درک نقصهای پروانه
تعریف: عیوب پروانه چیست؟
نقص پروانه آسیب، سایش یا فرسودگی در پروانههای پمپ و چرخهای فن، از جمله فرسایش پرهها،, خوردگی, ، ترکها، تجمع مواد، شکستگی پرهها و آسیب به توپی چرخ. این عیوب بر تعادل مکانیکی (ایجاد) تأثیر میگذارند. عدم تعادل and لرزش) و عملکرد هیدرولیکی/آیرودینامیکی (کاهش راندمان، جریان و فشار). نقصهای پروانه باعث ایجاد امضاهای ارتعاشی مشخصی از جمله افزایش ۱ برابری ارتعاش ناشی از عدم تعادل و افزایش فرکانس عبور پره دامنه ناشی از اختلالات هیدرولیکی.
پروانهها در شرایط سخت - سرعتهای بالا، سیالات خورنده یا ساینده، دماهای بسیار بالا - کار میکنند و آنها را مستعد حالتهای مختلف آسیب میکنند. درک نقصهای پروانه و نشانههای تشخیصی آنها برای حفظ قابلیت اطمینان پمپ و فن ضروری است.
عیوب رایج پروانه
۱. فرسایش و ساییدگی
فرسایش سایشی
- علت: ذرات جامد در سیالی که سطوح پره را میپوشاند
- الگو: لبهی جلویی و نواحی با سرعت بالا بیشترین سایش را دارند
- اثر: اتلاف مواد باعث عدم تعادل و کاهش راندمان میشود
- نرخ: متناسب با غلظت ذرات، سختی، سرعت
- رایج در: پمپهای اسلاری، کاربردهای معدنی، فاضلاب
فرسایش کاویتاسیون
- مکانیسم: فروپاشی حباب بخار باعث ایجاد فشارهای موضعی شدید میشود
- ظاهر: سطح حفرهدار اسفنجی شکل، مواد برداشته شدهاند
- مکانها: نواحی کمفشار (سمت مکش پرهها، نوک پرهها)
- متمایز: کاویتاسیون سر و صدا همراه با فرسایش است
- پیشگیری: NPSH کافی، انتخاب پمپ مناسب
۲. خوردگی
- حمله شیمیایی: سیالات خورنده که باعث تخریب مواد پروانه میشوند
- خوردگی گالوانیک: فلزات غیرمشابه در تماس با الکترولیت
- سوراخ شدن: خوردگی موضعی که باعث ایجاد حفرهها و افزایش تنش میشود
- نازک شدن عمومی: اتلاف یکنواخت مواد روی سطوح
- همراه با فرسایش: همافزایی فرسایش و خوردگی، آسیب را تسریع میکند
۳. تجمع مواد
- تشکیل رسوب: رسوبات معدنی ناشی از آب سخت یا مواد شیمیایی
- رسوب بیولوژیکی: جلبکها، باکتریها، صدفها در سیستمهای خنککننده آب
- مواد فرآیند: محصول یا پلیمرهای جامد شده که به سطوح چسبیدهاند
- اثر: عدم تعادل ایجاد میکند، مسیرهای جریان را کاهش میدهد، هیدرولیک را تغییر میدهد
- علامت: افزایش تدریجی ارتعاش ۱ برابر
۴. آسیب پره
ترکها
- ترکهای ناشی از خستگی: از تنش چرخهای، معمولاً در محل اتصال پره به پوشش
- خوردگی تنشی: تنش ترکیبی و محیط خورنده
- ترکهای حرارتی: از چرخه دمایی یا شوک حرارتی
- تشخیص: باندهای کناری VPF، الگوی ارتعاش متغیر
پرههای شکسته
- شکست کامل: پره یا قسمتی از آن میشکند
- عدم تعادل شدید: اتلاف جرم زیاد باعث ایجاد ارتعاش زیاد ۱× میشود
- عدم تقارن هیدرولیکی: الگوی غیرطبیعی VPF
- اقدام فوری: خاموش کردن و تعویض مورد نیاز است
- آسیب ثانویه: قطعات شکسته میتوانند به پوشش و آببندها آسیب بزنند
۵. نقص در توپی و نصب
- شل بودن شفت: سوراخ کلید فرسوده، تداخل ناکافی
- هاب ترک خورده: ترکهای ناشی از تنش در ساختار توپی پروانه
- آسیب به شیار کلید: شیار کلید فرسوده یا بریده شده که امکان حرکت را فراهم میکند
