Πώς η καταπόνηση του σωλήνα επηρεάζει την απόδοση, την ευθυγράμμιση και τη διάρκεια ζωής της φυγοκεντρικής αντλίας

Η σωστή εγκατάσταση σωληνώσεων είναι ένα ουσιαστικό μέρος της αξιόπιστης λειτουργίας της φυγοκεντρικής αντλίας. Σε πολλά βιομηχανικά συστήματα, οι υπερβολικοί κραδασμοί της αντλίας, η ζημιά στη σύζευξη, η φθορά των ρουλεμάν και η μηχανική αστοχία σφράγισης δεν προκαλούνται από την ίδια την αντλία, αλλά από δυνάμεις που μεταφέρονται από εσφαλμένα εγκατεστημένες ή υποστηριζόμενες σωληνώσεις.

Αυτή η κατάσταση είναι κοινώς γνωστή ωςκαταπόνηση σωλήναήκαταπόνηση σωληνώσεων.

Η καταπόνηση του σωλήνα συμβαίνει όταν οι συνδεδεμένες σωληνώσεις ασκούν υπερβολικές δυνάμεις ή ροπές στα ακροφύσια ή το περίβλημα της αντλίας. Μπορεί να παραμορφώσει το περίβλημα της αντλίας, να αλλάξει την ευθυγράμμιση του άξονα, να αυξήσει τους κραδασμούς και να μειώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μηχανικής στεγανοποίησης.

Η κατανόηση της σχέσης μεταξύ των σωληνώσεων και της απόδοσης της αντλίας είναι επομένως απαραίτητη κατά την εγκατάσταση και τη συντήρηση βιομηχανικών φυγοκεντρικών αντλιών.

 

 

1. Τι είναι το Pipe Strain;

Η καταπόνηση του σωλήνα είναι η δύναμη ή η τάση που μεταφέρεται από το σύστημα σωληνώσεων στην αντλία επειδή ο σωλήνας δεν είναι σωστά ευθυγραμμισμένος, στηρίζεται ή αφήνεται να κινηθεί.

Κανονικά, το σύστημα σωληνώσεων πρέπει να υποστηρίζει το δικό του βάρος και να δέχεται τη θερμική κίνηση ανεξάρτητα από την αντλία.

Προβλήματα παρουσιάζονται όταν ο σωλήνας:

• Πιέζεται στη θέση του κατά την εγκατάσταση
• Υποστηρίζεται ανεπαρκώς
• Διαστέλλεται λόγω μεταβολών της θερμοκρασίας
• Πέφτει κάτω από το βάρος του
• Έχει αγκυρωθεί ή καθοδηγηθεί εσφαλμένα
• Χρησιμοποιεί μπουλόνια φλάντζας για να τραβήξει τους κακώς ευθυγραμμισμένους σωλήνες μεταξύ τους

Η αντλία δεν πρέπει να χρησιμοποιείται για να αντισταθμίσει τη λανθασμένη τοποθέτηση σωληνώσεων.

Ένας απλός κανόνας είναι:

Οι σωληνώσεις πρέπει να εφαρμόζουν στην αντλία-όχι η αντλία να αναγκάζεται να προσαρμόζεται στις σωληνώσεις.

Η ακατάλληλη εγκατάσταση σωληνώσεων μπορεί να εισάγει σταθερά εξωτερικά φορτία στο περίβλημα της αντλίας και στα ακροφύσια.

 

2. Τι προκαλεί την καταπόνηση του σωλήνα;

Αρκετές συνήθεις συνθήκες εγκατάστασης και λειτουργίας μπορεί να δημιουργήσουν υπερβολική καταπόνηση του σωλήνα.

Λανθασμένη εγκατάσταση

Κατά την εγκατάσταση, οι εργαζόμενοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν μπουλόνια φλάντζας για να πιέσουν δύο λανθασμένα ευθυγραμμισμένες φλάντζες μεταξύ τους. Αν και η σύνδεση μπορεί να φαίνεται αποδεκτή, μπορεί να παραμείνει σημαντική υπολειμματική τάση στις σωληνώσεις και στην αντλία.

Ανεπαρκής υποστήριξη σωλήνων

Οι μεγάλες διαδρομές σωλήνων απαιτούν κατάλληλες κρεμάστρες, στηρίγματα, οδηγούς ή άγκυρες. Χωρίς επαρκή υποστήριξη, το βάρος του σωλήνα και του ρευστού μπορεί να μεταφερθεί στην αντλία.

Θερμική Διαστολή

Οι αγωγοί που μεταφέρουν ζεστό νερό, νερό τροφοδοσίας λέβητα, υδρογονάνθρακες ή άλλα θερμά ρευστά διεργασίας διαστέλλονται και συστέλλονται με τις αλλαγές θερμοκρασίας.

