一、机泵推力轴承受损核心原因分析

（一）轴向力异常超载

设计合理的推力轴承虽然可以在额定轴向力下稳定运行，但实际运行中诸多因素会导致轴向力异常增大或方向突变，远超轴承的承载极限，导致合金层过热、疲劳剥落甚至烧熔。此类超载首要的是水力失衡与工况偏移，叶轮水力设计缺陷（如动静平衡欠佳）、制造误差或流道磨损结垢都会打破泵内压力对称性，进而形成额外的不平衡轴向力；同时泵运行严重偏离设计点（如低流量工况）也会明显改变轴向力的大小与方向，这种非预期的持续或交变超载直接驱动巴氏合金层产生疲劳裂纹直至剥落。转子系统异常受力传递也成为重要诱因，联轴器对中不良引入的附加弯矩在轴承处转化为轴向分力，机组基础沉降、管道应力过大或热膨胀不均导致的壳体变形通过间接方式改变轴承座受力状况[1]。

（二）润滑状态失效

推力轴承依靠动压油膜来平稳传递轴向载荷，任何破坏油膜形成、保持或承载能力的因素都会造成润滑失效，从而导致工作面直接接触并引发高温剧烈磨损。润滑失效首要源于介质供应及品质问题，润滑油流量不够、压力太低或油路堵塞泄漏都会阻止形成完整油膜，而黏度选择不当以及油品氧化、乳化、含水或杂质污染等劣化现象，会严重降低润滑效能与极压特性。其次，油膜形成环境破坏同样重要，推力盘工作面光洁度降低（磨损、划伤、锈蚀导致Ra 值上升）或几何精度超差（端面跳动过大、平面度差），直接影响油楔生成及压力分布；同时瓦块支撑结构卡涩变形则限制了自由倾斜，不能形成最佳油楔角来减小动压效应；加之轴承冷却不足造成的运行温度升高，既加快润滑油黏度下降和氧化过程，又形成润滑恶化恶性循环。

二、机泵推力轴承检修要点探讨与优化

（一）精准诊断与状态评估先行

检修之前，需深入分析综合状态监测数据，细致分析轴向位移监测值趋势、推力轴承多点温度分布及梯度、润滑油温升规律、油品理化指标及污染度报告，并着重提炼机组振动频谱中轴向分量及特征频率。这些数据与 DCS/SCADA 系统记载的流量、压力、温度等工艺参数展开关联分析，比如轴向位移随着流量异常变动常显示水力失衡，而轴承温度和油温同时急剧上升，则指向润滑或者冷却系统出现故障。解体后应展开细致的检查并加以测量，精确地把推力瓦块巴氏合金的磨损形貌、疲劳区域以及烧损面积记录下来，同时用千分尺、水平仪等精密量具测定推力盘端面跳动、平面度以及表面粗糙度是否满足 及 Ra≤0.4μm 的技术要求。而且要全面评判瓦块支撑结构的磨损情况和活动灵活程度，同步验证润滑油路的清洁度和畅通状态。基于这些详细的数据，最终准确地判断出主要的失效形式，如超载疲劳、粘着磨损或微动磨损，从而为维修策略提供直接依据[2]。

（二）维修工艺与装配精度强化控制

1.关键部件修复/更换的工艺标准化

推力盘、推力瓦块及油路系统标准化修复与更换是保证轴承性能的关键工艺。对于推力盘工作面有磨损、划痕、轻微热变色，均要精密磨削修复，保证表面粗糙度 Ra≤0.4μm 、平面度 ≤0.01mm 、端面跳动 ≤0.02mm 严格达标；修复后必须磁粉探伤等无损检测，排除裂纹隐患，严重损伤或超差者必须更换。推力瓦块若磨损或损伤必须更换，新瓦块或修复瓦块必须严格检测合金层与基体的结合质量（如超声波探伤）和工作面几何精度；更换时同组瓦块厚度差需控制在 ≤0.01mm ，以保证载荷均匀分布。对可倾瓦结构，每块瓦支撑机构要彻底清洁并检查，保证摆动灵活无卡涩，磨损或变形的旧支撑机构应修复或更换。油路系统清洁需使用高压油枪、清洗剂或者分段酸洗，清除轴承箱油孔/油槽、外部供油管线和冷却器内的杂质、油泥和焊渣；清洗后用洁净压缩空气吹扫，并用滤油机循环过滤润滑油冲洗，直至油品清洁度达到NAS16386 级或更高。

2.装配精度与预紧力的精确把控

推力轴承装配精度与预紧力控制是保证其可靠运行的关键，必须严格执行规范并精确实施。首先按照制造厂家技术规范，结合检修实际测量的转子轴向窜量数值，采用精密塞尺或百分表准确调整推力轴承总间隙（工作面与非工作面间隙之和）。这个间隙数值直接影响到油膜形成质量、载荷分布均匀程度以及散热效果，太大或者太小都会引发故障，调整完毕后要手动盘车查看转子转动是否灵活无阻碍。其次，联轴器对中必须要依靠激光对中仪等精密工具，在考虑到冷态和热态补偿值后再操作，使运行状态下的径向与轴向偏差均满足 ≤0.05mm 的高精度要求。同时，泵体与进出口管道连接处要使用百分表监测法兰位移，通过冷紧或热紧工艺彻底消除管道对泵体的附加力和力矩，避免壳体变形影响到轴承座定位——准确的对中与无应力配管是消除异常轴向力的最根本性结构保障[3]。最后，恢复油系统的时候要添加规格相符、清洁度合格的新润滑油，启动之前必须要检查油压、流量正常，必要时进行油循环。启动初期以及负荷试车过程中，必须密切关注轴向位移、轴承温度、润滑油温和振动值的实时变化走向，保证各个工况参数始终处于设计允许范围之内，为轴承长周期运行奠定基础。

结束语

机泵推力轴承的失效不是单一因素所致，其核心在于异常轴向力超载与润滑状态失效共同作用的结果。检修工作不是简单地更换零件，而是一项系统而复杂的工程，其质量直接影响轴承乃至整台机泵的后续运行寿命和可靠性。只有将科学的分析、规范的工艺、精细的操作贯穿检修全过程，才能有效地防止推力轴承早期失效，显著提高机泵运行的安全性和经济性，为装置的安、稳、长、满、优运行打下良好基础。

参考文献：

[1]李盼,刘小军.核主泵推力轴承结构优化及试验研究[J].机械研究与应用,2025,38(01):26-28+33.

[2]徐从庆,赵宇,金涛,等.汽轮发电机组推力轴承故障分析与检修工艺改进[C]//中国金属学会.第十三届中国钢铁年会论文集——10.冶金设备与工程技术.鞍钢股份有限公司能源管控中心;,2022:49-54.

[3]李迎丽,毕泗春,王绍鹏,等.机泵推力轴承受损原因分析及检修要点探讨[J].设备管理与维修,2021,(17):55-56.