Pompy odśrodkowesą niezbędne w transporcie płynów przemysłowych, a niewielkie wibracje są normalne zgodnie z ANSI/HI 9.6.4. Jednakże nadmierne wibracje powodują poważne zużycie i zwiększone koszty. Ponieważ wibracje są jedynie objawem, zazwyczaj wynikają z trzech nakładających się kategorii: wad projektowych/doboru, usterek wewnętrznych i zakłóceń systemu zewnętrznego. W artykule przeanalizowano te podstawowe przyczyny, aby pomóc w kontroli i konserwacji sprzętu.
Takie usterki mają niski wskaźnik występowania na miejscu, ale są pierwotnymi problemami ze sprzętem, które wymagają priorytetowego zbadania, głównie wynikającymi z niewłaściwego projektu, produkcji, doboru materiałów i wyboru modelu.
Prędkość krytyczna odnosi się do teoretycznej prędkości obrotowej odpowiadającej rezonansowi wewnętrznemu sprzętu. Poziome pompy odśrodkowe są optymalnie projektowane przed dostawą z prędkością krytyczną wyższą niż prędkość znamionowa, aby uniknąć rezonansu. Jednakże pionowe pompy turbinowe i inne urządzenia pionowe są podatne na rezonans podczas pracy, jeśli prędkość krytyczna nie zostanie sprawdzona na etapie projektowania. Ponadto brakujące podpory rurociągów i nieprawidłowe warunki pracy zespołów wielopompowych spowodują zmianę częstotliwości wewnętrznej systemu i wywołanie wibracji, co można rozwiązać poprzez dostosowanie prędkości roboczej lub rekonstrukcję konstrukcji urządzenia.
Zgodnie z normą ISO 1940/1, wirniki pomp odśrodkowych muszą osiągać dokładność wyważenia dynamicznego klasy 6.3. Niespełniająca norm kalibracja fabryczna, cięcie po konserwacji, długotrwałe osadzanie się kamienia i korozja oraz przyleganie ciał obcych spowodują uszkodzenie stanu wagi. Okresowa siła odśrodkowa powstająca podczas pracy z dużymi prędkościami powoduje regularne drgania, co wymaga demontażu i profesjonalnej kalibracji wagi dynamicznej. W kilku przypadkach niewyważony wirnik silnika może również powodować wibracje, które można sprawdzić zgodnie z normami elektrycznymi NEMA.
Niedopasowanie materiałów korpusu pompy i wirnika oraz transportowanych mediów spowoduje erozję i korozję, pogarszając dokładność podzespołów i wywołując wibracje. Tymczasem niewłaściwy dobór sprzętu i niewystarczająca dodatnia wysokość ssania netto (NPSH) doprowadzą do poważnej kawitacji. Natychmiastowe zapadnięcie się pęcherzyków w strefie wysokiego ciśnienia generuje dużą siłę uderzenia, powodując poważne ogólne wibracje pompy. Ciągła kawitacja powoduje również zużycie wirnika i pogłębia awarie.
Chociaż tolerancje poszczególnych komponentów są zgodne ze specyfikacjami przemysłowymi, nagromadzenie tolerancji po złożeniu wielu części może powodować wibracje. Ponadto typowe problemy, takie jak miękka stopa, niewyważone sprzęgło i luźne śruby kotwiące po nowej instalacji lub konserwacji, będą skutkować nierównym obciążeniem sprzętu i ciągłymi wibracjami.
Usterki wewnętrzne są najczęstszymi czynnikami wywołującymi drgania na miejscu, powodowanymi przez nieprawidłowości w elementach pompy i silnika o stabilnych i powtarzalnych charakterystykach usterek, stanowiących główny przedmiot codziennej konserwacji.
Przesunięty montaż sprzęgła, przemieszczenie robocze oraz niestandardowa konserwacja pomp i silników spowodują niewspółosiowość wałów, wytwarzającą promieniową siłę uderzenia podczas pracy i wywołującą wibracje. Kalibracja musi być ściśle zgodna ze standardami projektowymi producenta pompy. Ponadto zginanie wału pompy spowodowane przeciążeniem sprzętu, odkształceniem w wysokiej temperaturze i uderzeniami zewnętrznymi prowadzi do mimośrodu wirnika i znacznie zwiększa amplitudę drgań.
