Siurblio defektų supratimas
Siurblio defektai tai gedimai ir sutrikimai, kurie kyla centrifuginiuose siurbliuose, tūriniuose siurbliuose ir kituose siurbimo įrenginiuose. Juos galima suskirstyti į tris tarpusavyje persidengiančias grupes: mechaninės problemos (guolių gedimai, velenų problemos, sandariklių nesandariumas), hidraulinės problemos (kavitacija, recirkuliacija, sparnų pažeidimas), taip pat veikimo sutrikimai (sumažėjęs srautas, prarastas efektyvumas). Kiekvienas iš jų palieka būdingą vibracija signature — mentės praėjimo dažnis komponentai, atsitiktinė plačiajuosčio dažnio energija, susidariusi dėl kavitacijos, arba padidėję žemo dažnio svyravimai, atsirandantys dėl hidraulinio nestabilumo. Kadangi siurbliai yra beveik kiekvieno pramoninio proceso kritiniame kelyje, jų gedimai gali lemti gamybos sustabdymą, teršalų patekimą į aplinką ir pavojų saugai, todėl supratimas apie konkretiems siurbliams būdingus gedimų tipus ir juos nustatančias diagnostikos metodikas yra veiksmingos būklės stebėjimas ir nuspėjamoji priežiūra.
1. Siurblio gedimų rūšys
Mechaniniai gedimai (būdingi visai besisukančiai įrangai)
- Guolių gedimai: dažniausia siurblio gedimo priežastis, sudaranti apie 30–40 % visų atvejų.
- Impeller disbalansas: dėl erozijos, susikaupusių nešvarumų ar trūkstamų mentelių.
- Nesuderinimas: tarp siurblio ir jo pavaros per movą.
- Šachto problemos: a sulenktas velenas, įtrūkimai, or wear.
- Mechaninis laisvumas: nusidėvėję apsauginiai žiedai, laisvas rotorius arba laisva pagrindo plokštė.
Hidrauliniai gedimai (susiję su siurbliu)
Kavitacija tai garų burbuliukų susidarymas ir staigus jų sprogimas skystyje. Tai sukelia atsitiktinius aukšto dažnio plačiajuosčius virpesius, ardo ir išduobina sparnuotės medžiagą, be to, tai yra dažniausia ir labiausiai žalinga hidraulinė problema.
Recirkuliacija tai srauto nestabilumas, pasireiškiantis esant neprojektinėms sąlygoms ir sukuriantis žemo dažnio pulsacijas, kurių dažnis sudaro maždaug 0,2–0,8 kartus didesnį už veikimo greitį. Tai dažnai pasitaiko esant mažam srautui ir gali sukelti mechaninius gedimus.
Hidraulinis disbalansas atsiranda dėl asimetrinio srauto per sparnuotę. Dėl to susidaro 1× dažnio vibracija, kurią sukelia nestabilus hidraulinės jėgos ir dažnai ryškus ašinė vibracija komponentas.
Susidėvėjimas, erozija ir sandariklių gedimai
- Krumpliaračio nusidėvėjimas: nusidėvėję mentelių galai, gaubtai ir stebulė.
- Dėvėjimosi žiedo tarpas: atsivėrė dėl dilimo, dėl ko skystis pradėjo tekėti viduje.
- Casing wear: nusidėvėjusios spiralinės kameros arba difuzoriaus paviršiai.
- Nusidėvėjimo poveikis: sumažėjęs efektyvumas, padidėjęs vibravimas ir nuolatinis veikimo pablogėjimas.
- Seal failures: mechaninio sandariklio paviršiaus nusidėvėjimas, O-žiedo ar spyruoklės gedimai arba susidėvėjusi sandarinimo medžiaga – visa tai lemia produkto nuostolius, užteršimą ir dažnai trinties sukeliamus virpesius; jei problema nepašalinama, nesandarus sandariklis užteršia ir sugadina greta esantį guolį.
2. Vibracijos charakteristikos
Sparnelių praėjimo dažnis (VPF)
Pagrindinis siurblio specifinis dažnis, susidarantis kiekvienam rotoriaus mentės praėjimui pro spiralės formos įsiurbimo angą arba difuzorių.
- Skaičiavimas: VPF = sparnelių skaičius × apsisukimų skaičius per minutę ÷ 60.
- Normalus: matomas VPF pikas, kurio amplitudė yra vidutinė.
- Padidėjęs VPF: tai rodo hidraulines problemas, rotoriaus pažeidimus arba per mažus ar nevienodus tarpelius.
- Harmonikos: Kai kuriuose projektuose naudojami 2×VPF ir 3×VPF.
Skaičiavimai vienu kartu atliekami greitai, tačiau dirbant su daugybe siurblių lengva suklysti; mūsų Sparnelių/mentelių praėjimo dažnio skaičiuoklė paverčia sparnelių skaičių ir greitį tiesiogiai į ieškomą dažnį.
Kavitacijos, recirkuliacijos ir sparnuotės charakteristikos
- Kavitacija: atsitiktinis plačiajuostis triukšmas plačiame dažnių diapazone (maždaug 500–20 000 Hz), staigūs impulsiniai šuoliai laiko bangos forma iš sprogstančių burbuliukų, nepastoviai kintančios amplitudės ir nepakartojamo „žvyro“ arba „popkorno“ garso.
- Recirkuliacija: subsinchroninis pulsacijos, kurių dažnis sudaro 0,2–0,8 kartus didesnį už srauto greitį, paprastai 2–15 Hz, dažnai nestabilios, kai kinta srautas, ir galinčios pasiekti kelis kartus didesnę nei įprasta 1× amplitudę.
