Santrifüj nasosning ishlashidagi umumiy nosozliklar, sabablari va echimlari

Santrifüj nasoslar sanoat jarayonlarida eng ko'p ishlatiladigan aylanuvchi uskunalardan biri bo'lib, ular neft-kimyo va elektr energiyasi ishlab chiqarishdan tortib metallurgiyagacha, shahar suv ta'minotidan qishloq xo'jaligini sug'orishgacha deyarli hamma joyda mavjud. Biroq, ko'pgina nasoslar o'zlarining mo'ljallangan xizmat muddatiga- erisha olmaydi, optimal samaradorlik nuqtasiga yaqin ishlaydigan va to'g'ri parvarish qilingan standart markazdan qochma nasos 15-20 yil yoki hatto 25 yildan ortiq xizmat qilishi mumkin. Haqiqatda, ko'p sonli markazdan qochma nasoslar muddatidan oldin ishdan chiqadi, tez-tez ta'mirlashni talab qiladi va rejalashtirilmagan to'xtab qolishlar tufayli sezilarli ishlab chiqarish yo'qotishlariga olib keladi.

Ushbu maqola markazdan qochma nasosning ishlashidagi keng tarqalgan nosozliklarni tizimli ravishda aniqlaydi, ularning mexanizmlari, nosozlik yo'llari va halokatli xususiyatlarini tahlil qiladi va API 610 va muhandislik amaliyoti kabi standartlarga asoslanib, dizaynni tanlash va ishlatish / texnik xizmat ko'rsatishdan tortib, vaziyatni kuzatishgacha bo'lgan to'liq hayot aylanishini boshqarish strategiyasini taklif qiladi. Ushbu maqola uskuna menejerlariga yashirin nosozlik belgilarini aniqlash, bashoratli texnik xizmat ko'rsatish tizimini yaratish va markazdan qochma nasoslarning ishlash muddatini tubdan uzaytirish va birlik ishonchliligini oshirishga yordam berishga qaratilgan.

 

 

• Radial kuch va milning egilishi

Radial kuch - pervanel dizayn shartlaridan tashqarida ishlaganda nasos miliga ta'sir qiluvchi natijaviy lateral kuch. Nasos optimal samaradorlik nuqtasidan (BEP) chetga chiqqanda, volut ichidagi bosim taqsimoti notekis bo'ladi va pervanel atrofidagi bosim assimetrik bo'lib, ma'lum bir yo'nalishga ishora qiluvchi radial kuch hosil qiladi. Bu kuchning kattaligi oqim tezligiga qarab o'zgaradi - oqim tezligi qanchalik past bo'lsa, radial kuch shunchalik katta bo'ladi; oqim tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, radial kuch shunchalik katta bo'ladi; faqat BEPda radial kuch minimaldir.

 

Radial kuchning xavfi uning "yashirin" tabiatida yotadi. Radial kuch ta'sirida nasos to'xtatilganda mukammal tekis bo'lgan nasos mili ish paytida egilishi mumkin; to'xtatilgandan so'ng, mil to'g'ri holatiga qaytadi. Bu shuni anglatadiki, an'anaviy statik hizalama tekshiruvlari muammoni aniqlay olmaydi. 3550 rpm tezlikda ishlaydigan nasos mili daqiqada 7100 marta, soatiga 426 000 marta va yiliga 3,7 milliard marta egiladi (buriladi). Bu yuqori{11}}chastotali oʻzgaruvchan kuchlanish mexanik muhr va podshipniklarning muddatidan oldin nosozligining asosiy sababidir. Milning burilishiga olib keladigan yuqori radial kuchlar muhrlangan yuzlar bilan aloqa qilishni qiyinlashtiradi va muhrlash uchun zarur bo'lgan suyuqlik qatlamini buzadi. Bir vaqtning o'zida ular radial rulmanni ortiqcha yuklaydi va rulmanning ishlash muddati noto'g'ri hizalanish bilan eksponent ravishda bog'liq - 1,5 mm noto'g'ri joylashish uch oydan besh oygacha rulmanning ishdan chiqishiga olib keladi, 0,025 mm noto'g'ri chiziq esa bir xil rulmanning 90 oydan ortiq ishlashiga imkon beradi.

