Zrozumienie wad pomp
Definicja: Czym są wady pomp?
Wady pomp są to usterki i awarie pomp odśrodkowych, pomp wyporowych i innego sprzętu pompującego, obejmujące problemy mechaniczne (awarie łożysk, problemy z wałem, wycieki uszczelnień), problemy hydrauliczne (kawitacja, recyrkulacja, uszkodzenie wirnika) i problemy z wydajnością (zmniejszony przepływ, utrata wydajności). Te wady tworzą charakterystyczne wibracja sygnatury obejmujące składowe częstotliwości przechodzących przez łopatki, losowe szerokopasmowe drgania z kawitacji i podwyższone pulsacje niskiej częstotliwości z niestabilności hydraulicznych.
Pompy są kluczowymi elementami praktycznie każdego procesu przemysłowego, a ich awarie mogą powodować przerwy w produkcji, wycieki do środowiska i zagrożenia dla bezpieczeństwa. Zrozumienie przyczyn usterek i technik diagnostycznych charakterystycznych dla poszczególnych pomp umożliwia skuteczne monitorowanie stanu i konserwację predykcyjną.
Kategorie usterek pomp
1. Wady mechaniczne (typowe dla urządzeń obrotowych)
- Awarie łożysk: Najczęstsza awaria pompy (~30-40%)
- Niewyważenie wirnika: Z powodu erozji, nagromadzenia lub brakujących łopatek
- Niewspółosiowość: Niewspółosiowość sprzęgła pompy z napędem
- Problemy z wałem: Wygięty wał, spękanie, nosić
- Luz mechaniczny: Zużyte pierścienie cierne, luźny wirnik
2. Wady hydrauliczne (specyficzne dla pomp)
Kawitacja
- Powstawanie pęcherzyków pary i zapadanie się w cieczy
- Losowe wibracje szerokopasmowe o wysokiej częstotliwości
- Erozja materiału i wżery
- Najczęstszy i najbardziej destrukcyjny problem hydrauliczny
Recyrkulacja
- Niestabilności przepływu w warunkach odbiegających od założeń projektowych
- Pulsacje o niskiej częstotliwości (0,2-0,8× prędkości biegu)
- Częste przy niskich przepływach
- Może wywołać awarie mechaniczne
Nierównowaga hydrauliczna
- Przepływ asymetryczny przez wirnik
- Tworzy 1× wibracje z sił hydraulicznych
- Wysoki drgania osiowe część
3. Zużycie i erozja
- Zużycie wirnika: Końcówki łopatek, osłony i piasty są skorodowane
- Luz pierścienia ślizgowego: Zwiększone prześwity spowodowane ścieraniem
- Zużycie obudowy: Powierzchnie spirali lub dyfuzora są erodowane
- Efekt: Zmniejszona wydajność, zwiększone wibracje, pogorszenie wydajności
4. Uszkodzenia uszczelnień
- Nieszczelność uszczelnienia mechanicznego: Zużycie powierzchni, awaria pierścienia uszczelniającego, problemy ze sprężyną
- Nieszczelność uszczelnienia: Zużyte lub nieprawidłowo dopasowane uszczelnienie
- Konsekwencje: Utrata produktu, zanieczyszczenie, uszkodzenie łożyska
- Efekt wibracji: Problemy z uszczelnieniem mogą powodować drgania wywołane tarciem
Sygnatury wibracji
Częstotliwość przejścia łopatki (VPF)
Podstawowa częstotliwość specyficzna dla pompy:
- Obliczenie: VPF = Liczba łopatek wirnika × obr./min / 60
- Normalna: Obecny szczyt VPF, umiarkowana amplituda
- Podwyższone VPF: Oznacza problemy hydrauliczne, uszkodzenie wirnika lub problemy z luzem
- Harmonia: 2×VPF, 3×VPF występują w niektórych projektach
Podpis kawitacyjny
- Losowy szerokopasmowy: Hałas o wysokiej częstotliwości w szerokim spektrum (500–20 000 Hz)
- Impulsywny: Ostre skoki w przebiegu czasowym spowodowane zapadnięciem się bańki
- Zmienny: Amplituda waha się nieregularnie
- Słyszalny: Charakterystyczny dźwięk żwiru lub popcornu
Recyrkulacja
- Subsynchroniczny: 0,2-0,8× pulsacji prędkości biegu
- Niska częstotliwość: Zwykle 2-15 Hz
- Nietrwały: Częstotliwość może się zmieniać w zależności od warunków przepływu
