Pochopenie porúch obežného kolesa
Definícia: Čo sú to chyby obežného kolesa?
Poruchy obežného kolesa sú poškodenie, opotrebovanie alebo zhoršenie stavu obežných kolies čerpadiel a ventilátorov vrátane erózie lopatiek, korózia, praskliny, nahromadenie materiálu, zlomené lopatky a poškodenie náboja. Tieto chyby ovplyvňujú mechanickú rovnováhu (vytvárajú nevyváženosť a vibrácie) a hydraulický/aerodynamický výkon (zníženie účinnosti, prietoku a tlaku). Vady obežného kolesa vytvárajú charakteristické vibračné podpisy vrátane zvýšených vibrácií 1× z nevyváženosti a zvýšeného frekvencia prechodu lopatiek amplitúda z hydraulických porúch.
Obežné kolesá pracujú v náročných podmienkach – vysoké rýchlosti, korozívne alebo abrazívne kvapaliny, teplotné extrémy – čo ich robí náchylnými na rôzne druhy poškodenia. Pochopenie porúch obežných kolies a ich diagnostických znakov je nevyhnutné pre udržanie spoľahlivosti čerpadla a ventilátora.
Bežné chyby obežného kolesa
1. Erózia a opotrebovanie
Abrazívna erózia
- Príčina: Pevné častice v povrchoch lopatiek opotrebovaných kvapalinou
- Vzor: Najviac sa opotrebúvajú oblasti s nábežnou hranou a vysokou rýchlosťou
- Účinok: Strata materiálu spôsobujúca nevyváženosť a zníženú účinnosť
- Sadzba: Úmerné koncentrácii častíc, tvrdosti, rýchlosti
- Bežné v: Kalové čerpadlá, banské aplikácie, odpadová voda
Kavitačná erózia
- Mechanizmus: Kolaps bublín pary vytvára intenzívny lokálny tlak
- Vzhľad: Hubovitý jamkovitý povrch, materiál odstránený
- Lokality: Nízkotlakové oblasti (sacia strana lopatiek, hroty)
- Charakteristický: Kavitácia hluk sprevádza eróziu
- Prevencia: Dostatočná NPSH, správny výber čerpadla
2. Korózia
- Chemický útok: Korozívne kvapaliny degradujúce materiál obežného kolesa
- Galvanická korózia: Rôzne kovy v kontakte s elektrolytom
- Kôstkovanie: Lokalizovaná korózia vytvárajúca dutiny a stúpačky napätia
- Všeobecné riedenie: Rovnomerný úbytok materiálu na povrchu
- V kombinácii s eróziou: Synergia erózie a korózie urýchľuje poškodenie
3. Hromadenie materiálu
- Tvorba stupnice: Minerálne usadeniny z tvrdej vody alebo chemikálií
- Biologické znečistenie: Riasy, baktérie, mäkkýše v systémoch chladiacej vody
- Procesný materiál: Stuhnutý produkt alebo polyméry priľnuté k povrchom
- Účinok: Vytvára nevyváženosť, znižuje prietokové kanály, mení hydrauliku
- Príznak: Postupné zvyšovanie vibrácií 1×
4. Poškodenie lopatiek
Trhliny
- Únavové trhliny: Z cyklického namáhania, typicky na spojoch medzi lopatkou a plášťom
- Korózia pod napätím: Kombinované namáhanie a korozívne prostredie
- Tepelné trhliny: Z teplotných cyklov alebo tepelného šoku
- Detekcia: Bočné pásma VPF, meniaci sa vzorec vibrácií
Zlomené lopatky
- Úplné zlyhanie: Lopatka alebo jej časť sa odlomí
- Závažná nerovnováha: Veľká strata hmotnosti vytvára vysoké vibrácie 1×
- Hydraulická asymetria: Abnormálny vzorec VPF
- Okamžité konanie: Vyžaduje sa vypnutie a výmena
- Sekundárne poškodenie: Rozbité kusy môžu poškodiť kryt a tesnenia
5. Vady náboja a montáže
- Voľné na hriadeli: Opotrebovaná drážka pre pero, nedostatočné uloženie s presakom
- Prasknutý náboj: Trhliny z napätia v konštrukcii náboja obežného kolesa
- Poškodenie drážky: Opotrebovaná alebo prerazená drážka pre kľúč, ktorá umožňuje pohyb
