Разбиране на дефектите на работното колело
Дефекти на работното колело са многобройните видове повреди, износване и амортизация, които засягат работни колела на помпи и вентилатори — ерозия на лопатките, корозия, пукнатини, натрупване на материал, счупени лопатки и повреди по главината. Те са двойно вредни, тъй като увреждат както механичен състоянието на ротора (създаване на дисбаланс и вибрация) и хидравличен или аеродинамичен експлоатационни характеристики (ефективност на рязане, дебит и напор). Резултатът е характерна вибрационна характеристика: нарастваща 1× скорост на движение компонент от дисбаланс, заедно с повишени честота на преминаване на лопатката при турбулентно течение. Роторите работят в изключително тежки условия — високи периферни скорости, корозивни или абразивни течности и екстремни температури — затова познаването на тези дефекти и техните характерни признаци е от съществено значение за поддържането на надеждността на помпите и вентилаторите. Те представляват основен подклас на по-широката дефекти на помпата и дефекти на вентилатора.
1. Ерозия, износване и корозия
Абразивна ерозия
- Причина: твърдите частици, увлечени от течността, изтриват повърхностите на лопатките.
- Модел: предните ръбове и зоните с висока скорост се износват най-бързо.
- Ефект: неравномерната загуба на материал води до дисбаланс и намалява ефективността.
- Оценка: се увеличава с концентрацията, твърдостта и скоростта на частиците.
- Обикновено в: помпи за каша, за минното дело и за отпадъчни води.
Кавитационна ерозия
- Механизъм: паровите мехурчета се сриват върху метала, като предизвикват силни локални скокове на налягането.
- Външен вид: пореста повърхност с вдлъбнатини, от която част от материала е откъснат.
- Местоположения: зони с ниско налягане, като например всмукателната страна на лопатката и нейните краища.
- Отличителни: дрезгавият шум на кавитация съпътства ерозията.
- Превенция: подходящ NPSH и правилен избор на помпа — проверете резерва на всмукване с Калкулатор на NPSH.
Корозия
- Химическа атака: агресивните течности разяждат материала на работното колело.
- Галванична корозия: различни метали, които са в контакт чрез електролит.
- Кости: локални кухини, които освен това действат като точки на концентрация на напрежение.
- Общо прореждане: равномерно намаляване на дебелината на стената по цялата повърхност.
- Синергия между ерозия и корозия: Двата механизма, действащи заедно, ускоряват увреждането в много по-голяма степен, отколкото всеки от тях поотделно.
2. Натрупване на материал
Не всяко нарушение на баланса се дължи на загуба на метал — добавянето на маса е също толкова вредно:
- Образуване на котлен камък: минерални отлагания от твърда вода или промишлени химикали.
- Биологично обрастване: водорасли, бактерии или черупчести в системите за охлаждане.
- Материал за обработка: втвърден продукт или полимер, залепнал по лопатките.
- Ефект: асиметричните отлагания създават дисбаланс, стесняват проходните канали и променят хидравличните характеристики.
- Симптом: бавно, постепенно нарастване на вибрацията в режим 1×.
3. Дефекти в лопатките, главините и геометрията
Пукнатини
- Пукнатини от умора: от циклично напрежение, обикновено в местата на съединение между лопатките и обшивката.
- Пукнатини от корозия под напрежение: комбинацията от опънно напрежение и корозивна среда.
- Термични пукнатини: от температурни колебания или термичен шок.
- Откриване: честота на преминаване на лопатката странични ленти и променяща се вибрационна структура.
Счупени лопатки
- Пълен провал: крило или част от него се откъсва.
- Сериозен дисбаланс: внезапната загуба на маса води до значително скокообразно увеличение на 1× вибрацията.
- Хидравлична асиметрия: анормална честотна характеристика на преминаващите лопатки.
- Незабавни действия: изключете и сменете — счупените части могат да повредят корпуса и уплътненията.
Дефекти в главината, монтажа и геометрията
- Разхлабена на вала: износен канал за ключ или недостатъчно плътно прилепване, което често се проявява като механична хлабавост.
