Förstå fel på centrifugalpumpar
Definition: Vad är defekter på centrifugalpumpar?
Defekter på centrifugalpump finns fel och problem specifika för centrifugalpumpdesign och drift, inklusive förslitning av slitringar, erosion av spiral/diffusor, problem med spelrum mellan pumphjul och hölje, kavitation skador, hydraulisk obalans och recirkulation vid lågt flöde. Medan centrifugalpumpar delar vanliga defekter i roterande maskiner (lager, tätningar, inriktning), har de också unika fellägen som härrör från deras hydrauliska design och interaktionen mellan roterande pumphjul och stationär spiral eller diffusor.
Centrifugalpumpar är arbetshästarna inom industriell vätskehantering, och att förstå deras specifika defektlägen – särskilt de som är relaterade till interna spel och hydrauliska krafter – är avgörande för effektivt pumpunderhåll och tillförlitlighetsprogram.
Centrifugalpumpspecifika defekter
1. Försämring av slitage
Det vanligaste problemet specifika för centrifugalpumpar:
Funktion hos slitringar
- Offerringar som ger litet spelrum mellan pumphjul och hölje
- Minimera intern recirkulation (läckage från utlopp tillbaka till sug)
- Utbytbara komponenter som skyddar dyra pumphjul och hölje
Slitmekanism
- Slitstyrka: Partiklar i vätskor eroderar ringytor
- Ökning av försäljningsutrymme: Typiskt spelrum 0,25–0,75 mm nytt; 1,5–3,0 mm slitet
- Hastighet: Beror på vätskans slipförmåga (rent vatten långsamt, slam snabbt)
Effekter av slitna ringar
- Prestandaförlust: Minskad tryckhöjd och flöde (intern recirkulation)
- Effektivitetsminskning: 5-15% effektivitetsförlust typisk vid för högt spelrum
- Vibrationsökning: Ökad VPF amplitud från clearance
- Hydraulisk radiell kraft: Asymmetrisk läckage skapar radiella krafter
- Recirkulationens början: Förekommer vid högre flödeshastigheter med slitna ringar
Upptäckt
- Prestandatestning (flödeskurvan för huvudet är plattare än designen)
- Ökad VPF-vibrationsamplitud
- Visuell inspektion under översyn
- Frigångsmätning med bladmått
2. Volut-/höljeserosion
- Plats: Voluthals, urvattenområde, utloppsmunstycke
- Orsaker: Slipande partiklar, kavitation, hög hastighet
- Effekt: Ändrar hydrauliska passager, påverkar prestanda och krafter
- Svåra fall: Genomväggserosion som orsakar läckage
- Reparera: Svetsuppbyggnad och bearbetning, eller utbyte av hölje
3. Impellerspecifika problem
Skovelerosion/korrosion
- Slitage i framkant inom slipmedelsanvändning
- Kavitationsskador på sugsidan
- Kemisk korrosionsförtunningslameller
- Skapar obalans och prestandaförlust
Skada på höljet
- Sprickor i impellerhöljen (fram eller bak)
- Erosion eller korrosion
- Påverkar hydraulisk tätning och tryckbalans
Ögonskador på impellern
- Inlopps- (öga-) området är särskilt benäget för kavitation
- Erosion från höghastighetsinloppsflöde
- Påverkar sugförmågan
4. Problem med voluttungan (skärvatten)
- Erosion: Höghastighetsflöde som eroderar vattenspets
- Ändring av utförsäljning: Påverkar VPF-pulsationsamplituden
- Formförvrängning: Ändrar hydraulisk prestanda
- Krackning: Trötthet från tryckpulsationer
5. Diffusorfel (diffusorpumpar)
- Erosion eller skada på diffusorvingarna
- Spelrumsförändringar mellan pumphjul och diffusor
- Påverkar tryckåterställning och effektivitet
- Kan skapa ytterligare vibrationsfrekvenser
Hydrauliska prestandafel
Drift utanför design
- Lågt flöde: Recirkulation, höga radiella krafter, kavitationsrisk
- Högt flöde: Överbelastning, kavitation, erosion med hög hastighet
- Optimal: 80-110% av BEP för tillförlitlighet
NPSH-otillräcklighet
- Netto positiv sughöjd otillräcklig
- Orsakar kavitation vid impellerns inlopp
- Systemproblem men manifesterar sig i pumpen
- Kräver systemmodifieringar för att korrigera
Diagnostisk metod
Vibrationsdiagnostik
- 1× Trendigt: Obalans från erosion eller uppbyggnad
- VPF-amplitud: Slitring och spelrumsskick
- Lågfrekvens: Recirkulation vid förhållanden som inte är avsedda för design
- Bredband: Kavitation eller turbulens
- Bäringsfrekvenser: Standardfeldetektering av lager
Prestandatestning
- Jämförelse av huvudflödeskurva med baslinjen
- Strömförbrukning kontra flöde
- Effektivitetsberäkning
- NPSH tillgänglig verifiering
Inspektion
- Slitringsspel (jämför med specifikationerna)
- Impellerns skick (erosion, korrosion, sprickor)
- Volutens inre tillstånd
- Verifiering av justering
Förebyggande åtgärder genom design och drift
Materialval
- Erosionsbeständiga material för slipande användning
- Korrosionsbeständiga legeringar för kemisk användning
- Härdade slitringar för lång livslängd
- Beläggningar för extra skydd
Bästa praxis för drift
- Använd nära BEP (bästa effektivitetspunkten)
- Säkerställ tillräcklig NPSH-marginal (vanligtvis 1,5–2 gånger erforderlig NPSH)
- Undvik deadheading eller mycket lågt flöde
- Kontrollera vätskerenhet (filtrering, sedimentering)
- Övervaka och trenda prestandaparametrar
Underhåll
- Byt ut slitringar när spelet överstiger gränserna (vanligtvis 2–3 gånger nytt spel)
- Balansering efter reparation eller rengöring av impellern
- Underhåll av precisionsjustering
- Underhåll av tätningssystem
- Periodisk prestandaverifiering
Defekter i centrifugalpumpar kräver förståelse för både standarddiagnostik för roterande maskiner och pumpspecifika hydrauliska fenomen. Samspelet mellan mekaniskt tillstånd (spelrum, uppriktning, balans) och hydraulisk prestanda (flöde, tryck, effektivitet) gör omfattande övervakning som kombinerar vibrationsanalys och prestandatestning avgörande för effektiv tillförlitlighetshantering hos centrifugalpumpar.