- Uvoľnenie nastavovacej skrutky: Obežné koleso schopné axiálneho alebo rotačného pohybu
6. Geometrické chyby
- Mimo kruhu: Výroba alebo poškodenie spôsobujúce excentricitu
- Deformácia: Tepelné alebo mechanické deformácie
- Nerovnomerná rozostupnosť lopatiek: Variácia výroby
- Účinok: Všetky spôsobujú nevyváženosť a hydraulické pulzácie
Vibračné podpisy
1× Nevyvážená zložka
- Erózia: Asymetrická strata materiálu → postupné 1× zvýšenie
- Nahromadenie: Asymetrické vklady → postupný 1× nárast
- Zlomená lopatka: Náhle veľké 1× zvýšenie
- Oprava: Často reagujú na vyvažovanie poľa
Frekvencia prechodu lopatiek
- Poškodené lopatky: Zvýšený VPF s bočné pásma pri ±1×
- Chýbajúca lopatka: Abnormálny vzorec VPF, možné subharmonické
- Problémy s odbavením: Zvýšená amplitúda VPF
- Prevádzkový bod: VPF sa mení v závislosti od prietoku
Vzor voľnosti
- Uvoľnené obežné koleso vytvára viacnásobné harmonické (1×, 2×, 3×)
- Nepravidelné, neopakovateľné vibrácie
- Nestabilný fáza merania
- Zabraňuje účinnému vyváženiu, kým nie je utiahnutý
Metódy detekcie
Analýza vibrácií
- Trendy celkovej úrovne
- 1× amplitúda pre sledovanie nevyváženosti
- Amplitúda VPF pre hydraulický/lopatkový stav
- Širokopásmová analýza kavitácie
- Monitorovanie frekvencie porúch ložísk
Testovanie výkonu
- Prietok: Zníženie oproti východiskovej hodnote naznačuje opotrebovanie
- Výtlačný tlak: Znížený tlak naznačuje poškodenie
- Spotreba energie: Zmeny naznačujú stratu efektívnosti
- Test krivky čerpadla: Porovnajte s návrhom/základným výkonom
Vizuálna kontrola
- Kontrola boroskopom cez otvory puzdra
- Kompletná kontrola počas generálnej opravy
- Fotografia pre dokumentáciu a trendy
- Zmerajte hrúbku lopatky, skontrolujte praskliny
- Posúdenie závažnosti erózie/korózie
Prevencia a zmierňovanie
Výber materiálu
- Materiály odolné voči erózii pre abrazívne použitie (tvrdé zliatiny, keramika)
- Zliatiny odolné voči korózii pre chemické použitie (316 SS, Hastelloy, titán)
- Ochranné nátery (epoxidové, gumové, keramické)
- Prispôsobte materiál náročnosti aplikácie
Prevádzkové postupy
- Prevádzka blízko bodu najvyššej účinnosti (minimalizuje hydraulické namáhanie)
- Zabráňte kavitácii vďaka dostatočnej NPSH
- Pokiaľ je to možné, minimalizujte koncentráciu pevných látok
- Kontrolné chemické zloženie kvapalín (pH, korozívne činidlá)
Údržba
- Pravidelná kontrola obežného kolesa počas odstávok
- Odstráňte nahromadené nečistoty skôr, ako vytvoria nerovnováhu
- Vyváženie po čistení alebo oprave
- Vymeňte opotrebované obežné kolesá skôr, ako bude výkon neprijateľný
- Zdokumentujte miery opotrebenia pre predpoveď životnosti
Poruchy obežného kolesa predstavujú významný problém so spoľahlivosťou čerpadiel a ventilátorov. Kombinácia mechanického poškodenia spôsobujúceho nevyváženosť a hydraulických/aerodynamických efektov produkujúcich frekvenčné charakteristiky prechodu lopatiek umožňuje komplexnú diagnostiku prostredníctvom analýzy vibrácií. Pochopenie poruchových režimov špecifických pre obežné koleso a implementácia vhodných monitorovacích a preventívnych opatrení optimalizuje spoľahlivosť zariadení v náročných aplikáciách čerpania a pohybu vzduchu.
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 