Łożyska są głównymi elementami nośnymi układu wirnika. Niewystarczający, zepsuty lub niedopasowany olej smarowy oraz zanieczyszczenie zwiększą tarcie robocze i wywołają wibracje o wysokiej częstotliwości. Tymczasem długotrwała praca łożysk prowadzi do zużycia zmęczeniowego, łuszczenia się bieżni i nadmiernego luzu. Brak wymiany łożysk w odpowiednim czasie będzie stale zwiększać wibracje, a nawet powodować blokowanie łożysk i przestoje sprzętu.
Odwrotny obrót pompy spowodowany nieprawidłowym okablowaniem silnika zakłóci warunki hydrauliczne i wywoła wibracje. Częściowe lub całkowite zablokowanie wirnika prowadzi do niepłynnego transportu medium i nieprawidłowego obciążenia, czemu towarzyszą wibracje i wahania prądu. Odkształcenie wału pompy powoduje nierównomierne obciążenie łożysk i gniazd zaworów, tworząc długotrwałe ryzyko ukrytych wibracji.
Dane dotyczące eksploatacji i konserwacji w terenie pokazują, że większość wibracji pomp odśrodkowych ma swoje źródło w zewnętrznych problemach z systemem, które są w dużym stopniu ukryte i łatwo błędnie ocenione jako nieodłączne wady sprzętu.
Naprężenia rozciągające i wyciskające generowane przez wymuszone dokowanie rurociągu działają na interfejs pompy, powodując deformację pompy i przesunięcie wału. Brakujące podpory rurociągu, luźne wieszaki i nierozsądny układ prowadzą do drgań rurociągu, a wibracje przenoszone na pompę powodują wibracje całego urządzenia. Tymczasem zwiększony ciężar własny rurociągów wypełnionych wodą łatwo generuje dodatkowe naprężenia i wywołuje ciągłe wibracje.
Poluzowane śruby kotwowe, spękany beton podłożowy, nierówne wypoziomowanie fundamentów i niestandardowe spoinowanie powodują defekty miękkich stóp, co skutkuje nierównymi naprężeniami podporowymi i drganiami roboczymi pompy. Co więcej, wibracje tworzą błędne koło, które stale pogłębia uszkodzenia fundamentów, co często występuje w urządzeniach nowo instalowanych lub po konserwacji.
Cały system pomp i rurociągów ma częstotliwość drgań własnych. Rezonans występuje, gdy częstotliwość wibracji podczas pracy pompy pokrywa się z częstotliwością własną systemu, wzmacniając niewielkie wibracje i powodując zmęczenie podzespołów oraz poważne ogólne wibracje. Problemu tego można uniknąć poprzez optymalizację struktury rurociągu i dostosowanie układu systemu.
Podsumowując,pompa odśrodkowadrgania powstają na skutek nakładania się czynników projektowych i doboru, elementów wewnętrznych i zewnętrznych czynników systemowych, wśród których częstymi czynnikami motywującymi na budowie są naprężenia rurociągu i niestandardowy montaż fundamentów. Niewielkie wibracje są zjawiskiem normalnym, ale nadmierne wibracje zagrażają żywotności sprzętu i bezpieczeństwu produkcji.
Skuteczną kontrolę wibracji oraz stabilną i wydajną pracę pompy można osiągnąć poprzez ustandaryzowany dobór i instalację, regularną konserwację, zoptymalizowany układ rurociągów i unikanie rezonansu.
Teffiko koncentruje się na badaniach i rozwoju, produkcji oraz obsłudze systemów i konserwacji sprzętu pompowego. Dzięki dojrzałemu doświadczeniu w technologii płynów zapewnia niezawodne produkty pompowe i dostosowane do indywidualnych potrzeb rozwiązania dla różnych scenariuszy przemysłowych. Aby dowiedzieć się więcej o parametrach technicznych, umiejętnościach obsługi i konserwacji czy ekskluzywnych rozwiązaniach, odwiedź oficjalną stronę internetową:www.teffiko.com.
