Разумевање кварова центрифугалних пумпи
Дефиниција: Шта су дефекти центрифугалних пумпи?
Кварови центрифугалних пумпи су кварови и проблеми специфични за дизајн и рад центрифугалне пумпе, укључујући пропадање хабајућих прстенова, ерозију спирале/дифузора, проблеме са зазором између радног кола и кућишта, кавитација оштећења, хидраулични дисбаланс и рециркулација при малом протоку. Док центрифугалне пумпе деле уобичајене недостатке ротирајућих машина (лежајеви, заптивке, поравнање), такође имају јединствене начине отказа који произилазе из њиховог хидрауличног дизајна и интеракције између ротирајућег импелера и непокретне спирале или дифузора.
Центрифугалне пумпе су радни коњи у индустријском руковању флуидима, а разумевање њихових специфичних начина кварова - посебно оних који се односе на унутрашње зазоре и хидрауличне силе - је неопходно за ефикасно одржавање пумпи и програме поузданости.
Дефекти специфични за центрифугалне пумпе
1. Погоршање стања прстена за хабање
Најчешћи проблем специфичан за центрифугалну пумпу:
Функција хабајућих прстенова
- Жртвени прстенови обезбеђују мали зазор између импелера и кућишта
- Минимизирајте унутрашњу рециркулацију (цурење од испуштања назад до усисавања)
- Заменљиве компоненте које штите скупо импелер и кућиште
Механизам хабања
- Абразивно хабање: Честице у течности еродирају површине прстена
- Повећање клиренса: Типичан зазор 0,25-0,75 мм ново; 1,5-3,0 мм истрошено
- Оцена: Зависи од абразивности течности (чиста вода споро, муљ брзо)
Ефекти истрошених прстенова за хабање
- Губитак перформанси: Смањени притисак и проток (унутрашња рециркулација)
- Пад ефикасности: Губитак ефикасности 5-15% типичан са прекомерним зазором
- Повећање вибрација: Повећано ВПФ амплитуда од клиренса
- Хидраулична радијална сила: Асиметрично цурење ствара радијалне силе
- Почетак рециркулације: Јавља се при већим протоцима са истрошеним прстеновима
Детекција
- Тестирање перформанси (крива протока блажа од пројектоване)
- Повећана амплитуда вибрација VPF-а
- Визуелни преглед током ремонта
- Мерење зазора помоћу мерних пиштоља
2. Ерозија спирале/кућишта
- Локација: Спирално грло, подручје бразде, испусна млазница
- Узроци: Абразивне честице, кавитација, велика брзина
- Ефекат: Мења хидрауличне пролазе, утиче на перформансе и силе
- Тешки случајеви: Ерозија кроз зид која узрокује цурење
- Поправка: Нагомилавање и машинска обрада завара или замена кућишта
3. Проблеми специфични за импелер
Ерозија/корозија лопатица
- Хабање водеће ивице у абразивној служби
- Оштећење од кавитације на усисној страни
- Лопатице за хемијско разређивање корозије
- Креира неравнотежа и губитак перформанси
Оштећење покрова
- Пукотине у поклопцима импелера (напред или позади)
- Ерозија или корозија
- Утиче на хидраулично заптивање и равнотежу потиска
Оштећење ока импелера
- Улазни (очни) регион посебно склон кавитацији
- Ерозија услед протока велике брзине на улазу
- Утиче на перформансе усисавања
4. Проблеми са волутним језичком (водопад)
- Ерозија: Брзи ток еродира врх водотока
- Промена дозволе: Утиче на амплитуду пулсације VPF-а
- Изобличење облика: Мења хидрауличне перформансе
- Пуцање: Умор од пулсација притиска
5. Дефекти дифузора (дифузорске пумпе)
- Ерозија или оштећење лопатица дифузора
- Промене зазора између импелера и дифузора
- Утиче на опоравак притиска и ефикасност
- Може створити додатне фреквенције вибрација
Дефекти хидрауличних перформанси
Ванпројектни рад
- Низак проток: Рециркулација, високе радијалне силе, ризик од кавитације
- Висок проток: Преоптерећење, кавитација, ерозија великом брзином
- Оптимално: 80-110% од BEP-а за поузданост
Неадекватност NPSH-а
- Нето позитивна усисна висина недовољна
- Изазива кавитацију на улазу у импелер
- Системски проблем, али се манифестује у пумпи
- Захтева измене система да би се исправило
Дијагностички приступ
Дијагностика вибрација
- 1× Трендови: Неравнотежа услед ерозије или накупљања
- Амплитуда VPF-а: Стање прстена за хабање и зазора
- Ниска фреквенција: Рециркулација ван пројектованих услова
- Широкопојасни интернет: Кавитација или турбуленција
- Фреквенције лежаја: Стандардно откривање квара лежајева
Тестирање перформанси
- Поређење криве протока главе са почетном линијом
- Потрошња енергије у односу на проток
- Израчунавање ефикасности
- Верификација доступности NPSH
Инспекција
- Зазори прстенова за хабање (упоредите са спецификацијама)
- Стање импелера (ерозија, корозија, пукотине)
- Унутрашње стање спирале
- Верификација поравнања
Превенција кроз пројектовање и рад
Избор материјала
- Материјали отпорни на ерозију за абразивну употребу
- Легуре отпорне на корозију за хемијску употребу
- Ојачани прстенови против хабања за дуг век трајања
- Премази за додатну заштиту
Најбоље оперативне праксе
- Радите близу тачке најбоље ефикасности (BEP)
- Обезбедите адекватну маргину NPSH (обично 1,5-2× потребна NPSH)
- Избегавајте застој воде или веома низак проток
- Контрола чистоће течности (филтрација, таложење)
- Праћење и трендирање параметара учинка
Одржавање
- Замените хабајуће прстенове када зазор пређе ограничења (обично 2-3× нови зазор)
- Баланс након поправке или чишћења импелера
- Одржавање прецизног поравнања
- Одржавање система заптивача
- Периодична верификација перформанси
Кварови центрифугалних пумпи захтевају разумевање и стандардне дијагностике ротационих машина и хидрауличних феномена специфичних за пумпу. Интеракција између механичког стања (зазори, поравнање, баланс) и хидрауличних перформанси (проток, притисак, ефикасност) чини свеобухватно праћење које комбинује анализу вибрација и тестирање перформанси неопходним за ефикасно управљање поузданошћу центрифугалних пумпи.