Inzicht in defecten aan centrifugaalpompen
Definitie: Wat zijn defecten aan centrifugaalpompen?
Defecten aan centrifugaalpompen zijn storingen en problemen die specifiek zijn voor het ontwerp en de werking van centrifugaalpompen, waaronder verslechtering van de slijtring, erosie van het pomphuis/slakkenhuis, problemen met de speling tussen de waaier en de behuizing, cavitatie schade, hydraulische onbalans en recirculatie bij lage doorstroming. Hoewel centrifugaalpompen vaak defecten aan roterende machines vertonen (lagers, afdichtingen, uitlijning), vertonen ze ook unieke faalwijzen die voortvloeien uit hun hydraulisch ontwerp en de interactie tussen de roterende waaier en de stationaire spiraal of diffuser.
Centrifugaalpompen zijn de werkpaarden van de industriële vloeistofverwerking. Inzicht in hun specifieke defecten, met name die met betrekking tot interne spelingen en hydraulische krachten, is essentieel voor effectief pomponderhoud en betrouwbaarheidsprogramma's.
Centrifugaalpomp-specifieke defecten
1. Verslechtering van de slijtring
Het meest voorkomende probleem met centrifugaalpompen:
Functie van slijtringen
- Opofferingsringen zorgen voor een kleine speling tussen waaier en behuizing
- Minimaliseer interne recirculatie (lekkage van afvoer naar aanzuig)
- Vervangbare componenten beschermen dure waaier en behuizing
Slijtagemechanisme
- Schurende slijtage: Deeltjes in vloeistof eroderen ringoppervlakken
- Toename van de opruiming: Typische speling 0,25-0,75 mm nieuw; 1,5-3,0 mm versleten
- Tarief: Hangt af van de abrasiviteit van de vloeistof (schoon water langzaam, slib snel)
Effecten van versleten slijtringen
- Prestatieverlies: Verminderde opvoerhoogte en doorstroming (interne recirculatie)
- Efficiëntiedaling: 5-15% efficiëntieverlies typisch bij overmatige speling
- Trillingstoename: Toegenomen VPF amplitude van de speling
- Hydraulische radiale kracht: Asymmetrische lekkage creëert radiale krachten
- Recirculatie-aanvang: Treedt op bij hogere stroomsnelheden met versleten ringen
Detectie
- Prestatietesten (kop-stroomcurve vlakker dan ontwerp)
- Verhoogde VPF-trillingsamplitude
- Visuele inspectie tijdens revisie
- Spelingmeting met voelermaten
2. Volute/Omhulselerosie
- Locatie: Volute keel, snijwatergebied, afvoermondstuk
- Oorzaken: Schurende deeltjes, cavitatie, hoge snelheid
- Effect: Verandert hydraulische passages, beïnvloedt prestaties en krachten
- Ernstige gevallen: Erosie door de wand waardoor lekkage ontstaat
- Reparatie: Lasopbouw en -bewerking, of vervanging van de behuizing
3. Problemen met de waaier
Schoepenerosie/corrosie
- Voorrandslijtage bij schurend gebruik
- Schade door cavitatie aan de zuigzijde
- Vleugels voor het verdunnen van chemische corrosie
- Creëert onevenwicht en prestatieverlies
Schade aan de lijkwade
- Scheuren in de waaiermantel (voor of achter)
- Erosie of corrosie
- Beïnvloedt hydraulische afdichting en axiaal evenwicht
Schade aan het waaieroog
- Inlaatgebied (ooggebied) is bijzonder gevoelig voor cavitatie
- Erosie door hogesnelheidsinlaatstroming
- Beïnvloedt de zuigkracht
4. Problemen met de volute tong (snijwater)
- Erosie: Hoge snelheidsstroming erodeert de punt van de stuwdam
- Wijziging van de speling: Beïnvloedt de VPF-pulsatieamplitude
- Vormvervorming: Verandert hydraulische prestaties
- Kraken: Vermoeidheid door drukpulsaties
5. Diffuserdefecten (diffuserpompen)
- Erosie of schade aan de diffuservin
- Spelingveranderingen tussen waaier en diffuser
- Beïnvloedt drukherstel en efficiëntie
- Kan extra trillingsfrequenties creëren
Hydraulische prestatiegebreken
Off-Design-operatie
- Lage stroming: Recirculatie, hoge radiale krachten, cavitatierisico
- Hoge stroomsnelheid: Overbelasting, cavitatie, erosie met hoge snelheid
- Optimaal: 80-110% van BEP voor betrouwbaarheid
NPSH-tekort
- Netto positieve zuighoogte onvoldoende
- Veroorzaakt cavitatie bij de inlaat van de waaier
- Systeemprobleem, maar manifesteert zich in de pomp
- Vereist systeemaanpassingen om dit te corrigeren
Diagnostische aanpak
Trillingsdiagnostiek
- 1× Trending: Onevenwicht door erosie of opbouw
- VPF-amplitude: Slijtage ring en speling conditie
- Lage frequentie: Recirculatie bij afwijkende omstandigheden
- Breedband: Cavitatie of turbulentie
- Lagerfrequenties: Standaard lagerfoutdetectie
Prestatietesten
- Vergelijking van de hoofdstroomcurve met de basislijn
- Stroomverbruik versus stroomverbruik
- Efficiëntieberekening
- NPSH beschikbare verificatie
Inspectie
- Slijtageringspeling (vergelijk met specificaties)
- Conditie van de waaier (erosie, corrosie, scheuren)
- Interne conditie van het voluut
- Uitlijning verificatie
Preventie door ontwerp en werking
Materiaalkeuze
- Erosiebestendige materialen voor schurende toepassingen
- Corrosiebestendige legeringen voor chemische toepassingen
- Geharde slijtringen voor een lange levensduur
- Coatings voor extra bescherming
Best practices voor het uitvoeren van taken
- Werk in de buurt van BEP (beste efficiëntiepunt)
- Zorg voor een voldoende NPSH-marge (meestal 1,5-2× de vereiste NPSH)
- Vermijd het verwijderen van uitgebloeide bloemen of planten met een zeer lage stroming
- Controleer de reinheid van de vloeistof (filtratie, bezinking)
- Prestatieparameters bewaken en trends bijhouden
Onderhoud
- Vervang slijtringen wanneer de speling de limieten overschrijdt (meestal 2-3× nieuwe speling)
- Balans na reparatie of reiniging van de waaier
- Precisie-uitlijning onderhoud
- Onderhoud van het afdichtingssysteem
- Periodieke prestatieverificatie
Defecten aan centrifugaalpompen vereisen inzicht in zowel standaarddiagnostiek van roterende machines als pompspecifieke hydraulische verschijnselen. De wisselwerking tussen mechanische conditie (speling, uitlijning, balans) en hydraulische prestaties (debiet, druk, rendement) maakt uitgebreide monitoring, gecombineerd met trillingsanalyse en prestatietests, essentieel voor effectief beheer van de betrouwbaarheid van centrifugaalpompen.