 

Yechim:Santrifüj nasosni BEP (chegara ta'sir nuqtasi) yaqinida ishlatish radial kuchlarni boshqarishning asosiy printsipidir. Pervanelning kengligi radial kuchlarga ta'sir qiluvchi asosiy omillardan biridir - pervane qanchalik keng bo'lsa, radial kuch shunchalik katta bo'ladi. O'rtacha volut geometriyasini va etarli mil diametrini tanlash dizayn orqali radial kuchlarni kamaytirishi mumkin. Ishlayotgan nasoslar uchun minimal oqim tezligidan pastroq uzoq muddat ishlashdan saqlaning.

 

• kavitatsiya

Nasosning kirish qismi yoki pervanel kancasi kirish joyi yaqinidagi mahalliy mutlaq bosim bu haroratda suyuqlikning to'yingan bug' bosimidan pastga tushganda, suyuqlik bug'lanadi va ko'plab mayda bug' pufakchalarini hosil qiladi. Suyuqlik orqali yuqori bosim zonasiga oqib tushadigan bu pufakchalar tez qulab tushadi yoki "tortib ketadi" va yuqori{2}}chastotali (600 ~ 25 000 Gts) zarba to'lqinlarini hosil qiladi va mahalliy bosim 49 MPa gacha etadi. Bu ta'sir metall yuzasiga qayta-qayta ta'sir qiladi, mexanik eroziyaga olib keladi; bir vaqtning o'zida bug'lanish issiqligidan hosil bo'lgan kimyoviy korroziya zararni yanada kuchaytiradi. Kavitatsiya, shuningdek, pervanel ichidagi energiya almashinuviga xalaqit beradi, bu esa Q-H, Q-P va Q-ķ egri chizig'ining to'liq pasayishiga olib keladi va og'ir holatlarda hatto suyuqlik oqimini to'xtatib, nasosni ishlamay qoldiradi.

 

Kavitatsiyaning har xil turlari mavjud. Eng keng tarqalgan bug'lanish kavitatsiyasi (NPSHa etishmovchiligi turi), bu erda suyuqlik tezligi ortadi va pervanel kirish joyidan o'tganda bosim pasayadi, bu suyuqlikning qaynashi va bug'lanishiga olib keladi. Turbulent kavitatsiya quvur liniyasidagi burmalar va klapanlar kabi komponentlar tomonidan hosil bo'lgan burmalar va bosim farqlari tufayli yuzaga keladi. Pichoq sindromi kavitatsiyasi pervanel va nasos korpusi orasidagi bo'shliq juda kichik bo'lsa, oqim tezligining keskin oshishi va bosimning pasayishiga olib keladi. Ichki aylanish kavitatsiyasi nasosning chiqish valfi yopilganda yoki oqim tezligi juda past bo'lsa, suyuqlikning pervanel atrofida aylanib, issiqlik va pufakchalar paydo bo'lishiga olib keladi. Bunga qo'shimcha ravishda, noto'g'ri klapanlar yoki bo'shashgan ulanishlar orqali nasosga kiradigan havo ham havo kirishi kavitatsiyasiga olib kelishi mumkin.

 

Santrifüj nasoslarda kavitatsiya uchun eng zaif joylarga quyidagilar kiradi:pervanelning egriligi eng katta bo'lgan old qopqoq plitasi, pichoqning kirish chetiga yaqin-past bosim tomoni, tushirish kamerasining volut tili va-yo'naltiruvchi qanot kirish chetining past bosim tomoni.