- Напукан главинен възел или повреден канал за шлиц: стресови пукнатини и изтърване, които водят до изместване на работното колело.
- Геометрични грешки: неправилна форма, дължаща се на производствени дефекти или повреда (вид ексцентричност), изкривяване и неравномерно разстояние между лопатките — всички тези фактори водят до дисбаланс и хидравлични пулсации.
4. Характеристики на вибрациите
1× Компонент за дисбаланс
- Ерозия или натрупване: Асиметричната промяна в масата води до постепенно удвояване.
- Счупена лопатка: внезапен, голям скок с 1×.
- Корекция: дисбалансът, свързан с теглото, често се повлиява благоприятно от балансиране на полето.
Честота на преминаване на лопатките
- Повредени лопатки: увеличен VPF, обграден от странични ленти с мащаб ±1×.
- Липсваща лопатка: анормална VPF крива, понякога с субхармоници.
- Проблеми с клирънса и работна точка: Амплитудата на VPF нараства при малки разстояния и варира в зависимост от дебита — продължителният нисък дебит може да предизвика вътрешни рециркулация което усилва хидравличния шум.
Модел на разхлабеност
Разхлабеното работно колело се държи съвсем различно от обикновено натоварено място: то предизвиква поредица от хармоници (1×, 2×, 3×), предизвиква хаотични, неповторими вибрации и дестабилизира фаза проблем — което прави ефективното балансиране невъзможно, докато не се отстрани хлабината.
5. Методи за откриване
Анализ на вибрациите
- Проследявайте общото ниво, амплитудата 1× за дисбаланс и амплитудата на VPF за състоянието на лопатките и хидравличната система.
- Използвайте широколентов анализ и анализ на амплитудата, за да откриете кавитация и нейното развитие честоти на дефектите в лагерите.
Тестване на производителността
- Дебит: спад спрямо изходното ниво е признак за износване.
- Налягане на изхода: Намаленото налягане в главата е признак за повреда.
- Консумирана мощност: Смени показват загуба на ефективност.
- Изпитване на кривата на помпата: да се сравни измерената производителност с проектната или базовата крива.
Визуална проверка
- Провеждайте борскоп през отворите на обшивката между прекъсванията на експлоатацията и извършвайте пълна проверка при основен ремонт.
- Направете снимки за документация и за отчитане на тенденциите, измерете дебелината на лопатката и определете степента на ерозия или корозия.
6. Превенция, смекчаване на последиците и корекция на място
Избор на материали и експлоатационна практика
- Изберете устойчиви на ерозия материали (твърди сплави, керамика) за работа в абразивна среда и устойчиви на корозия сплави (неръждаема стомана 316, Hastelloy, титан) или защитни покрития за работа в химична среда.
- Работете в близост до точката на максимална ефективност, за да сведете до минимум хидравличното натоварване, поддържайте подходящо ниво на NPSH, за да избегнете кавитация, и контролирайте химичния състав на флуида и съдържанието на твърди частици.
Поддръжка и пребалансиране
Проверявайте роторите по време на прекъсвания в работата, почиствайте натрупаните отлагания, преди да се превърнат в сериозно утежнение, и винаги извършвайте повторно балансиране след почистване или ремонт. При сглобени машини това повторно балансиране се извършва на място, а не на балансираща машина. Преносим двуканален анализатор, като например Балансет-1а измерва амплитудата и фазата на 1×, изчислява коригиращите тежести и сравнява резултата със съответния стандарт за балансиране, докато роторът се върти в лагерите си при работна скорост — идеално решение, когато ерозия или натрупване на отлагания са нарушили баланса на ротора на помпа или вентилатор. Тъй като роторът на вентилатора често разполага само с дискретни позиции за закрепване на тежестите, Калкулатор за корекция на острието помага за превръщането на изчислената корекция в тежести, разположени на определени места по лопатките. Документирането на степента на износване при последователни проверки подпомага прогнозирането на експлоатационния срок и ви позволява да подмените работното колело, преди неговата производителност да стане неприемлива.