- Wysoka amplituda: Może być kilkakrotnie większa niż normalna 1× wibracja
Problemy z wirnikiem
- Brak równowagi: 1× wibracje spowodowane erozją, nagromadzeniem, uszkodzonymi łopatkami
- Luźny wirnik: Wiele harmonicznych, nieregularne wibracje
- Uszkodzone łopatki: Zwiększona amplituda VPF, pasma boczne
Typowe tryby awarii pomp
Awarie łożysk (~30-40%)
- Te same mechanizmy, co w przypadku innych urządzeń obrotowych
- Zaostrzone przez obciążenia osiowe, wibracje, zanieczyszczenia
- Wykrywanie przez częstotliwości uszkodzeń łożysk
Uszkodzenia uszczelnień (~20-30%)
- Zużycie powierzchni uszczelnienia mechanicznego
- Zniszczenie pierścienia uszczelniającego lub uszczelki
- Widoczny wyciek, zanieczyszczenie
- Może prowadzić do uszkodzenia łożyska na skutek zanieczyszczenia
Uszkodzenia kawitacyjne (~15-25%)
- Erozja materiału wirnika
- Wżery i uszkodzenia powierzchni
- Postępująca utrata wydajności
- Można temu zapobiec poprzez odpowiednie zaprojektowanie systemu
Uszkodzenie wirnika (~10-20%)
- Erozja, korozja, uszkodzenia spowodowane przez ciała obce
- Złamane lub pęknięte łopatki
- Zużycie spowodowane przez płyny ścierne
- Nagromadzenie lub zanieczyszczenie
Metody wykrywania
Analiza drgań
- Poziomy ogólne i trendy
- Analiza FFT do identyfikacji częstotliwości
- Monitorowanie amplitudy VPF
- Wykrywanie kawitacji poprzez analizę szerokopasmową
- Drgania osiowe w przypadku problemów z siłą ciągu/hydrauliką
Monitorowanie wydajności
- Przepływ: Zmniejszony przepływ wskazuje na zużycie lub zatkanie
- Ciśnienie wylotowe: Obniżone ciśnienie wskazuje na zużycie wirnika
- Pobór mocy: Zmiany wskazują na utratę wydajności
- Krzywa pompy: Porównaj rzeczywistą krzywą z krzywą projektową
Parametry procesu
- Ciśnienie ssania: Niewystarczające NPSH powoduje kawitację
- Temperatura: Przegrzanie wskazuje na problemy z łożyskiem lub uszczelnieniem
- Hałas: Kawitacja, recyrkulacja słyszalna
- Przeciek: Widoczne uszkodzenia uszczelek lub uszczelek
Strategie zapobiegania
Właściwy wybór i rozmiar
- Wybierz pompę do rzeczywistych warunków pracy
- Zapewnij odpowiedni margines NPSH
- Unikaj pracy w miejscu oddalonym od punktu najlepszej wydajności (BEP)
- Weź pod uwagę właściwości płynu procesowego (ścierność, korozja, temperatura)
Instalacja
- Precyzja wyrównanie do kierowcy
- Prawidłowe podparcie rurociągów (eliminacja naprężeń rur)
- Odpowiednia konstrukcja rurociągu ssącego
- Sprawdź nie miękka stopa warunki
Działanie
- Działać w pobliżu BEP (±20% przepływu projektowego)
- Unikaj usuwania przekwitniętych kwiatów i przesuszenia
- Utrzymuj odpowiednie ciśnienie ssania
- Kontroluj temperaturę w granicach projektowych
- W razie potrzeby zastosuj minimalną recyrkulację przepływu
Konserwacja
- Smarowanie łożysk zgodnie z harmonogramem
- Konserwacja systemu płukania uszczelnień
- Monitorowanie i trendowanie drgań
- Okresowe testowanie wydajności
- Kontrola luzu pierścieni ciernych podczas remontów
Usterki pomp obejmują zarówno standardowe problemy z maszynami wirującymi, jak i problemy hydrauliczne specyficzne dla pomp. Zrozumienie wzajemnego oddziaływania stanu mechanicznego, wydajności hydraulicznej i warunków pracy, w połączeniu z kompleksowym monitorowaniem z wykorzystaniem analizy drgań i parametrów wydajności, umożliwia skuteczne zarządzanie niezawodnością pomp oraz zapobieganie kosztownym awariom i przerwom w produkcji.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 