Galvenie cēloņi, diagnostikas metodes un profilakses pasākumi vārpstas lūzumam daudzpakāpju centrbēdzes sūkņos.

Sūkņa vārpsta ir svarīga sastāvdaļa daudzpakāpju centrbēdzes sūknī. Tas pārsūta jaudu no vadītāja uz lāpstiņriteņiem un uztur rotējošā mezgla izlīdzināšanu. Kad vārpsta saplīst, sūknis var nekavējoties apstāties, un sekundāri bojājumi var ietekmēt lāpstiņriteņus, gultņus, blīves, savienojumu un citas iekšējās sastāvdaļas.

Salauztas vārpstas nomaiņa var īslaicīgi atjaunot iekārtu, taču tā ne vienmēr atrisina pamata problēmu. Ja saglabājas pārmērīga slodze, novirze, vibrācija vai darbības problēmas, rezerves vārpsta var atkal sabojāties.

Lai nodrošinātu uzticamu darbību, ir svarīgi izprast biežākos daudzpakāpju sūkņa vārpstas atteices cēloņus, identificēt atteices radītos pierādījumus un īstenot atbilstošus preventīvos pasākumus.

 

 

1. Bieži sastopami daudzpakāpju sūkņa vārpstas atteices cēloņi

1.1 Pārmērīga aksiālā vilce

Daudzpakāpju centrbēdzes sūkņi izmanto vairākus lāpstiņriteņus, lai radītu augstu spiedienu. Atkarībā no hidrauliskās konstrukcijas lāpstiņriteņi var radīt aksiālo vilci, kas jāpārvalda ar atbilstošu balansēšanas iekārtu un vilces gultņu sistēmu.

Ja aksiālā vilce pārsniedz projektētās robežas, radītā slodze var sabojāt vilces gultņus un citus rotējošus komponentus. Smagos vai ilgstošos gadījumos patoloģiska aksiālā kustība un ar to saistītā mehāniskā slodze var veicināt vārpstas atteici.

Iespējamie cēloņi ir:

Līdzsvara diska, līdzsvara trumuļa vai citu vilces balansēšanas komponentu nodilums vai bojājumi, ja tādi ir.

Bloķētas vai ierobežotas līdzsvara ejas dizainā, kurā tās tiek izmantotas.

Nepareizi atstarpes vai nepareiza balansēšanas komponentu montāža.

Darbība ārpus sūkņa paredzētā darbības diapazona.

Balansēšanas izkārtojums atšķiras atkarībā no sūkņa konstrukcijas. Daži daudzpakāpju sūkņi izmanto līdzsvara disku vai balansēšanas cilindru, savukārt citi izmanto dažādus hidrauliskos mehānismus. Pārbaudei un apkopei jāatbilst konkrētā sūkņa modeļa prasībām.

1.2. Sūkņa un draivera neatbilstība

Slikta izlīdzināšana starp sūkņa vārpstu un motoru vai dzinēja vārpstu var radīt papildu slodzi savienojumam, gultņiem un rotējošajam mezglam.

Izvirzīšanu var izraisīt neprecīza uzstādīšana, pamatu kustība, termiskā izplešanās, vaļīgas montāžas skrūves vai caurules spriedze, kas iedarbojas uz sūkņa korpusu.

Tipiskas brīdinājuma zīmes ietver:

Nenormāla vibrācija darbības laikā.

Paaugstināta gultņu temperatūra.

Neparasts sakabes nodilums.

Atkārtota blīvējuma noplūde vai priekšlaicīga gultņa bojājums.

Daudzpakāpju sūkņiem ar salīdzinoši gariem rotējošiem mezgliem īpaši svarīga ir izlīdzināšana un rotora atbalsts. Izlīdzināšana ir jāpārbauda attiecībā pret ražotāja pielaidēm, vajadzības gadījumā ņemot vērā termisko pieaugumu.

1.3. Kavitācija un nepietiekami sūkšanas apstākļi

Kavitācija notiek, kad lokālais šķidruma spiediens nokrītas zem šķidruma tvaika spiediena, veidojot tvaika burbuļus, kas pēc tam sabrūk, palielinoties spiedienam.

Kavitācija var izraisīt lāpstiņriteņa virsmas bojājumus, hidraulisko nestabilitāti, troksni un paaugstinātu vibrāciju. Smaga vai ilgstoša darbība nestabilos sūkšanas apstākļos var izraisīt mehāniskus bojājumus un nogurumu, lai gan kavitācija pati par sevi nenozīmē, ka vārpsta salūzīs.

