Was sind Impellerdefekte? Pumpen- und Lüfterschäden • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Lüftern, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren Was sind Impellerdefekte? Pumpen- und Lüfterschäden • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Lüftern, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren

Was sind Impellerdefekte? Pumpen- und Lüfterschäden

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Impellerdefekte verstehen

Definition: Was sind Impellerdefekte?

Impellerdefekte sind Schäden, Verschleiß oder Verschlechterungen an Pumpenlaufrädern und Lüfterrädern, einschließlich Schaufelerosion, Korrosion, Risse, Materialansammlungen, gebrochene Schaufeln und Nabenschäden. Diese Defekte beeinträchtigen sowohl das mechanische Gleichgewicht (Erzeugung Unwucht und Vibration) und hydraulische/aerodynamische Leistung (Verringerung von Effizienz, Durchfluss und Druck). Impellerdefekte erzeugen charakteristische Schwingungssignaturen, einschließlich erhöhter 1×-Vibration durch Unwucht und erhöhter Schaufeldurchgangsfrequenz Amplitude von hydraulischen Störungen.

Laufräder arbeiten unter rauen Bedingungen – hohe Geschwindigkeiten, korrosive oder abrasive Flüssigkeiten, extreme Temperaturen – und sind daher anfällig für verschiedene Schadensarten. Das Verständnis von Laufraddefekten und deren Diagnosemerkmalen ist für die Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit von Pumpen und Lüftern unerlässlich.

Häufige Impellerdefekte

1. Erosion und Verschleiß

Abrasive Erosion

  • Ursache: Feste Partikel in der Flüssigkeit verschleißen die Schaufeloberflächen
  • Muster: Vorderkante und Hochgeschwindigkeitsbereiche verschleißen am meisten
  • Wirkung: Materialverlust führt zu Unwucht und verringerter Effizienz
  • Rate: Proportional zu Partikelkonzentration, Härte, Geschwindigkeit
  • Häufig in: Schlammpumpen, Bergbauanwendungen, Abwasser

Kavitationserosion

  • Mechanismus: Das Kollabieren von Dampfblasen erzeugt starken lokalen Druck
  • Aussehen: Schwammartige, narbige Oberfläche, Material entfernt
  • Standorte: Niederdruckbereiche (Schaufelsaugseite, Spitzen)
  • Besonderheiten: Kavitation Lärm begleitet Erosion
  • Verhütung: Ausreichender NPSH-Wert, richtige Pumpenauswahl

2. Korrosion

  • Chemischer Angriff: Korrosive Flüssigkeiten, die das Laufradmaterial zersetzen
  • Galvanische Korrosion: Ungleiche Metalle im Kontakt mit Elektrolyt
  • Lochfraß: Lokale Korrosion, die Hohlräume und Spannungsspitzen erzeugt
  • Allgemeines Ausdünnen: Gleichmäßiger Materialverlust über Flächen
  • Kombiniert mit Erosion: Erosions-Korrosions-Synergie beschleunigt Schäden

3. Materialaufbau

  • Schuppenbildung: Mineralablagerungen durch hartes Wasser oder Chemikalien
  • Biologische Verschmutzung: Algen, Bakterien, Schalentiere in Kühlwassersystemen
  • Prozessmaterial: Festes Produkt oder Polymere, die an Oberflächen haften
  • Wirkung: Erzeugt Unwucht, reduziert Strömungswege, verändert die Hydraulik
  • Symptom: Progressive Erhöhung der 1-fachen Vibration

4. Schäden an der Leitschaufel

Risse

  • Ermüdungsrisse: Durch zyklische Belastung, typischerweise an den Verbindungsstellen zwischen Leitschaufel und Mantel
  • Spannungskorrosion: Kombinierte Belastung und korrosive Umgebung
  • Thermische Risse: Durch Temperaturwechsel oder Thermoschock
  • Erkennung: VPF-Seitenbänder, sich änderndes Schwingungsmuster

Gebrochene Flügel

  • Kompletter Fehler: Flügel oder Teil bricht ab
  • Schweres Ungleichgewicht: Großer Massenverlust erzeugt hohe 1×-Vibration
  • Hydraulische Asymmetrie: Abnormales VPF-Muster
  • Sofortmaßnahmen: Abschaltung und Austausch erforderlich
  • Sekundärschaden: Abgebrochene Teile können Gehäuse, Dichtungen beschädigen

