Defekte an Kreiselpumpen verstehen
Definition: Was sind Kreiselpumpendefekte?
Defekte der Kreiselpumpe sind Ausfälle und Probleme, die spezifisch für die Konstruktion und den Betrieb von Kreiselpumpen sind, einschließlich Verschleiß der Verschleißringe, Erosion der Spirale/des Diffusors, Probleme mit dem Abstand zwischen Laufrad und Gehäuse, Kavitation Schäden, hydraulische Unwucht und Rückfluss bei geringem Durchfluss. Kreiselpumpen weisen häufig Defekte an rotierenden Maschinen auf (Lager, Dichtungen, Ausrichtung), weisen sie außerdem einzigartige Ausfallarten auf, die sich aus ihrer hydraulischen Konstruktion und der Wechselwirkung zwischen rotierendem Laufrad und stationärer Spirale oder Diffusor ergeben.
Kreiselpumpen sind die Arbeitspferde der industriellen Flüssigkeitshandhabung und das Verständnis ihrer spezifischen Defektarten – insbesondere derjenigen, die mit internen Abständen und hydraulischen Kräften zusammenhängen – ist für eine effektive Wartung und Zuverlässigkeit der Pumpen von entscheidender Bedeutung.
Kreiselpumpenspezifische Defekte
1. Verschleiß des Verschleißrings
Das häufigste kreiselpumpenspezifische Problem:
Funktion von Verschleißringen
- Opferringe sorgen für einen kleinen Abstand zwischen Laufrad und Gehäuse
- Minimieren Sie die interne Rezirkulation (Leckage vom Auslass zurück zum Ansaugen).
- Austauschbare Komponenten schützen teure Laufräder und Gehäuse
Verschleißmechanismus
- Abrasiver Verschleiß: Partikel in Flüssigkeiten erodieren Ringoberflächen
- Erhöhung der Freigabe: Typisches Spiel 0,25–0,75 mm neu; 1,5–3,0 mm abgenutzt
- Rate: Hängt von der Abrasivität der Flüssigkeit ab (sauberes Wasser langsam, Schlamm schnell)
Auswirkungen abgenutzter Verschleißringe
- Leistungsverlust: Reduzierte Förderhöhe und Durchfluss (interne Rezirkulation)
- Effizienzabfall: 5-15% Effizienzverlust typisch bei übermäßigem Spiel
- Vibrationserhöhung: Erhöht VPF Amplitude vom Spiel
- Hydraulische Radialkraft: Asymmetrische Leckage erzeugt radiale Kräfte
- Beginn der Rezirkulation: Tritt bei höheren Durchflussraten mit verschlissenen Ringen auf
Erkennung
- Leistungsprüfung (Druck-Durchfluss-Kurve flacher als geplant)
- Erhöhte VPF-Schwingungsamplitude
- Sichtprüfung bei der Überholung
- Abstandsmessung mit Fühlerlehren
2. Spiral-/Gehäuseerosion
- Standort: Spiralhals, Zungenbereich, Druckdüse
- Ursachen: Abrasive Partikel, Kavitation, hohe Geschwindigkeit
- Wirkung: Verändert hydraulische Durchgänge, beeinflusst Leistung und Kräfte
- Schwere Fälle: Durchwandige Erosion verursacht Leckagen
- Reparieren: Schweißnahtaufbau und -bearbeitung oder Gehäuseaustausch
3. Laufradspezifische Probleme
Schaufelerosion/Korrosion
- Vorderkantenverschleiß im abrasiven Betrieb
- Saugseitige Kavitationsschäden
- Chemische Korrosion dünner werdender Schaufeln
- Erstellt Unwucht und Leistungsverlust
Leichentuchschaden
- Risse in den Laufradabdeckungen (vorne oder hinten)
- Erosion oder Korrosion
- Beeinflusst die hydraulische Abdichtung und den Schubausgleich
Augenschäden durch Laufrad
- Einlassbereich (Augenbereich) besonders anfällig für Kavitation