 

Yechimlar:Tizimning aniq musbat assimilyatsiya boshi (NPSHA) har doim talab qilinadigan aniq musbat assimilyatsiya boshi (NPSHR) dan kattaroq ekanligiga ishonch hosil qiling, odatda kamida 0,5–1,0 m chegara bo‘lishi tavsiya etiladi. Kavitatsiya qarshiligini oshirishga ikki jihatdan yondashish mumkin: birinchidan, nasos konstruksiyasining o‘zini yaxshilash – oqim maydonini oshirish, pervanel qopqog‘i plitasining kirish qismining egrilik radiusini oshirish va old-o‘rnatilgan induktor yoki ikki-so‘ruvchi pervaneldan foydalanish; ikkinchidan, tizim sharoitlarini yaxshilash - yuqori oqimdagi rezervuardagi suyuqlik darajasidagi bosimni oshirish, nasosni o'rnatish balandligini pasaytirish, yuqori assimilyatsiya qilishdan teskari oqimga o'tish va quvur yo'qotishlarini kamaytirish va boshqalar.

 

• tebranish

Tebranish manbalarini quyidagi asosiy turlarga bo'lish mumkin:

1. Dvigatelga oid-muammolar:Rotorning eksantrikligi yoki egilishi haddan tashqari statik va dinamik muvozanatga olib keladi; singan sincap qafas panjaralari magnit maydon muvozanatini keltirib chiqaradi; muvozanatsiz stator o'rash qarshiligi notekis elektromagnit kuch hosil qiladi.
2. Jamg'arma va qo'llab-quvvatlash:Bo'shashgan poydevorlar yoki moslashuvchan poydevorlar cheklovning qattiqligini kamaytiradi; bo'shashgan ankraj murvatlari tebranishni kuchaytiradi.
3. Muftalar:Bolt oralig'ining notekisligi, eksantrik uzatma qismlari, yomon statik va dinamik muvozanat, noto'g'ri o'rnatish bo'shliqlari va boshqalar.
4. Pervane: sifatsiz quyish yoki ishlov berish sifati eksantriklikka olib keladi; oqim kanalining korroziyasi eksantriklikni keltirib chiqaradi; eskirgan kiyinish halqalari ishqalanishni oshiradi.
5. Mil tizimi:Milning qattiqligining etarli emasligi, ortiqcha burilish; ortiqcha muvozanat diskini tozalash yoki noto'g'ri eksenel harakat.
6. Ishlash shartlari:Dizayn shartlaridan chetga chiqish radial kuchning oshishiga olib keladi; noto'g'ri tanlash yoki mos kelmaydigan parallel ulanishlar.
7. Rulmanlar va moylash:Rulmanning qattiqligining etarli emasligi, ortiqcha bo'shliq, yomon moylash.

 

Bundan tashqari, suyuqlikning o'zi ham tebranish manbai hisoblanadi - yo'naltiruvchi qanot va pervanelning oldingi chetiga ta'sir qiladigan suv oqimi, nasos korpusidagi bosim pulsatsiyasi va kavitatsiya tebranishini keltirib chiqarishi mumkin. Haddan tashqari tebranish rotor{1}}stator ishqalanishiga yoki hatto tutib ketishiga, milya muhrining ishdan chiqishiga va sizib chiqishiga olib kelishi mumkin, shuningdek, quvur armaturalari, klapanlar va poydevorlarga ta'sir qilib, operatorlar va atrof-muhit uchun ikkilamchi xavflarni keltirib chiqarishi mumkin.

 

Yechim:Vibratsiyali diagnostika tizimli yondashuvni talab qiladi. Vaqtinchalik to'lqin shakli, spektr va fazalarni tahlil qilish orqali doimiy monitoring bilan birgalikda tebranish manbasini aniq aniqlash mumkin. ISO 10816-7 kabi tebranishlarni baholash standartlariga asoslanib, uskunalar uchun tebranish sog'lig'ining asosini yaratish tavsiya etiladi. Muntazam tekshiruvlar paytida tebranish qiymatlarining g'ayritabiiy o'sishi ko'pincha eng erta ogohlantirish signalidir.

