Többlépcsős szivattyú-kiegyensúlyozó agy kopása: okok, tünetek és megelőzés

A többfokozatú centrifugálszivattyúkat széles körben használják a nagynyomású-vízellátásban, a kazán betáplálásában, a bányászatban, az energiatermelésben, a petrolkémiai és ipari folyamatokban. Mivel több járókerék sorba van elrendezve, ezek a szivattyúk jelentős axiális tolóerőt hoznak létre működés közben.

Ennek a tolóerőnek a szabályozására sok többfokozatú szivattyú hidraulikus kiegyensúlyozó rendszert használ, mint plegyensúlytárcsa, kiegyensúlyozó agy vagy kiegyensúlyozó dob. Ha a mérlegelemek megfelelően működnek, a túlzott tengelyirányú mozgás minimálisra csökkenthető, és a szivattyú stabil teljesítményt tud fenntartani.

A kiegyenlítőagy vagy a hozzá illő alkatrész kopása azonban csökkentheti a hidraulikus hatékonyságot, növelheti a vibrációt, és végül a szivattyú súlyos károsodásához vezethet. A kiegyensúlyozó rendszer kopásának okainak megértése ezért fontos a megbízható működéshez.

 

 

1. Mi a kiegyensúlyozó agy többfokozatú szivattyúban?

Működés közben a járókerekek axiális irányú hidraulikus erőket hoznak létre. A fokozatok számának és az üzemi nyomásnak a növekedésével az ebből eredő axiális tolóerő jelentőssé válhat.

Egy kiegyensúlyozó berendezés ellentétes hidraulikus erőt hoz létre, hogy csökkentse a rotorra ható nettó axiális tolóerőt.

A mérlegagy általában kis, ellenőrzött hézaggal működik az illeszkedő komponenshez képest. Ez a távolság a hidraulikus kiegyensúlyozás és a megbízható működés szempontjából egyaránt fontos.

Túl kicsi a távolság:forgó és álló alkatrészek érintkezhetnek egymással.

Túl nagy távolság:a belső szivárgás nő, és a kiegyensúlyozási teljesítmény romolhat.

Ezért a kiegyensúlyozó rendszernek meg kell őriznie a megfelelő geometriát és hézagot a szivattyú teljes élettartama alatt.

 

2. A mérlegagy kopásának fő okai

A kiegyensúlyozó agy kopása általában több mechanikai, hidraulikus és működési tényező eredménye, nem pedig egyetlen elszigetelt probléma.

2.1 Nem megfelelő tengelybeállítás

A szivattyú és a meghajtó közötti rossz beállítás a tengely elhajlását, a forgórész mozgását és a kiegyensúlyozó eszköz körüli egyenetlen távolságot okozhatja.

Ez helyi érintkezéshez és egyenetlen kopáshoz vezethet.

Lehetséges jelzések a következők:

Egyenetlen kopásnyomok

Fokozott vibráció

Rendellenes axiális mozgás

Ismétlődő tömítés- vagy csapágyproblémák

A pontos tengelybeállítás különösen fontos a nagy{0}}sebességű és-nagynyomású többfokozatú szivattyúknál.

 

2.2 Túlzott vagy instabil axiális tolóerő

A többfokozatú szivattyú axiális tolóereje a hidraulikus működési feltételek függvényében változik.

A tervezési ponttól jelentősen távolabb üzemelés, túlzott áramlás, belső kopás vagy a fokozat nyomáseloszlásában bekövetkező változások befolyásolhatják a forgórészre ható axiális erőt.

Ha a kiegyenlítő rendszernek hosszú ideig kompenzálnia kell a rendellenes tolóerőt, a kopás felgyorsulhat.

A szivattyút ezért a gyártó által javasolt működési tartományon belül kell üzemeltetni.

 

2.3 Helytelen egyenleg-kiegyenlítés

A kiegyenlítési hézag az egyik legkritikusabb dimenzió a kiegyenlítő rendszerben.

Ha a hézag túl kicsi, érintkezés léphet fel a forgó és az álló alkatrészek között. Ha a kopás miatt túlzott mértékűvé válik, több víz szivároghat át a kiegyensúlyozó kamrán, és csökkenhet a hidraulikus kiegyensúlyozó hatás.

A nagyjavítás során a távolságot inkább mérni kell, mint vizuálisan becsülni, és össze kell hasonlítani a gyártó által megadott határértékekkel.

 

2.4 Koptató vagy szennyezett víz

A szilárd részecskék jelentősen felgyorsíthatják a kis{0}}hézagú hidraulikus alkatrészek kopását.

