Înțelegerea defectelor rotorului de pompă/ventilator
Defecte ale rotorului sunt numeroasele forme de deteriorare, uzură și deteriorare care afectează rotoarele pompelor și roțile ventilatoarelor - eroziunea paletelor, coroziune, fisuri, acumulări de material, palete rupte și deteriorări ale butucului. Acestea sunt dublu dăunătoare deoarece degradează atât mecanice starea rotorului (crearea dezechilibru și vibrații) și hidraulice sau aerodinamice performanța (reducând eficiența, debitul și înălțimea de pompare). Rezultatul este o semnătură recunoscută a vibrațiilor: o creștere de 1× viteza de funcționare din dezechilibru, împreună cu un nivel ridicat frecvența de trecere a paletei din cauza fluxului perturbat. Rotoarele sunt supuse unor condiții de utilizare dificile - viteze mari ale vârfurilor, fluide corozive sau abrazive și temperaturi extreme - astfel încât înțelegerea acestor defecte și a semnăturilor lor este esențială pentru a menține fiabilitatea pompelor și ventilatoarelor. Acestea reprezintă o subclasă majoră a defecte ale pompei și defecte ale ventilatorului.
1. Eroziune, uzură și coroziune
Eroziune abrazivă
- Cauza: particulele solide antrenate în fluid macină suprafețele paletelor.
- Model: marginile de atac și zonele cu viteză mare se uzează cel mai repede.
- Efect: pierderea neuniformă de material creează dezechilibru și reduce eficiența.
- Rată: crește odată cu concentrația, duritatea și viteza particulelor.
- Comun în: pompe pentru suspensie, servicii miniere și servicii pentru ape uzate.
Eroziunea cavitațională
- Mecanism: bulele de vapori se surpă la contactul cu metalul, producând vârfuri intense de presiune localizate.
- Aspect: o suprafață buretoasă, plină de gropi, cu material îndepărtat.
- Locații: regiuni cu presiune scăzută, cum ar fi partea de aspirație și vârfurile paletelor.
- Distinctiv: zgomotul de pietriș al cavitație însoțește eroziunea.
- Prevenire: NPSH adecvat și alegerea corectă a pompei - confirmați marja de aspirație cu Calculator NPSH.
Coroziune
- Atac chimic: fluidele agresive dizolvă materialul rotorului.
- Coroziune galvanică: metale diferite în contact printr-un electrolit.
- Gropituri: cavități localizate care acționează, de asemenea, ca concentratori de tensiune.
- Rărire generală: pierderea uniformă a grosimii pereților pe toate suprafețele.
- Sinergia eroziune-coroziune: cele două mecanisme împreună accelerează daunele mult mai mult decât oricare dintre ele.
2. Acumularea de materiale
Nu toate dezechilibrele provin din pierderea de metal - adăugarea de masă este la fel de dăunătoare:
- Formarea de depuneri: depuneri minerale de la apa dură sau produse chimice de proces.
- Murdărire biologică: alge, bacterii sau crustacee în sistemele de răcire a apei.
- Material de proces: produsul solidificat sau polimerul care aderă la palete.
- Efect: depozitele asimetrice creează dezechilibru, micșorează pasajele de curgere și modifică sistemul hidraulic.
- Simptom: o urcare lentă și progresivă în vibrații 1×.
3. Defecte ale paletelor, ale butucului și defecte geometrice
Fisuri
- Fisuri de oboseală: din cauza solicitărilor ciclice, de obicei la joncțiunile dintre paletă și înveliș.
- Fisuri de coroziune sub tensiune: combinația dintre tensiunea de tracțiune și un mediu coroziv.
- Fisuri termice: la cicluri de temperatură sau șocuri termice.
- Detectare: vane-passing-frequency benzi laterale și un model de vibrații schimbător.
Palete sparte
- Eșec total: o paletă sau o bucată din ea se desprinde.
- Dezechilibru grav: pierderea bruscă de masă determină o creștere în trepte mari a vibrației 1×.
- Asimetrie hidraulică: un model anormal de frecvență de trecere a paletei.
- Măsuri imediate: opriți și înlocuiți — piesele rupte pot distruge carcasa și garniturile.