- میزان شل بودن پیچ را تنظیم کنید: پروانه قادر به جابجایی محوری یا چرخشی
۶. نقصهای هندسی
- خارج از راند: تولید یا آسیبی که باعث خروج از مرکز میشود
- تاب برداشتن: اعوجاج حرارتی یا مکانیکی
- فاصله نابرابر پرهها: تنوع تولید
- اثر: همه باعث عدم تعادل و ضربانهای هیدرولیکی میشوند
امضاهای ارتعاش
۱× مؤلفه عدم تعادل
- فرسایش: اتلاف نامتقارن مصالح → افزایش تدریجی ۱×
- تجمع: رسوبات نامتقارن → افزایش تدریجی ۱×
- پره شکسته: افزایش ناگهانی و زیاد ۱ برابر
- اصلاحیه: اغلب پاسخگو به متعادل سازی میدان
فرکانس عبور پره
- پرههای آسیبدیده: افزایش VPF با نوارهای کناری در ±1×
- ون گمشده: الگوی غیرطبیعی VPF، احتمال وجود زیرهارمونیکها
- مشکلات ترخیص کالا: افزایش دامنه VPF
- نقطه عملیاتی: VPF با نرخ جریان تغییر میکند
الگوی شل بودن
- پروانه شل باعث ایجاد مشکلات متعدد میشود هارمونیک ها (۱×، ۲×، ۳×)
- لرزش نامنظم و تکرارنشدنی
- ناپایدار فاز اندازهگیریها
- تا زمانی که محکم نشود، از تعادل مؤثر جلوگیری میکند
روشهای تشخیص
تحلیل ارتعاشات
- روند کلی سطح
- ۱× دامنه برای ردیابی عدم تعادل
- دامنه VPF برای شرایط هیدرولیکی/پره ای
- تحلیل پهنای باند برای کاویتاسیون
- نظارت بر فرکانس خطای یاتاقان
تست عملکرد
- نرخ جریان: کاهش از مقدار پایه نشان دهنده فرسودگی است
- فشار تخلیه: فشار کاهش یافته نشان دهنده آسیب است
- مصرف برق: تغییرات نشاندهندهی کاهش کارایی هستند
- آزمون منحنی پمپ: مقایسه با عملکرد طراحی/مبنا
بازرسی بصری
- بازرسی با بروسکوپ از طریق پورتهای محفظه
- بازرسی کامل در طول تعمیرات اساسی
- عکس برای مستندسازی و ترند شدن
- ضخامت پره را اندازه بگیرید، ترکها را بررسی کنید
- ارزیابی شدت فرسایش/خوردگی
پیشگیری و کاهش اثرات
انتخاب مواد
- مواد مقاوم در برابر فرسایش برای کاربردهای ساینده (آلیاژهای سخت، سرامیکها)
- آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی برای خدمات شیمیایی (316 SS، Hastelloy، تیتانیوم)
- پوششهای محافظ (اپوکسی، آستر لاستیکی، سرامیک)
- مواد را با شدت کاربرد مطابقت دهید
شیوههای عملیاتی
- نزدیک به بهترین نقطه راندمان کار کنید (تنشهای هیدرولیکی را به حداقل میرساند)
- از طریق NPSH کافی از کاویتاسیون جلوگیری کنید
- در صورت امکان، غلظت جامدات را به حداقل برسانید
- کنترل شیمی سیال (pH، عوامل خورنده)
تعمیر و نگهداری
- بازرسی دورهای پروانه در هنگام قطع برق
- قبل از ایجاد عدم تعادل، رسوبات را تمیز کنید
- بعد از تمیز کردن یا تعمیر، دوباره بالانس کنید
- پروانههای فرسوده را قبل از عملکرد غیرقابل قبول تعویض کنید
- نرخ سایش را برای پیشبینی طول عمر مستند کنید
نقصهای پروانه، مسئلهی قابل توجهی در قابلیت اطمینان پمپها و فنها محسوب میشوند. ترکیب آسیب مکانیکی که باعث عدم تعادل میشود و اثرات هیدرولیکی/آیرودینامیکی که باعث ایجاد فرکانسهای عبور پره میشوند، امکان تشخیص جامع از طریق تجزیه و تحلیل ارتعاش را فراهم میکند. درک حالتهای خرابی خاص پروانه و اجرای اقدامات نظارتی و پیشگیرانهی مناسب، قابلیت اطمینان تجهیزات را در کاربردهای پمپاژ و جابجایی هوا بهینه میکند.