- Rotoriaus gedimai: 1× vibracija dėl disbalanso (erozija, nuosėdų susidarymas, sulūžusios mentės); daugialypės harmonikos ir nereguliari vibracija dėl laisvo rotoriaus; bei padidėjusi VPF amplitudė su šoninės juostos dėl pažeistų mentelių.
3. Dažniausi siurblio gedimų tipai pagal dažnumą
- Guolių gedimai (~30–40 %): tie patys mechanizmai, kaip ir bet kurioje besisukančioje įrangoje, tačiau jų poveikį sustiprina traukos apkrovos, vibracija ir užteršimas, o nustatomi per guolių gedimų dažniai.
- Sandariklių gedimai (~20–30 %): mechaninio sandariklio paviršiaus nusidėvėjimas, O-žiedo ar tarpiklio susidėvėjimas, matomi nuotėkiai ir užteršimas – tai dažna priežastis, dėl kurios vėliau sugenda guolis.
- Kavitacijos sukelti pažeidimai (~15–25 %): rotoriaus erozija, taškinė korozija, laipsniškas našumo mažėjimas; tai daugiausia galima išvengti tinkamai suprojektavus sistemą ir užtikrinus pakankamą NPSH.
- Rotoriaus pažeidimai (~10–20 %): erozija, korozija, pažeidimai dėl svetimkūnių, sulūžusios arba įtrūkusios mentės, abrazyvinis nusidėvėjimas ir užsiteršimas.
4. Nustatymo metodai
Vibracijos analizė
- Bendri lygiai ir tendencijos against a pradinė vertė.
- FFT analizė siekiant nustatyti dažnių sudėtį.
- VPF amplitudės stebėjimas ir plačiajuosčio dažnio analizė kavitacijos atveju.
- Ašiniai virpesiai, leidžiantys nustatyti traukos ir hidraulinio disbalanso problemas.
Veiklos ir procesų stebėjimas
- Flow rate: Lašelis rodo nusidėvėjimą arba užsikimšimą.
- Išleidimo slėgis: sumažėjęs slėgis rodo, kad susidėvėjo sparnuotė arba apsauginis žiedas.
- Energijos suvartojimas: pokytis rodo efektyvumo pasikeitimą.
- Pump curve: palyginti faktinę darbo tašką su projektine kreive.
- Siurbimo slėgis / NPSH: Nepakankamas NPSH yra pagrindinė kavitacijos priežastis.
- Temperatūra, triukšmas ir nuotėkis: perkaitimo požymiai rodo guolio arba sandariklio gedimą, girdimas kavitacijos ir recirkuliacijos triukšmas, o matomi lašai rodo sandariklio arba tarpiklio gedimą.
5. Prevencijos strategijos
Parinkimas, montavimas ir eksploatacija
- Pasirinkimas ir dydžių parinkimas: pasirinkite siurblį, atsižvelgdami į faktines eksploatavimo sąlygas, užtikrinkite pakankamą NPSH atsargą, venkite eksploatacijos toli nuo didžiausio efektyvumo taško (BEP) ir atsižvelkite į abrazyvinių, koroziją sukeliančių ar karštų skysčių poveikį.
- Įrengimas: precision veleno suvedimas iki pavaros, tinkamas vamzdynų tvirtinimas, kad būtų pašalintos vamzdžių įtampos, tinkamas siurbimo vamzdyno projektavimas ir patikrinimas, ar nėra minkšta pėda.
- Operation: veikti artimu BEP režimu (neatsitraukiant nuo projektinio srauto daugiau kaip ±20 %), niekada neveikti be apkrovos ar be skysčio, palaikyti siurbimo slėgį, išlaikyti temperatūrą nustatytose ribose ir, jei to reikalauja darbo sąlygos, įjungti recirkuliaciją su mažiausiu srautu.
Techninė priežiūra ir balansavimas vietoje
- Priežiūra: laiku tepti guolius, prižiūrėti sandariklių praplovimo sistemą, stebėti vibracijos tendencijas, periodiškai tikrinti veikimą ir kapitalinio remonto metu tikrinti dilimo žiedų tarpelius.
Daugelis šių defektų pasireiškia padidėjusiu 1× vibracijos lygiu, o greičiausias būdas tai ištaisyti – atmetus nesutapimo ir laisvumo problemas – yra iš naujo subalansuoti rotorių jo darbo vietoje. Nešiojamasis dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A leidžia technikui išmatuoti siurblio vibracijos spektrą, atskirti tikrąjį rotoriaus disbalanso 1× piką nuo nesutapimo 2× ar VPF hidraulinio piko, o tada ištaisyti disbalansą lauko balansavimas rotorius savo guoliuose esant darbinio greičio sąlygoms – nereikia išimti į balansavimo stakles, o kavitacijos, recirkuliacijos ir guolių charakteristikos užfiksuojamos per tą patį matavimą. Kai reikia balansavimo svarelio, Bandomojo svorio skaičiuoklė leidžia atlikti patikimą pirminį įvertinimą.
Siurblių gedimai apima tiek įprastas su besisukančiais mechanizmais susijusias problemas, tiek specifines hidraulines siurblių problemas. Supratimas apie mechaninės būklės, hidraulinių charakteristikų ir eksploatavimo sąlygų sąveiką – bei vibracijos analizės derinimas su veikimo ir proceso parametrais – leidžia veiksmingai valdyti siurblių patikimumą ir iš anksto užkirsti kelią brangiems gedimams bei gamybos pertraukoms.