 

• Rulman va moylashning ifloslanishi

Rulmanlar santrifüj nasoslarning eng zaif qismlaridan biri bo'lib, rulmanlarning ishdan chiqishining 85% dan ortig'i ifloslantiruvchi moddalar - axloqsizlik, begona moddalar yoki suv tufayli yuzaga keladi. Ifloslantiruvchi moddalarning halokatli kuchi hayratlanarli: suvning atigi 250 qismi millionga (ppm) rulmanning ishlash muddatini to'rt barobarga qisqartirishi mumkin.

 

Yog 'moyining ifloslanishi turli manbalardan kelib chiqadi: bu muhr ishdan chiqqanidan keyin texnologik muhitning oqishi, texnik xizmat ko'rsatish vaqtida qo'shilgan aralashmalar yoki moylash moyining o'zining uzoq-foydalanish jarayonida yomonlashishi tufayli bo'lishi mumkin. Rulmanlarning umumiy ishlamay qolishi usullari orasida yopishtiruvchi aşınma, charchoq aşınması va abraziv aşınma kiradi, bu ko'pincha noto'g'ri aloqa yuzasi bo'shlig'i, yomon sirt pürüzlülüğü yoki moylash moyining fizik-kimyoviy xususiyatlarining yomonlashuvi tufayli yuzaga keladi.

 

Kontaminatsiyaga qo'shimcha ravishda, rulmanlar radial kuchlar, eksenel kuchlar, noto'g'ri joylashish va quvurlarning kuchlanishidan qo'shimcha yuklarga duchor bo'ladi. Ushbu kuchlar rulmanlarning dizayn yukidan ancha yuqori ishlashiga olib keladi, bu esa buzilish jarayonini tezlashtiradi.

 

Yechim:Soqol moyini toza saqlash rulmanning ishlash muddatini uzaytirishning eng samarali chorasidir. Muntazam moy sinov tizimini o'rnating (kamida har chorakda bir marta tavsiya etiladi) va namlikni (100 ppm dan kam yoki unga teng) va zarrachalar tarkibini (NAS 9-sinf tozalik standartidan past bo'lmagan) qat'iy nazorat qiling. Shu bilan birga, radial kuchni kamaytirish, nasos va haydovchining aniq hizalanishini ta'minlash va quvur liniyasining kuchlanishini bartaraf etish uchun nasosning BEP yaqinida ishlashini ta'minlang.

 

• Minimal oqim tezligi ishlashi

Ko'pgina operatorlar "nasos ishlayotgan ekan, yaxshi", deb hisoblashadi, chunki past oqim tezligida ishlash markazdan qochma nasoslarning surunkali shikastlanishining eng hiyla shakli ekanligini bilmaydi.

 

Har bir santrifüj nasosning ma'lum bir ish diapazoni mavjud. Ushbu diapazondan oshib ketish bir qator muammolarni keltirib chiqarishi mumkin: tebranish va shovqinning sezilarli darajada oshishi, ishlashning pasayishi, komponentlarning ishlash muddati va hatto mexanik shikastlanish. API 610 standarti ikkita minimal oqim tezligini belgilaydi: minimal doimiy issiqlik chegarasi oqim tezligi (nasos harorat ko'tarilishidan zarar ko'rmasdan ishlashini ta'minlaydigan eng past oqim tezligi) va minimal doimiy barqaror oqim tezligi (belgilangan tebranish chegaralaridan oshmaydigan eng past oqim tezligi).

 

Minimal oqim tezligidan pastroq ishlash nasosning radial yukini va tebranishini oshiradi, suyuqlikning qayta aylanishini kuchaytiradi va podshipniklar va mexanik muhrlarning ishlash muddatini qisqartiradi. Suyuqlikni ajratish nasos ichida sodir bo'lishi mumkin, bu esa tebranish va shovqinni yanada oshiradi. Chiqish valfi yopiq holda ishlaydigan yuqori-kuchli santrifüj nasoslarda nasos ichidagi suyuqlik tobora qizib ketadi va podshipniklarni yoqib yuborishi mumkin. Past oqim tezligida nasos mili ham qo'shimcha radial kuchlarni boshdan kechiradi.

