在石油长输管道的输油泵里，在化工园区反应釜的搅拌轴上，在城市给排水管网的加压泵中——这些支撑工业运转与民生保障的核心流体设备，始终面临着一个隐形“杀手”：摩擦损耗。当流体介质裹挟杂质冲刷设备部件，当高速运转的轴与密封件持续摩擦，轻则导致设备能耗飙升、寿命缩短，重则引发泄漏、停机，甚至酿成安全事故。而福斯（上海）流体设备有限公司产品中国区经理、智能流体系统权威专家汪涛先生，早在2020年就完成了“流体机械设备摩擦状态建模与可视化技术研究”这一创新成果。该作品所蕴含的摩擦建模与可视化理论，经两年产业实践验证，已成为行业内机构研发流体设备运维解决方案、破解运维难题的重要理论依据。

“以前输油泵密封漏了，只能停机拆泵，一拆就是3天，光停产损失就超200万。”国内某大型石油公司西部管道分公司运维主任陈先生，对过去的“被动维修”模式感触颇深。该公司负责的原油输送管道全长超1200公里，沿线共有18座输油泵站，每台输油泵每天需在1.8MPa压力下，将黏度超500cP的原油以1200m³/h的流量输送。长期运行中，原油中的泥沙会附着在泵轴与机械密封的接触面，形成“磨粒磨损”，传统运维只能靠“听声音、测温度”判断故障，往往发现时密封已严重泄漏。

2021年初，该运维主任带领团队借鉴汪涛“流体机械设备摩擦状态建模与可视化技术研究”这一理论成果，结合输油泵实际运行场景，完成适配企业的摩擦状态监测与预警成果后，输油泵的运维模式彻底改变。在中控室的屏幕上，通过团队基于理论搭建的三维动态模型，能清晰看到泵轴密封处的摩擦热力分布——红色区域代表摩擦异常，蓝色区域则是正常状态。“去年9月，系统提示3号泵密封摩擦系数超标，我们根据模型定位的磨损点位，提前备好密封件，利用夜间输量低谷期，4小时就完成更换，没影响白天输油。”陈先生给记者算了笔账：成果应用前，每台泵年均拆修3次，单次成本（含停产损失）超300万；应用后，年均拆修降至1次，单次成本控制在120万，18座泵站一年就能节省超1亿元。

更关键的是，团队还基于该理论中“摩擦数据与设备运行关联分析”的核心思路，通过分析实际采集的摩擦数据，反向优化运维策略。“模型显示，夏季原油黏度低，密封磨损慢；冬季黏度高，磨损快。我们据此调整了润滑周期，冬季每2个月补一次润滑脂，夏季延长至4个月，又省了20%的润滑成本。”陈先生补充道。

在市政供排水方面，某省会城市水务集团同样以汪涛的“流体机械设备摩擦状态建模与可视化技术研究”为理论基础，针对市政水泵运维痛点研发专项应用方案，也取得了突出成效。“以前雨季来临，管网里的泥沙增多，水泵叶轮磨损加快，能耗跟着飙升，却找不到具体磨损位置。”该集团泵站管理中心主任，道出了市政给排水行业的共性难题。该集团下辖32座市政加压泵站，负责城市300万人口的供水，雨季时原水含沙量从5mg/L升至30mg/L，泥沙进入水泵后，会对叶轮和泵壳造成“冲蚀磨损”，导致水泵效率下降——最严重时，一台水泵的能耗会比平时高25%，叶轮每12个月就需更换。

2021年雨季前，该集团团队在5座关键泵站的水泵上试点这套基于理论研发的方案。团队以理论中“多参数动态关联”理念为指导，建立“含沙量-流速-磨损量”动态模型，系统可实时显示叶轮不同叶片的摩擦磨损情况：当含沙量升高时，模型会标注易磨损的叶片边缘，并提示调整水泵转速以降低冲蚀强度。该管理中心主任表示，去年7月暴雨期间，2号泵站水泵的叶轮摩擦数据异常，模型显示叶片边缘磨损速率是平时的3倍，他们立即启动备用泵，同时对该叶轮进行修复，避免了水泵故障导致的片区停水。

试点一年后，这5座泵站的水泵叶轮更换周期从12个月延长至18个月，雨季时水泵平均能耗降低15%，单座泵站每年节省电费超12万元。目前，该方案已在该集团所有32座泵站推广应用，预计每年可节省运维成本超400万元，同时减少因水泵故障导致的停水次数，提升市民用水满意度。

“流体设备的摩擦问题，本质是‘看不见的损耗’，我完成的‘流体机械设备摩擦状态建模与可视化技术研究’，就是希望通过理论梳理，为行业提供让这种损耗‘可视化、可预测’的思路。”汪涛在接受记者采访时表示，该创新理论成果的核心价值，在于从流体力学、摩擦学与数据可视化交叉视角，为行业机构研发实践方案提供理论框架。目前，已有全国50余家石油、化工、市政企业借鉴该作品中的理论，研发适配自身场景的运维方案。未来，随着行业实践不断深入，这些基于理论衍生的方案，还将针对深海油气输送、超高温流体设备等更复杂的流体场景持续优化，让流体设备的运维更精准、更高效，为工业流体系统的安全稳定运行保驾护航。（文/江楠）