Centrifugalne črpalkeso ključnega pomena pri transportu industrijskih tekočin in rahle vibracije so normalne po ANSI/HI 9.6.4. Vendar prekomerne vibracije povzročijo močno obrabo in povečane stroške. Ker so vibracije le simptom, običajno izvirajo iz treh prekrivajočih se kategorij: napak pri oblikovanju/izbiri, notranjih napak in motenj zunanjega sistema. Ta članek analizira te glavne vzroke za vodenje pregledov in vzdrževanja opreme.
Takšne napake imajo nizko stopnjo pojavljanja na kraju samem, vendar so glavni vzrok za težave z opremo, ki zahtevajo prednostno preiskavo in so večinoma posledica nepravilne zasnove, izdelave, izbire materiala in izbire modela.
Kritična hitrost se nanaša na teoretično vrtilno hitrost, ki ustreza inherentni resonanci opreme. Horizontalne centrifugalne črpalke so optimalno zasnovane pred dostavo s kritično hitrostjo, ki je višja od nazivne hitrosti, da se prepreči resonanca. Vendar so navpične turbinske črpalke in druga navpična oprema nagnjeni k resonanci med delovanjem, če kritična hitrost ni preverjena v fazi načrtovanja. Poleg tega bodo manjkajoče podpore cevovoda in neurejeni pogoji delovanja enot z več črpalkami spremenili inherentno frekvenco sistema in povzročili vibracije, kar je mogoče rešiti s prilagajanjem delovne hitrosti ali rekonstrukcijo strukture opreme.
V skladu s standardom ISO 1940/1 morajo tekači centrifugalnih črpalk doseči natančnost dinamičnega ravnotežja stopnje 6.3. Podstandardna tovarniška kalibracija, rezanje po vzdrževanju, dolgotrajno luščenje in korozija ter oprijem tujkov poškodujejo stanje ravnovesja. Periodična centrifugalna sila, ki nastane med delovanjem pri visoki hitrosti, povzroča redne vibracije, ki zahtevajo razstavljanje in profesionalno kalibracijo dinamičnega ravnotežja. V nekaterih primerih lahko neuravnotežena izdelava rotorja motorja povzroči tudi vibracije, ki jih je mogoče pregledati v skladu z električnimi standardi NEMA.
Neusklajenost med materiali ohišja črpalke in rotorja ter transportiranim medijem bo povzročila erozijo in korozijo, kar bo poškodovalo natančnost komponent in povzročilo vibracije. Medtem pa bosta nepravilna izbira opreme in nezadostna neto pozitivna sesalna višina (NPSH) povzročila resno kavitacijo. Takojšnje sesedanje mehurčkov v območju visokega tlaka povzroči močno udarno silo, ki povzroči hude splošne vibracije črpalke. Nenehna kavitacija bo tudi obrabila rotor in poslabšala napake.
Čeprav je toleranca posameznih komponent v skladu z industrijskimi specifikacijami, bo kopičenje tolerance po sestavljanju več delov verjetno povzročilo vibracije. Poleg tega pogoste težave, kot so mehka noga, neuravnotežena sklopka in ohlapni sidrni vijaki po novi namestitvi ali vzdrževanju povzročijo neenakomerno obremenitev opreme in neprekinjene vibracije.
Notranje napake so najpogostejše spodbude za vibracije na kraju samem, ki jih povzročajo nepravilnosti v komponentah črpalke in motorja s stabilnimi in ponovljivimi lastnostmi napak, ki služijo kot središče dnevnega vzdrževanja.
Sklop zamaknjene sklopke, delovni premik in nestandardno vzdrževanje črpalk in motorjev bodo povzročili neusklajenost gredi, kar bo povzročilo radialno udarno silo med delovanjem in sprožilo vibracije. Kalibracija mora strogo upoštevati konstrukcijske standarde proizvajalca črpalke. Poleg tega upogibanje gredi črpalke zaradi preobremenitve opreme, visokotemperaturne deformacije in zunanjega vpliva povzroči ekscentričnost rotorja in znatno poveča amplitudo vibracij.