 

Minimal doimiy oqim tezligiga assimilyatsiya tezligi va energiya zichligi kabi omillar ta'sir qiladi. Odatda, minimal doimiy barqaror oqim tezligi assimilyatsiya tezligining oshishi bilan ortadi. Past{2}}oqim ishlashi ichki aylanma kavitatsiyani ham keltirib chiqarishi mumkin, bu esa zararni yanada tezlashtiradi.

 

Yechim:Minimal oqim tezligi chizig'ini o'rnatish eng ishonchli himoya chorasidir. Ishlaydigan oqim tezligi nasosning minimal oqim tezligidan past bo'lsa, past{1}}oqimli chiziq (ya'ni, minimal aylanish liniyasi yoki aylanma yo'l) o'rnatilishi kerak. Bundan tashqari, o'zgaruvchan chastotali drayvlar, avtomatik aylanish klapanlari va quvvat yoki tebranish monitoringi ishlatilishi mumkin. API 610 standartlariga mos keladigan nasoslar uchun ishlash belgilangan minimal doimiy barqaror oqim tezligiga qat'iy rioya qilishi kerak.

 

• Milya muhrining oqishi

Mexanik qistirmalari markazdan qochma nasoslar uchun eng keng tarqalgan mil muhrlash usuli hisoblanadi, lekin ular tez-tez ishdan chiqishga moyil. Mexanik qistirmalardagi qochqin nuqtalari asosan dinamik va statik halqa so'nggi yuzlarida va yordamchi muhrda to'plangan.

 

Plomba buzilishining sabablari har xil: muhrlangan so'nggi yuzlarning sifatsiz tekisligi yoki pürüzlülüğü; oxirgi yuzlar orasidagi zarrachalar; nasosni ishga tushirish va toʻxtatish- vaqtida muhr boʻshligʻidagi salbiy bosim, soʻnggi yuzalarning quruq ishqalanishiga olib keladi; muhrga zarar etkazadigan nasosda uzoq vaqt davomida bosim ko'tarilishi; muhitning aylanishi, isishi va bug'lanishiga olib keladigan nasos oqimining etarli emasligi; qarish yoki yordamchi muhrning shikastlanishi. Bundan tashqari, radial kuchdan kelib chiqadigan milning egilishi, muhrlangan uchlari bilan aloqa qilishni qiyinlashtiradi, bu mexanik muhrning buzilishining asosiy sababidir.

 

Yechimlar:Mexanik muhrni saqlash ehtiyotkorlik bilan boshqarishni talab qiladi. Muntazam tekshiruvlar infraqizil termometr yordamida muhrlangan bo'shliq haroratini (normal atrof-muhit harorati +25 darajadan past yoki unga teng) va har hafta ultratovushli qochqin detektori yordamida gardish interfeysini skanerlashi mumkin. Yig'ish paytida milning eksenel harakati 0,1 mm dan kam bo'lishini ta'minlang. Maxsus muhitlar uchun yuqori{5}}haroratga va korroziyaga{6}}bardoshli plombalash materiallari tanlanishi kerak, masalan, qattiq qotishmadan qattiq qotishma ishqalanish juftlari va perftoroelastomer O-halqalari.

 

• Eksenel kuch muvozanati

Bir bosqichli, bir-so‘rg‘ichli santrifüj nasos ishlaganda, rotorda assimilyatsiya kirishiga yo‘naltirilgan eksenel bosim paydo bo‘ladi. Ko'p bosqichli santrifüj nasoslar uchun eksenel kuch muammosi jiddiyroq - aksariyat nosozliklar muvozanatlash mexanizmining noto'g'ri sozlanishi yoki muvozanat tizimining noto'g'ri ishlashidan kelib chiqadi.