Εάν αυτή η κίνηση δεν προσαρμοστεί σωστά, μπορούν να μεταδοθούν θερμικές δυνάμεις στην αντλία.

Λανθασμένη ευθυγράμμιση σωληνώσεων

Ένας σωλήνας που δεν ευθυγραμμίζεται φυσικά με τη φλάντζα της αντλίας μπορεί να ασκήσει συνεχείς δυνάμεις έλξης, ώθησης ή συστροφής μετά τη σύνδεση.

 

3. Πώς η καταπόνηση του σωλήνα επηρεάζει την ευθυγράμμιση της αντλίας

Μία από τις πιο σοβαρές συνέπειες της καταπόνησης του σωλήνα είναι η απώλεια ευθυγράμμισης της αντλίας και του κινητήρα.

Μια αντλία και ο κινητήρας μπορεί να ευθυγραμμιστούν με ακρίβεια πριν από τη σύνδεση των σωληνώσεων. Ωστόσο, το σφίξιμο των φλαντζών του σωλήνα μπορεί να μετακινήσει το περίβλημα της αντλίας ή την πλάκα βάσης και να αλλάξει την κεντρική γραμμή του άξονα.

Αυτό μπορεί να δημιουργήσει:

Παράλληλη κακή ευθυγράμμιση

Γωνιακή κακή ευθυγράμμιση

Υπερφόρτωση ζεύξης

Φόρτωση ρουλεμάν

Αυξημένη δόνηση

Σε σοβαρές περιπτώσεις, η καταπόνηση του σωλήνα μπορεί ακόμη και να παραμορφώσει την πλάκα βάσης, καθιστώντας δύσκολη τη διατήρηση της σταθερής ευθυγράμμισης.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο θα πρέπει να επαληθευτεί η τελική ευθυγράμμιση του άξονααφού έχει εγκατασταθεί και υποστηριχθεί σωστά η συνδεδεμένη σωλήνωση.

 

4. Καταπόνηση σωλήνα και δόνηση αντλίας

Η κακή ευθυγράμμιση που προκαλείται από την πίεση των σωληνώσεων οδηγεί συχνά σε αυξημένους κραδασμούς.

Η τυπική αλυσίδα αποτυχίας είναι:

Καταπόνηση σωλήνα → Παραμόρφωση περιβλήματος → Κακή ευθυγράμμιση άξονα → Δόνηση → Ζημιά ρουλεμάν και στεγανοποίησης

Ωστόσο, οι κραδασμοί δεν προκαλούνται πάντα μόνο από μηχανικά προβλήματα ευθυγράμμισης. Θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη η σπηλαίωση, η υδραυλική αστάθεια, η ανισορροπία του ρότορα, τα ελαττώματα του ρουλεμάν και η λειτουργία εκτός του συνιστώμενου εύρους.

Επομένως, οι υπερβολικοί κραδασμοί θα πρέπει να διαγιγνώσκονται συστηματικά αντί να υποθέτουμε ότι η καταπόνηση του σωλήνα είναι πάντα η μόνη αιτία.

 

5. Πώς η καταπόνηση σωλήνων μειώνει τη διάρκεια ζωής της μηχανικής σφράγισης

Οι μηχανικές στεγανοποιήσεις εξαρτώνται από την ελεγχόμενη επαφή μεταξύ των επιφανειών στεγανοποίησης υψηλής ποιότητας και ενός πολύ λεπτού ρευστού φιλμ.

Όταν ο άξονας της αντλίας παρουσιάζει υπερβολική κίνηση, εκτροπή ή δόνηση, οι επιφάνειες στεγανοποίησης ενδέχεται να μην λειτουργούν πλέον υπό σταθερές συνθήκες.

Τα πιθανά αποτελέσματα περιλαμβάνουν:

Ανώμαλη φθορά του προσώπου-σφράγισης

Αυξημένη τριβή και θερμότητα

O-κίνηση ή φθορά του δακτυλίου

Διαρροή στεγανοποίησης

Ζημιά στον άξονα ή στο χιτώνιο

Πρόωρη αντικατάσταση στεγανοποίησης

Η καταπόνηση του σωλήνα μπορεί επομένως να δημιουργήσει μια αλυσίδα αστοχίας στην οποία ένα πρόβλημα σωληνώσεων εμφανίζεται τελικά ως απρόβλημα μηχανικής στεγανοποίησης.

Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι η επανειλημμένη αντικατάσταση ενός μηχανικού στυπιοθλίπτη χωρίς διόρθωση του υποκείμενου προβλήματος δόνησης, ευθυγράμμισης ή σωληνώσεων μπορεί να προσφέρει μόνο μια προσωρινή λύση.

 

6. Πώς να αναγνωρίσετε την πιθανή καταπόνηση σωλήνα

Αρκετά συμπτώματα πεδίου μπορεί να υποδηλώνουν υπερβολική καταπόνηση σωληνώσεων.

Δύσκολη σύνδεση με φλάντζα

Εάν οι φλάντζες του σωλήνα δεν ευθυγραμμίζονται φυσικά και απαιτείται σημαντική δύναμη για την τοποθέτηση των μπουλονιών, οι σωληνώσεις θα πρέπει να ελεγχθούν πριν από την τελική συναρμολόγηση.

Αλλαγές ευθυγράμμισης μετά τη σωλήνωση

Εάν η ευθυγράμμιση του κινητήρα{0}}της αντλίας αλλάξει σημαντικά μετά τη σύσφιξη των συνδέσεων σωλήνων, ενδέχεται να υπάρχουν εξωτερικές δυνάμεις σωληνώσεων.

Υψηλός κραδασμός μετά την εκκίνηση

Οι απροσδόκητοι κραδασμοί αμέσως μετά την έναρξη λειτουργίας μπορεί να υποδηλώνουν προβλήματα ευθυγράμμισης, καταπόνηση σωλήνα, σπηλαίωση ή άλλα προβλήματα εγκατάστασης.

Επαναλαμβανόμενη αστοχία σφράγισης ή ρουλεμάν

Εάν η ίδια αντλία παρουσιάζει επανειλημμένα μηχανικές βλάβες στεγανοποίησης ή ρουλεμάν, θα πρέπει να επιθεωρηθεί ολόκληρη η εγκατάσταση αντί να αντικατασταθούν επανειλημμένα τα εξαρτήματα.

Ορατή κίνηση ή χαλάρωση σωλήνα

Η παραμόρφωση του σωλήνα, η υπερβολική απόσταση στήριξης ή η θερμική κίνηση μπορεί επίσης να υποδηλώνουν προβλήματα στο σύστημα σωληνώσεων.

 

7. Βέλτιστες πρακτικές για την πρόληψη της καταπόνησης των σωλήνων

Η πρόληψη της καταπόνησης του σωλήνα κατά την εγκατάσταση είναι πολύ πιο αποτελεσματική από τη διόρθωσή της μετά από βλάβη της αντλίας.

7.1 Ευθυγραμμίστε την αντλία και τη σωλήνωση χωριστά

Καθορίστε πρώτα τη σωστή θέση αντλίας και κινητήρα. Στη συνέχεια, εγκαταστήστε τη σωλήνωση έτσι ώστε να ευθυγραμμίζεται φυσικά με τα ακροφύσια της αντλίας.

Μην μετακινείτε την αντλία πιέζοντας τη σωλήνωση στη θέση της.

7.2 Παρέχετε ανεξάρτητη υποστήριξη σωλήνων

Οι αγωγοί αναρρόφησης και εκκένωσης θα πρέπει να έχουν επαρκή ανεξάρτητη υποστήριξη.

Το σύστημα στήριξης σωλήνων θα πρέπει να φέρει το βάρος:

Σωλήνας

Βαλβίδες

Εξαρτήματα

Υγρό

χωρίς να μεταφέρετε υπερβολικό φορτίο στην αντλία.

7.3 Επιτρέψτε τη θερμική κίνηση

Για εφαρμογές ζεστού-ρευστού, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η θερμική διαστολή κατά το σχεδιασμό των σωληνώσεων.

Μπορεί να απαιτούνται κατάλληλοι βρόχοι επέκτασης, οδηγοί, άγκυρες ή εύκαμπτες συνδέσεις ανάλογα με το σύστημα.

7.4 Χρησιμοποιήστε σωστά τις ευέλικτες συνδέσεις

Οι εύκαμπτοι σύνδεσμοι μπορούν να βοηθήσουν στην περιορισμένη κίνηση και στη μείωση της μετάδοσης κραδασμών όπου καθορίζεται σωστά.

Ωστόσο, δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται για να αντισταθμίσουν την κακή στήριξη του σωλήνα ή την αναγκαστική ευθυγράμμιση.

7.5 Ελέγξτε ξανά την ευθυγράμμιση μετά την εγκατάσταση σωληνώσεων

Η τελική ευθυγράμμιση θα πρέπει να ελέγχεται μετά την εγκατάσταση των σωληνώσεων και τη ρύθμιση στήριξης.