Kopējie veicinošie faktori ir:

Bloķēts sūkšanas sietiņš vai pārmērīga iesūkšanas līnijas pretestība.

Nepietiekama pieejamā neto pozitīvā sūkšanas galviņa (NPSHa).

Augsta šķidruma temperatūra vai nelabvēlīgs sūkšanas spiediens.

Nepareiza uzstādīšana vai nepiemērots darbības punkts.

Gaiss ieplūst sūkšanas līnijā gadījumos, kad tas ir iespējams.

Sūkšanas apstākļu apstiprināšana un kavitācijas bojājumu pārbaude var palīdzēt atšķirt hidrauliskās problēmas no tīri mehāniskām kļūmēm.

1.4 Pārmērīga vibrācija un rotora nelīdzsvarotība

Daudzpakāpju sūkņa rotors sastāv no tādām sastāvdaļām kā vārpsta, lāpstiņriteņi, uzmavas un citas no modeļa atkarīgas detaļas. Nevienmērīgs nodilums, nogulsnes, bojātas sastāvdaļas vai nepareiza montāža var radīt nelīdzsvarotību.

Kad rotors griežas, nelīdzsvarotība rada periodiskus spēkus. Ja vibrācija saglabājas, cikliskie spriegumi var veicināt noguruma plaisu rašanos un izplatīšanos, īpaši ģeometriskā sprieguma koncentrācijā.

Iespējamie cēloņi ir:

Bojāti, nolietoti vai nevienmērīgi piesārņoti lāpstiņriteņi.

Vārpstas izliekums vai nepareiza rotora montāža.

Nodiluši gultņi vai pārmērīgs gultņu klīrenss.

Vaļīgas pamatu skrūves vai neatbilstošs konstrukcijas atbalsts.

Darbība nelabvēlīga ātruma vai vibrācijas apstākļos.

Vibrācija ir jānovērtē kopā ar darbības apstākļiem, gultņu temperatūru un neseno apkopes vēsturi, nevis jāuzskata par atsevišķu simptomu.

1.5. Vārpstas materiāla, ražošanas vai virsmas defekti

Vārpstas bojājumu var izraisīt arī materiāla vai ražošanas procesa defekti.

Piemēri: materiālu pārtraukumi, nepiemērota termiskā apstrāde, mehāniskie bojājumi, virsmas defekti un lokalizētas sprieguma koncentrācijas. Īpaša uzmanība var būt jāpievērš tādiem elementiem kā atslēgu izgriezumi, pleci, diametra pārejas un vītnes, jo to ģeometrija var palielināt vietējo spriegumu.

Materiāla piemērotība ir atkarīga arī no sūknējamā šķidruma, temperatūras, mehāniskās slodzes un darbības vides.

Tāpēc ir jāpārbauda, ​​vai salūzusi vārpsta nav bojāta ar apkalpošanu un iespējamām ražošanas vai materiāla problēmām. Ja lūzuma mehānisms nav skaidrs, pirms atbildības noteikšanas par konkrētu iemeslu var būt nepieciešama metalurģiskā pārbaude.

1.6. Nepareiza darbība un neatbilstoša apkope

Ekspluatācijas prakse var paātrināt nodilumu un palielināt mehāniskās slodzes. Bieža iedarbināšana un apturēšana, ilgstoša darbība ārpus ieteicamā diapazona, nepietiekama eļļošana un aizkavēta reakcija uz neparastu vibrāciju var palielināt sekundāro bojājumu risku.

Atkārtotas vārpstas atteices gadījumā ir jāpārskata sūkņa darbības vēsture, apkopes ieraksti un faktiskie darba apstākļi. Vienkārša rezerves komponenta instalēšana, neņemot vērā šos faktorus, var izraisīt atkārtotu izslēgšanu.

 

2. Kā diagnosticēt bojātu sūkņa vārpstu

Uzticama diagnoze apvieno lūzumu pārbaudi, detaļu pārbaudes, darbības datus un apkopes vēsturi. Neviena vizuāla zīme nevar pārliecinoši noteikt katras vārpstas atteices cēloni.