A lehetséges szennyeződések közé tartoznak:

Homok

Skála

Rozsdarészecskék

Hegesztési törmelék

Egyéb lebegő szilárd anyagok

A mérleghézagba kerülő részecskék kopást okozhatnak, és növelhetik a futási hézagot.

A kazán tápvíz és más kritikus alkalmazások esetében fontos a megfelelő vízminőség fenntartása és a szennyeződés megelőzése a telepítés és az üzemeltetés során.

 

2.5 Korrózió és anyagkompatibilitás

A korrozív közegben működő kiegyensúlyozó agy felületi sérüléseket, lyukacsosodást vagy méretpontosság-csökkenést szenvedhet.

Ezért az anyagválasztásnál figyelembe kell venni:

Folyadék összetétel

Hőmérséklet

Nyomás

Korróziós jellemzők

Eróziós körülmények

Az alkalmazáshoz nem megfelelő anyag használata jelentősen csökkentheti az alkatrészek élettartamát.

 

2.6 A szivattyú túlzott vibrációja

A vibráció növelheti a forgórész és az álló alkatrészek közötti relatív mozgást.

A lehetséges okok a következők:

A rotor kiegyensúlyozatlansága

Csapágykopás

Csatolási hiba

Kavitáció

Csőfeszülés

Alapozási problémák

Működés az ajánlott tartományon kívül

Ha a túlzott vibráció továbbra is fennáll, a mérleg alkatrészei ismétlődő érintkezést vagy rendellenes terhelést, gyorsuló kopást tapasztalhatnak.

 

2.7 Problémák az egyensúlyozással vagy az öblítési áramlással

Egyes többlépcsős szivattyú-konstrukciók megfelelő kiegyensúlyozó-víz- vagy öblítési elrendezést igényelnek.

Az eltömődött járatok, az elégtelen áramlás, a nem megfelelő nyomás vagy a szennyezett öblítővíz befolyásolhatja a kiegyenlítő berendezés körüli hidraulikus viszonyokat.

Ennek eredménye lehet:

Fokozott szivárgás

Gyenge egyensúlyozási teljesítmény

Helyi túlmelegedés

Gyorsított kopás

A mérleget és az öblítőrendszert ezért a rutin karbantartás során ellenőrizni kell.

 

3. A Balance Hub kopásának gyakori tünetei

A mérlegrendszeri problémák nem mindig jelennek meg hirtelen. Számos működési változás korai figyelmeztetést jelenthet.

Fokozott tengelyirányú mozgás

A rendellenes forgórész vagy tengely tengelyirányú elmozdulása a kiegyenlítő rendszer változásait vagy a tengelyirányú tolóerő növekedését jelezheti.

Fokozott vibráció

A kiegyensúlyozó rendszer kopása hozzájárulhat a vibrációhoz, különösen ha rotor-, csapágy- vagy beállítási problémákkal párosul.

Csökkentett szivattyúfej vagy áramlás

Az egyensúlyi hézag növekedésével a belső szivárgás növekedhet, és a hidraulikus teljesítmény fokozatosan romolhat.

Megnövekedett energiafogyasztás

A csökkent hidraulikus hatásfok vagy a változó működési feltételek magasabb motoráramot vagy energiafogyasztást eredményezhetnek.

Rendellenes zaj vagy hőmérséklet

A szokatlan mechanikai zaj, a csapágyhőmérséklet-változások vagy a helyi felmelegedés belső érintkezésre vagy egyéb mechanikai problémákra utalhat.

Ezeket a tüneteket együtt kell értékelni, nem pedig egyedül a mérlegagynak tulajdonítani.

 

4. Hogyan ellenőrizzük az elhasználódott mérlegagyat

Ha a kiegyensúlyozó agy kopásának gyanúja merül fel, javasolt a rendszeres ellenőrzés.

1. lépés: Tekintse át a működési adatokat

Hasonlítsa össze a jelenlegit:

Folyik

Fej

Nyomás

Motor áram

Rezgés

Axiális elmozdulás

múltbeli üzemi adatokkal.

2. lépés: Ellenőrizze a szivattyú és a meghajtó beállítását

Ellenőrizze a szivattyú{0}}motor beállítását, és vizsgálja meg a tengelykapcsolót, az alapot és a csöveket, hogy nem okoznak-e tengelymozgást.

3. lépés: Vizsgálja meg a mérleg alkatrészeit

A nagyjavítás során ellenőrizze:

Kiegyensúlyozza a kerékagy felületét

Párosító komponens

Futási engedély

Erózió

Korrózió

Egyenetlen kopás

Pontozási vagy érintkezési jelek

4. lépés: Ellenőrizze a hidraulikus járatokat

Vizsgálja meg az egyensúlyt és az öblítő járatokat, hogy nincs-e eltömődés, lerakódás vagy rendellenes szivárgás.