Defecțiuni ale butucului, de montare și geometrice
- Slăbită pe arbore: o pană uzată sau o ajustare cu interferență inadecvată, care apare adesea ca joc mecanic.
- Butuc fisurat sau pană deteriorată: fisuri de stres și broșare care permit rotorului să se deplaseze.
- Erori geometrice: funcționare în afara rotunjimii de la fabricație sau deteriorare (o formă de excentricitate), deformare și spațiere inegală a paletelor — toate acestea generând dezechilibru și pulsații hidraulice.
4. Semnături de vibrații
1× Componentă de dezechilibru
- Eroziune sau acumulare: schimbarea asimetrică a masei produce o creștere treptată de 1×.
- Paleta spartă: un salt brusc, mare de 1×.
- Corecţie: dezechilibrul legat de masă răspunde adesea bine la echilibrarea la fața locului.
Frecvența de trecere a paletei
- Palete deteriorate: VPF ridicat flancat de benzi laterale la ±1×.
- Dispariția paletei: un model VPF anormal, uneori cu subarmonici.
- Probleme de degajare și punct de funcționare: Amplitudinea VPF crește la jocuri reduse și variază în funcție de debit — debitul scăzut cronic poate declanșa o cavitație internă recirculare care accentuează zgomotul hidraulic.
Model de slăbiciune
Un rotor liber se comportă destul de diferit de un simplu punct greu: ridică o serie de armonice (1×, 2×, 3×), produce vibrații neregulate, nerepetabile și destabilizează fază citire — ceea ce face imposibilă echilibrarea eficientă până la remedierea jocului.
5. Metode de detectare
Analiza vibrațiilor
- Urmăriți nivelul general, amplitudinea 1× pentru dezechilibru și amplitudinea VPF pentru starea paletelor și cea hidraulică.
- Utilizați banda largă și analiza plicului pentru a surprinde cavitarea și dezvoltarea frecvențele defectelor rulmenților.
Testarea performanței
- Debit: o scădere față de linia de bază indică uzură.
- Presiunea de ieșire: presiunea de refulare redusă indică deteriorare.
- Consum de energie: variațiile relevă pierderi de eficiență.
- Testul curbei de pompare: compararea performanței măsurate cu curba de proiectare sau de referință.
Inspecție vizuală
- Examinați prin orificiile carcasei între întreruperi și inspectați complet la revizia generală.
- Fotografiați pentru documentare și urmărirea tendințelor, măsurați grosimea paletelor și evaluați severitatea eroziunii sau coroziunii.
6. Prevenire, atenuare și corecție pe teren
Selectarea materialelor și practicile de operare
- Alegeți materiale rezistente la eroziune (aliaje dure, ceramică) pentru aplicații abrazive și aliaje rezistente la coroziune (316 SS, Hastelloy, titan) sau acoperiri de protecție pentru aplicații chimice.
- Rulați în apropierea punctului de cea mai bună eficiență pentru a minimiza stresul hidraulic, mențineți un NPSH adecvat pentru a evita cavitația și controlați chimia fluidului și încărcarea cu solide.
Întreținere și reechilibrare
Inspectați rotoarele în timpul întreruperilor, curățați acumulările înainte ca acestea să se transforme într-un punct greu serios și reechilibrați întotdeauna după curățare sau reparație. La mașinile asamblate, această reechilibrare se face pe loc, mai degrabă decât pe o mașină de echilibrat. Un analizor portabil cu două canale, cum ar fi Balanset-1A măsoară amplitudinea și faza 1×, calculează greutățile de corecție și verifică rezultatul în funcție de gradul de echilibrare relevant în timp ce rotorul se rotește în propriile rulmenți la viteza de funcționare - ideal atunci când eroziunea sau murdărirea au dezechilibrat rotorul unei pompe sau al unui ventilator. Deoarece o roată de ventilator are adesea doar poziții discrete ale șuruburilor pentru greutăți, sistemul Calculator de corecție a lamei ajută la traducerea corecției calculate în mase plasate în locații fixe ale paletelor. Documentarea ratelor de uzură în timpul inspecțiilor succesive sprijină apoi predicția duratei de viață și vă permite să înlocuiți un rotor înainte ca performanța acestuia să devină inacceptabilă.