Pirms pārbaudes izolējiet sūkni un vadītāju, atvienojiet vai citādi nostipriniet enerģijas avotus saskaņā ar vietas procedūrām un pārliecinieties, ka iekārta nevar negaidīti iedarbināties. Pirms demontāžas ievērojiet spēkā esošās drošības prasības.

1. darbība: pārbaudiet lūzuma virsmu

Lūzuma virsma var sniegt norādes par to, kā vārpsta neizdevās.

Iespējamais atteices režīms	Potenciālie pierādījumi	Ko izmeklēt
Noguruma neveiksme	Progresējošas plaisu augšanas pazīmes vai atsevišķs reģions, kurā notika galīgais lūzums	Atkārtota liece, aksiālā slodze, vibrācijas un spriedzes koncentrācija
Pēkšņa pārslodze	Lūzuma pazīmes, kas atbilst ātras pārslodzes gadījumam	Rotora aizķeršanās, pārmērīgs griezes moments, pēkšņas slodzes izmaiņas vai mehānisks iestrēgums
Korozijas izraisīta vai korozijas noguruma izraisīta atteice	Korozija, iedobumi vai lokāls virsmas bojājums	Šķidruma saderība, korozijas apstākļi, aizsardzības pasākumi un cikliskā slodze
Materiāla vai ražošanas defekts	Iespējami ieslēgumi, pārtraukumi vai citas materiāla anomālijas	Materiālu sertifikācija, ražošanas uzskaite un laboratoriskā pārbaude

Tie ir provizoriski rādītāji, nevis galīgas diagnozes. Lūzuma izskats ir atkarīgs no materiāla, slodzes apstākļiem un atteices mehānisma. Lūzuma nepareiza tīrīšana vai apstrāde var arī iznīcināt noderīgus pierādījumus.

2. darbība: pārbaudiet rotējošo bloku

Pēc sākotnējās lūzuma pārbaudes pārbaudiet saistītos komponentus, vai nav sekundāru bojājumu.

Atkarībā no sūkņa konstrukcijas pārbaudes var ietvert:

Vārpstas taisnums, izmēri un virsmas stāvoklis.

Darbrata stāvoklis, piemērotība un nevienmērīga nodiluma pazīmes.

Gultņu stāvoklis, atstarpes un eļļošana.

Sakabes stāvokļa un izlīdzināšanas ieraksti.

Līdzsvara disks, līdzsvara cilindrs, līdzsvara ejas vai citas vilces vadības sastāvdaļas, ja tādas ir.

Uzmavas, blīves un citas daļas, kas, iespējams, ir saskarējušās vai bojātas atteices laikā.

Mērījumi jāsalīdzina ar ražotāja specifikācijām. Bojātu vai pēc izmēriem nepiemērotu detaļu atkārtota izmantošana var radīt papildu slodzi rezerves mezglam.

3. darbība. Pārskatiet ekspluatācijas un apkopes ierakstus

Izmeklēšanā būtu arī jānoskaidro, kas notika pirms neveiksmes.

Noderīga informācija ietver darbības plūsmu un augstumu, sūkšanas un izplūdes spiedienu, vibrācijas tendences, gultņu temperatūru, palaišanas un apturēšanas biežumu, nesen veikto apkopi un visas procesa sistēmas izmaiņas.

Piemēram, ja vibrācija pakāpeniski palielinās vairāku nedēļu laikā, izmeklēšana var būt vērsta uz mehānisku bojājumu rašanos vai hidraulisko apstākļu izmaiņām. Ja sūknis pēkšņi apstājās pēc rotora bloķēšanas, ar pārslodzi saistīts notikums var būt nepieciešams rūpīgāk izpētīt.

Mērķis ir noteikt atbalstīto pamatcēloņu, nevis paļauties uz pieņēmumiem, kas balstīti tikai uz lūzuma virsmu.

 

3. Praktiski pasākumi vārpstas atteices novēršanai

Uzturiet pareizu vārpstas un sakabes izlīdzināšanu

Pārbaudiet izlīdzināšanu uzstādīšanas laikā un pēc lielas apkopes. Ja nepieciešams, apsveriet siltuma kustību un izvairieties no nepareizi novietotu iesūkšanas vai izplūdes cauruļu piespiešanas vietā.

Pārbaudiet pamatu, montāžas skrūves, savienojumu un cauruļu balstus, lai nodrošinātu, ka tie nerada pārmērīgas ārējās slodzes.