 

Eksenel kuch nomutanosibligi rulmandagi ish yukini oshiradi va rotorning assimilyatsiya qilish joyiga qarab harakatlanishiga olib keladi, natijada tebranish paydo bo'ladi. Og'ir holatlarda, bu pervanel halqasining ishqalanishiga yoki hatto nasos tanasining shikastlanishiga olib kelishi mumkin. Umumiy eksenel quvvatni muvozanatlash tuzilmalari yoki qurilmalari balanslash teshiklari, muvozanat disklari yoki muvozanat barabanlarini (muvozanatlantiruvchi qaytib quvurlar bilan) o'z ichiga oladi. Balanslash diskining eksantrik o'rnatilishi rotorning tebranishiga olib kelishi mumkin, bu esa podshipniklar va nasos miliga zarar etkazishi mumkin.

 

Yechimlar:Muntazam ravishda muvozanat teshiklari va qaytib quvurlarni tiqilib qolish uchun tekshiring. Disk qurilmalarini muvozanatlash uchun, odatda, 0,05 mm dan oshmasligi kerak bo'lgan o'rnatish eksantrikligini qat'iy nazorat qiling. Ko'p bosqichli nasosni ishga tushirishdan oldin, haddan tashqari lahzali eksenel bosimning oldini olish uchun to'liq assimilyatsiya qilish va shamollatish zarur. Rulmandagi harorat ko'tarilishining onlayn monitoringini amalga oshirish kerak, chunki rulmandagi to'satdan harorat o'zgarishi ko'pincha eksenel kuch muvozanatining kashshofidir.

 

• Buzilgan mil

Nasos milining sinishi markazdan qochma nasoslarning eng jiddiy nosozliklaridan biri bo'lib, ko'pincha aylanish kuchlanishi va egilish charchoqlaridan kelib chiqadi. Deyarli barcha aylanadigan mashinalarda milning sinishidan oldin kuchli tebranish kuzatiladi.

 

Milya sinishining keng tarqalgan sabablari quyidagilardan iborat: nasos milining noto'g'ri dizayni, birlik mili markazining noto'g'ri joylashishi, noto'g'ri rulman tanlash, chiqish trubasini noto'g'ri o'rnatish; milning uchidagi relyef yividagi kuchlanish kontsentratsiyasi; va haddan tashqari asosiy mil oralig'i egilish kuchlanishining kuchayishiga olib keladi. Charchoq yoriqlari eng zaif nuqtada boshlanadi, takroriy o'zgaruvchan stress ostida asta-sekin tarqaladi va oxir-oqibat ma'lum bir daqiqada to'satdan sinadi. Nasos mili ko'pincha yopilganda hech qanday anormallik ko'rsatmasligi sababli, bu charchoqni to'plash jarayoni juda hiyla-nayrangdir.

 

Yechimlar:Dizayndagi stress kontsentratsiyasidan saqlaning; relef truba radiusini mos ravishda o'rnating (val diametrining kamida 5% tavsiya etiladi). Ish paytida tebranish monitoringini kuchaytirish; tebranish qiymatlarining g'ayritabiiy o'sishi ko'pincha milning sinishi uchun kashshof bo'ladi. Muntazam ravishda milning koaksiyalligini va oqishini tekshiring; katta ta'mirlash davrlarida magnit zarrachalar yoki milya tizimini ultratovushli sinovdan o'tkazish tavsiya etiladi. Milning sinishi sodir bo'lgan birliklar uchun buzilish sabablarini har tomonlama tahlil qilish zarur; shunchaki milni almashtirish va uni qayta ishga tushirishga ruxsat berilmaydi.

 

Oldini olish ta'mirlashdan ko'ra yaxshiroqdir va kuzatish taxmin qilishdan yaxshiroqdir. Vibratsiyani kuzatish, haroratni kuzatish, moylash materiallarini tahlil qilish va ish parametrlarini qayd etish uchun tizimli tizimni yaratish markazdan qochma nasoslarning ishlash muddatini uzaytirish va uzluksiz ishlab chiqarishni ta'minlashning asosiy usuli hisoblanadi.