- Erosion durch Hochgeschwindigkeits-Einlassströmung
- Beeinträchtigt die Saugleistung
4. Probleme mit der Spiralzunge (Cutwater)
- Erosion: Hochgeschwindigkeitsströmung erodiert die Spitze des Schneidmessers
- Änderung der Freigabe: Beeinflusst die VPF-Pulsationsamplitude
- Formverzerrung: Ändert die hydraulische Leistung
- Knacken: Ermüdung durch Druckpulsationen
5. Diffusordefekte (Diffusorpumpen)
- Erosion oder Beschädigung der Diffusorschaufeln
- Spaltänderungen zwischen Laufrad und Diffusor
- Beeinflusst Druckwiederherstellung und Effizienz
- Kann zusätzliche Vibrationsfrequenzen erzeugen
Hydraulische Leistungsmängel
Off-Design-Betrieb
- Niedriger Durchfluss: Rückströmung, hohe Radialkräfte, Kavitationsgefahr
- Hoher Durchfluss: Überlastung, Kavitation, Hochgeschwindigkeitserosion
- Optimal: 80-110% von BEP für Zuverlässigkeit
NPSH-Unzulänglichkeit
- Netto-Saughöhe unzureichend
- Verursacht Kavitation am Laufradeintritt
- Systemproblem, manifestiert sich aber in der Pumpe
- Erfordert Systemänderungen zur Korrektur
Diagnostischer Ansatz
Schwingungsdiagnose
- 1× Trending: Unwucht durch Erosion oder Ablagerungen
- VPF-Amplitude: Verschleißring und Spielzustand
- Niederfrequenz: Rückführung bei Off-Design-Bedingungen
- Breitband: Kavitation oder Turbulenz
- Lagerfrequenzen: Standardmäßige Lagerfehlererkennung
Leistungstests
- Vergleich der Druck-Abfluss-Kurve mit dem Ausgangswert
- Stromverbrauch vs. Durchfluss
- Effizienzberechnung
- NPSH-Verifizierung verfügbar
Inspektion
- Spaltmaße der Verschleißringe (vergleichen Sie mit den Spezifikationen)
- Zustand des Laufrads (Erosion, Korrosion, Risse)
- Innerer Zustand der Spirale
- Ausrichtungsüberprüfung
Prävention durch Design und Betrieb
Materialauswahl
- Erosionsbeständige Materialien für abrasive Anwendungen
- Korrosionsbeständige Legierungen für den chemischen Einsatz
- Gehärtete Verschleißringe für lange Lebensdauer
- Beschichtungen für zusätzlichen Schutz
Bewährte Vorgehensweisen im Betrieb
- Betrieb nahe dem BEP (Best Efficiency Point)
- Sorgen Sie für eine ausreichende NPSH-Marge (normalerweise 1,5–2 × erforderliches NPSH).
- Vermeiden Sie Deadheading oder sehr geringen Durchfluss
- Kontrolle der Flüssigkeitsreinheit (Filtration, Absetzen)
- Leistungsparameter überwachen und Trends ermitteln
Wartung
- Ersetzen Sie die Verschleißringe, wenn das Spiel die Grenzwerte überschreitet (normalerweise das 2- bis 3-fache des neuen Spiels).
- Auswuchten nach Laufradreparatur oder -reinigung
- Präzise Ausrichtungswartung
- Wartung des Dichtungssystems
- Regelmäßige Leistungsüberprüfung
Defekte an Kreiselpumpen erfordern Kenntnisse sowohl der Standarddiagnose rotierender Maschinen als auch pumpenspezifischer hydraulischer Phänomene. Das Zusammenspiel zwischen mechanischem Zustand (Spalt, Ausrichtung, Gleichgewicht) und hydraulischer Leistung (Durchfluss, Druck, Wirkungsgrad) macht eine umfassende Überwachung, die Schwingungsanalyse und Leistungsprüfung kombiniert, für ein effektives Zuverlässigkeitsmanagement von Kreiselpumpen unerlässlich.