Ležaji so jedrne podporne komponente rotorskega sistema. Nezadostno, pokvarjeno ali neusklajeno mazalno olje in onesnaženje z nečistočami bosta povečala delovno trenje in povzročila visokofrekvenčne vibracije. Medtem pa dolgotrajno delovanje ležaja vodi do obrabe zaradi utrujenosti, luščenja dirkalne steze in prekomerne zračnosti. Če ležajev ne zamenjate pravočasno, se bodo vibracije nenehno povečevale in celo povzročile blokado ležajev in zaustavitev opreme.
Vzvratno vrtenje črpalke zaradi nepravilnega ožičenja motorja bo motilo hidravlične pogoje in sprožilo vibracije. Delna ali popolna blokada rotorja vodi do nemotenega transporta medija in nenormalne obremenitve, ki jo spremljajo vibracije in nihanje toka. Deformacija gredi črpalke povzroči neenakomerno obremenitev ležajev in sedežev ventilov, kar povzroči dolgotrajne skrite nevarnosti vibracij.
Podatki o delovanju in vzdrževanju na terenu kažejo, da večina vibracij centrifugalne črpalke izvira iz zunanjih sistemskih težav, ki so zelo prikrite in jih je zlahka napačno oceniti kot inherentne napake opreme.
Natezna in ekstruzijska napetost, ki nastane zaradi prisilnega spajanja cevovoda, deluje na vmesnik črpalke, kar povzroči deformacijo črpalke in odmik gredi. Manjkajoči nosilci cevovoda, ohlapna obešala in nerazumna postavitev povzročajo tresenje cevovoda, vibracije, ki se prenašajo na črpalko, pa povzročajo splošne vibracije enote. Medtem pa povečana lastna teža cevovodov, napolnjenih z vodo, zlahka ustvari dodatno obremenitev in sproži stalno tresenje.
Zrahljani sidrni vijaki, razpokan temeljni beton, neenakomerna izravnava temeljev in nestandardno fugiranje povzročajo mehke okvare stopal, kar povzroči neenakomerno obremenitev podpore in tresenje črpalke med delovanjem. Poleg tega vibracije tvorijo začaran krog, ki nenehno povečuje poškodbe temeljev, ki se pogosto pojavljajo pri na novo nameščeni opremi ali opremi po vzdrževanju.
Celoten sistem črpalke in cevovoda ima lastno frekvenco. Resonanca se pojavi, ko se frekvenca vibracij med delovanjem črpalke prekriva z naravno frekvenco sistema, kar poveča rahle vibracije in povzroči poškodbe komponent zaradi utrujenosti ter močne splošne vibracije. Tej težavi se je mogoče izogniti z optimizacijo strukture cevovoda in prilagoditvijo postavitve sistema.
Če povzamemo,centrifugalna črpalkavibracije povzroča superpozicija načrtovanja in izbire, notranjih komponent in zunanjih sistemskih dejavnikov, med katerimi sta napetost v cevovodu in nestandardna namestitev temeljev običajna spodbuda na mestu. Rahle vibracije so normalen pojav, čezmerne vibracije pa ogrožajo življenjsko dobo opreme in varnost proizvodnje.
Učinkovit nadzor vibracij ter stabilno in učinkovito delovanje črpalke je mogoče doseči s standardizirano izbiro in namestitvijo, rednim vzdrževanjem, optimizirano postavitvijo cevovoda in izogibanjem resonanci.
Teffiko se osredotoča na raziskave in razvoj, proizvodnjo ter sistemsko delovanje in vzdrževanje črpalne opreme. Z zrelimi izkušnjami na področju tehnologije tekočin zagotavlja zanesljive izdelke črpalk in prilagojene rešitve za različne industrijske scenarije. Če želite izvedeti več o tehničnih parametrih, spretnostih delovanja in vzdrževanja ali ekskluzivnih rešitvah, obiščite uradno spletno stran:www.teffiko.com.