Pārbaudiet aksiālās vilces vadības komponentus

Ievērojiet sūkņa specifiskā balansēšanas režīma apkopes grafiku. Pārbaudiet atbilstošo komponentu atstarpes, nodiluma virsmas, līdzsvara ejas un vilces gultņus.

Izpētiet neparastu aksiālo kustību vai atkārtotus vilces gultņu bojājumus, nevis atkārtoti nomainiet bojātās daļas, nenoskaidrojot cēloni.

Uzturiet atbilstošus sūkšanas apstākļus

Uzturiet iesūkšanas kanālus un sietus tīrus, pārbaudiet vārstu pozīcijas un pārbaudiet, vai pieejamais NPSH ir pietiekams darbības apstākļiem.

Pārraugiet, vai nav redzamas kavitācijas pazīmes, gaisa ieplūšana un nestabila plūsma. Ja procesa apstākļi mainās, atkārtoti novērtējiet, vai sūknis joprojām ir piemērots nepieciešamajam darbam.

Uzraudzīt vibrāciju un gultņu stāvokli

Iestatiet normālus darbības rādījumus, kur tas ir praktiski, un izsekojiet izmaiņām laika gaitā. Izpētiet pieaugošo vibrāciju, neparastu troksni, gultņu temperatūras paaugstināšanos vai atkārtotu blīvējuma noplūdi.

Vibrācijas uzraudzība var palīdzēt identificēt jaunus defektus, pirms tie rada plašus sekundārus bojājumus. Atbilstošās robežvērtības un mērījumu vietas jābalsta uz aprīkojuma prasībām un piemērojamiem standartiem.

Darbojas ieteicamajā diapazonā

Salīdziniet faktiskos darbības apstākļus ar ražotāja sūkņa līkni un darbības ieteikumiem. Izvairieties no ilgstošas ​​darbības ar nepiemērotiem plūsmas ātrumiem vai slodzēm.

Izmantojiet atbilstošas ​​palaišanas un apturēšanas procedūras, uzturiet atbilstošu eļļošanu un izpētiet atkārtotus braucienus vai pēkšņas darbības apstākļu izmaiņas.

Izmantojiet piemērotas rezerves daļas un saglabājiet pārbaudes ierakstus

Rezerves vārpstām un saistītajām sastāvdaļām jāatbilst nepieciešamajiem izmēriem, materiāla specifikācijām un sūkņa konfigurācijai.

Reģistrējiet vārpstas mērījumus, balansēšanas komponentu atstarpes, gultņu stāvokli, izlīdzināšanas rezultātus, vibrācijas rādījumus un katras lielākās atteices izmeklēšanas rezultātus. Šie ieraksti palīdz atklāt atkārtotas problēmas un atbalsta pārdomātākus apkopes lēmumus.

 

4. Kāpēc sūkņu konstrukcijai un ražošanas kvalitātei ir nozīme?

Lai novērstu vārpstas atteici, ir nepieciešams vairāk nekā izvēlēties stipru vārpstas materiālu. Uzticama veiktspēja ir atkarīga no mijiedarbības starp hidraulisko konstrukciju, rotora ģeometriju, sastāvdaļu materiāliem, ražošanas precizitāti, montāžas kvalitāti un darbības apstākļiem.

Daudzpakāpju centrbēdzes sūkņiem vārpstai un saistītajiem rotējošajiem komponentiem jāatbilst paredzētajam plūsmas ātrumam, augstumam, ātrumam, šķidruma īpašībām un darba ciklam. Arī balansēšanas iekārtām un gultņu sistēmām jābūt piemērotām konkrētajam projektam.

 

Daudzpakāpju sūkņa vārpstas atteici var izraisīt pārmērīga aksiālā vilce, novirze, ar kavitāciju saistīta nestabilitāte, ilgstoša vibrācija, materiāla defekti vai nepareiza darbība un apkope. Daudzos gadījumos vairāk nekā viens faktors veicina galīgo neveiksmi.

Visefektīvākā reakcija ir pārbaudīt lūzumu, pārbaudīt saistītos komponentus, pārskatīt darbības ierakstus un noteikt cēloni pirms rezerves vārpstas uzstādīšanas.

Konsekventas izlīdzināšanas pārbaudes, vibrācijas uzraudzība, atbilstoši sūkšanas apstākļi, vilces vadības komponentu apkope un darbība ieteicamajā diapazonā var ievērojami uzlabot uzticamību un samazināt atkārtotu vārpstas bojājumu risku.