5. Naben- und Montagefehler

  • Lose auf der Welle: Abgenutzte Passfedernut, unzureichende Presspassung
  • Gebrochene Nabe: Spannungsrisse in der Laufradnabenstruktur
  • Beschädigung der Keilnut: Abgenutzte oder ausgebrochene Keilnut, die Bewegung zulässt
  • Lockerheit der Stellschraube: Axial und rotatorisch verschiebbares Laufrad

6. Geometrische Defekte

  • Unrund: Herstellung oder Schäden, die Exzentrizität verursachen
  • Verziehen: Thermische oder mechanische Verformung
  • Ungleichmäßiger Lamellenabstand: Fertigungsabweichungen
  • Wirkung: Alle erzeugen Unwucht und hydraulische Pulsationen

Vibrationssignaturen

1× Unwuchtkomponente

  • Erosion: Asymmetrischer Materialverlust → allmähliche 1-fache Zunahme
  • Aufbau: Asymmetrische Einlagen → schrittweise 1-fache Erhöhung
  • Gebrochene Fahne: Plötzliche große 1-fache Erhöhung
  • Korrektur: Oft reagiert es auf Feldausgleich

Flügeldurchgangsfrequenz

  • Beschädigte Flügel: Erhöhter VPF mit Seitenbänder bei ±1×
  • Fehlende Schaufel: Abnormales VPF-Muster, mögliche Subharmonische
  • Freigabeprobleme: Erhöhte VPF-Amplitude
  • Betriebspunkt: VPF variiert mit der Durchflussrate

Lockerheitsmuster

  • Loses Laufrad verursacht mehrere Obertöne (1×, 2×, 3×)
  • Unregelmäßige, nicht wiederholbare Vibration
  • Instabil Phase Messungen
  • Verhindert ein effektives Auswuchten, bis es festgezogen wird

Nachweismethoden

Schwingungsanalyse

  • Gesamtniveau-Trend
  • 1× Amplitude zur Unwuchtverfolgung
  • VPF-Amplitude für Hydraulik-/Flügelradzustand
  • Breitbandanalyse zur Kavitation
  • Überwachung der Lagerfehlerfrequenz

Leistungstests

  • Durchflussrate: Eine Abnahme gegenüber dem Ausgangswert weist auf Verschleiß hin
  • Auslassdruck: Reduzierter Druck weist auf Schäden hin
  • Energieverbrauch: Änderungen deuten auf Effizienzverlust hin
  • Pumpenkurventest: Vergleichen Sie mit der Design-/Basisleistung

Visuelle Inspektion

  • Endoskopische Inspektion durch Gehäuseöffnungen
  • Komplette Inspektion bei der Überholung
  • Fotografie zur Dokumentation und Trendanalyse
  • Flügeldicke messen, auf Risse prüfen
  • Bewerten Sie den Schweregrad der Erosion/Korrosion

Prävention und Schadensbegrenzung

Materialauswahl

  • Erosionsbeständige Werkstoffe für abrasive Anwendungen (Hartlegierungen, Keramik)
  • Korrosionsbeständige Legierungen für den chemischen Einsatz (316 SS, Hastelloy, Titan)
  • Schutzbeschichtungen (Epoxid, Gummierung, Keramik)
  • Passen Sie das Material an den Schweregrad der Anwendung an

Betriebspraktiken

  • Betrieb nahe dem Punkt mit dem besten Wirkungsgrad (minimiert hydraulische Belastungen)
  • Vermeidung von Kavitation durch ausreichenden NPSH
  • Minimieren Sie die Feststoffkonzentration, wenn möglich
  • Kontrollieren Sie die Chemie der Flüssigkeit (pH-Wert, korrosive Stoffe)

Wartung

  • Regelmäßige Laufradinspektion bei Ausfällen
  • Entfernen Sie Ablagerungen, bevor sie zu Unwuchten führen
  • Nach der Reinigung oder Reparatur neu auswuchten
  • Ersetzen Sie abgenutzte Laufräder, bevor die Leistung nicht mehr akzeptabel ist
  • Dokumentieren Sie die Verschleißraten zur Lebensdauervorhersage

Defekte Laufräder stellen ein erhebliches Zuverlässigkeitsrisiko bei Pumpen und Lüftern dar. Die Kombination aus mechanischen Schäden, die zu Unwuchten führen, und hydraulischen/aerodynamischen Effekten, die die Flügelfrequenzsignaturen erzeugen, ermöglicht eine umfassende Diagnose durch Schwingungsanalyse. Das Verständnis laufradspezifischer Ausfallarten und die Implementierung geeigneter Überwachungs- und Präventivmaßnahmen optimieren die Gerätezuverlässigkeit in anspruchsvollen Pump- und Luftförderanwendungen.

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