5. lépés: Azonosítsa a kiváltó okot

Ne egyszerűen cserélje ki a kopott alkatrészt. Határozza meg, hogy a mögöttes probléma a beállítással, a vízminőséggel, a hidraulikus működéssel, a vibrációval, a hézaggal vagy más körülményekkel kapcsolatos.

 

5. Hogyan előzzük meg a Balance Hub kopását

A megbízható mérlegrendszer megfelelő tervezést, gyártást, telepítést, üzemeltetést és karbantartást igényel.

A szivattyú megfelelő kiválasztása

Válassza ki a kívánt szivattyút:

Áramlási sebesség

Fej

Folyadék tulajdonságai

Hőmérséklet

Nyomás

Működési tartomány

Kerülje a szükségtelen túlméretezést, amely arra kényszerítheti a szivattyút, hogy a kívánt tartománytól távol működjön.

Pontos gyártás és összeszerelés

A kiegyensúlyozó agy, az illeszkedő alkatrészek, a tengely és a kapcsolódó alkatrészek pontos megmunkálást és megfelelő szerelési hézagokat igényelnek.

Helyes telepítés

Biztosítsa:

A szivattyú{0}}motor pontos beállítása

Stabil alapozás

A tengely megfelelő elhelyezése

Megfelelő csőtámasztás

Tisztítsa meg a hidraulikus járatokat

Stabil működés

Elkerül:

Hosszú távú{0}}működés az ajánlott tartományon kívül

Kavitáció

Túlzott vibráció

Gyakori szükségtelen indítások és leállások

Szennyezett üzemi folyadék

Megelőző karbantartás

Rendszeresen ellenőrizze:

Rezgés

Axiális mozgás

Szivattyúfej és áramlás

Motor áram

Csapágy állapota

Egyenleg törlése

Egyensúly vagy öblítés

A trendfigyelés segíthet a romlás azonosításában, még mielőtt komoly hiba lépne fel.

 

5. Hogyan előzzük meg a Balance Hub kopását

A megbízható mérlegrendszer megfelelő tervezést, gyártást, telepítést, üzemeltetést és karbantartást igényel.

A szivattyú megfelelő kiválasztása

Válassza ki a kívánt szivattyút:

Áramlási sebesség

Fej

Folyadék tulajdonságai

Hőmérséklet

Nyomás

Működési tartomány

Kerülje a szükségtelen túlméretezést, amely arra kényszerítheti a szivattyút, hogy a kívánt tartománytól távol működjön.

Pontos gyártás és összeszerelés

A kiegyensúlyozó agy, az illeszkedő alkatrészek, a tengely és a kapcsolódó alkatrészek pontos megmunkálást és megfelelő szerelési hézagokat igényelnek.

Helyes telepítés

Biztosítsa:

A szivattyú{0}}motor pontos beállítása

Stabil alapozás

A tengely megfelelő elhelyezése

Megfelelő csőtámasztás

Tisztítsa meg a hidraulikus járatokat

Stabil működés

Elkerül:

Hosszú távú{0}}működés az ajánlott tartományon kívül

Kavitáció

Túlzott vibráció

Gyakori szükségtelen indítások és leállások

Szennyezett üzemi folyadék

Megelőző karbantartás

Rendszeresen ellenőrizze:

Rezgés

Axiális mozgás

Szivattyúfej és áramlás

Motor áram

Csapágy állapota

Egyenleg törlése

Egyensúly vagy öblítés

A trendfigyelés segíthet a romlás azonosításában, még mielőtt komoly hiba lépne fel.

 

A kiegyensúlyozó agykopás fontos karbantartási szempont a többfokozatú centrifugálszivattyúk esetében, különösen nagy{0}}nyomású és folyamatos{1}}üzemű alkalmazásoknál.

A fő okok közé tartozhatnakhelytelen beállítás, túlzott tengelyirányú tolóerő, nem megfelelő hézag, szennyezett vagy korrozív folyadékok, túlzott vibráció és egyensúlyi vagy öblítési áramlási problémák.

A leghatékonyabb megoldás nem egyszerűen az elhasználódott kiegyensúlyozó agy cseréje. Az ismételt meghibásodás elkerülése érdekében meg kell határozni a kiváltó okot és ki kell javítani.

Megfelelő szivattyúválasztással, pontos gyártással és összeszereléssel, helyes telepítéssel, stabil működéssel, rendszeres állapotfigyeléssel a kiegyenlítő rendszer és a teljes többfokozatú szivattyú élettartama jelentősen javítható.