Αυτό το απλό βήμα μπορεί να αναγνωρίσει-την κίνηση που προκαλείται από τις σωληνώσεις πριν η αντλία τεθεί σε μακροχρόνια-λειτουργία.

 

8. Έλεγχος παραμόρφωσης σωλήνα κατά τη θέση σε λειτουργία

Ένας πρακτικός έλεγχος εγκατάστασης είναι η σύγκριση της ευθυγράμμισης του άξονα πριν και μετά τη σύνδεση των σωληνώσεων.

Η γενική διαδικασία είναι:

1. Ευθυγραμμίστε την αντλία και τον κινητήρα.

2. Καταγράψτε τις αρχικές ενδείξεις ευθυγράμμισης.

3. Συνδέστε τις σωληνώσεις αναρρόφησης και εκκένωσης χωρίς να πιέζετε τις φλάντζες.

4. Σφίξτε τις συνδέσεις σωληνώσεων σύμφωνα με την ισχύουσα διαδικασία.

5. Βεβαιωθείτε ότι όλα τα στηρίγματα σωλήνων έχουν τοποθετηθεί σωστά.

6. Ελέγξτε ξανά την ευθυγράμμιση του κινητήρα της αντλίας-.

Εάν η ευθυγράμμιση αλλάξει αισθητά μετά τη σύνδεση των σωληνώσεων, ερευνήστε το σύστημα σωληνώσεων για υπερβολικά εξωτερικά φορτία.

Αυτή η προσέγγιση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη κατά τη θέση σε λειτουργία μεγάλων βιομηχανικών φυγοκεντρικών αντλιών.

 

9. Πώς να μειώσετε τους κραδασμούς της αντλίας και να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής της στεγανοποίησης

Μια αξιόπιστη εγκατάσταση φυγοκεντρικής αντλίας θα πρέπει να αντιμετωπίζει πολλούς παράγοντες μαζί:

Σωστή επιλογή αντλίας

Η αντλία πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με την πραγματική ροή, την κεφαλή, τις ιδιότητες υγρού, τη θερμοκρασία και τις συνθήκες λειτουργίας.

Σταθερό Ίδρυμα

Το θεμέλιο και η πλάκα βάσης πρέπει να παρέχουν επαρκή ακαμψία και στήριξη.

Ακριβής ευθυγράμμιση

Η ευθυγράμμιση της αντλίας και του κινητήρα πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις του κατασκευαστή.

Stress-Ελεύθερη σωλήνωση

Οι συνδεδεμένες σωληνώσεις πρέπει να είναι σωστά ευθυγραμμισμένες, να υποστηρίζονται επαρκώς και να έχουν σχεδιαστεί για θερμική κίνηση.

Κατάλληλες Συνθήκες Λειτουργίας

Αποφύγετε την παρατεταμένη λειτουργία εκτός του συνιστώμενου εύρους λειτουργίας της αντλίας.

Τακτική Παρακολούθηση

Παρακολουθήστε τους κραδασμούς, τη θερμοκρασία του ρουλεμάν, τη διαρροή στεγανοποίησης, την πίεση, τη ροή και άλλες βασικές παραμέτρους για να εντοπίσετε έγκαιρα μη φυσιολογικές τάσεις.

 

Η καταπόνηση του σωλήνα είναι μια συχνά-παραμελημένη αιτία προβλημάτων της φυγόκεντρης αντλίας. Οι υπερβολικές δυνάμεις από κακώς ευθυγραμμισμένες, μη υποστηριζόμενες ή θερμικά περιορισμένες σωληνώσεις μπορεί να επηρεάσουν την ευθυγράμμιση της αντλίας, να αυξήσουν τους κραδασμούς και να μειώσουν τη διάρκεια ζωής των μηχανικών στεγανοποιήσεων και των ρουλεμάν.

Η πιο αποτελεσματική στρατηγική πρόληψης είναι απλή:

Σωστή βάση + Ακριβής ευθυγράμμιση + Ανεξάρτητη υποστήριξη σωλήνων + Ελεγχόμενη θερμική διαστολή + καταπόνηση-Δωρεάν σωληνώσεις

Μια αντλία δεν πρέπει ποτέ να πιέζεται στη θέση της από τον συνδεδεμένο αγωγό.

Η σωστή εγκατάσταση προστατεύει την αντλία, μειώνει τους κραδασμούς, παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μηχανικής στεγανοποίησης και συμβάλλει στη διασφάλιση αξιόπιστης μακροπρόθεσμης-λειτουργίας.

Η HNYB PUMPS παρέχει λύσεις βιομηχανικών φυγοκεντρικών αντλιών για απαιτητικές εφαρμογές. Επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών μας σχετικά με τις απαιτήσεις ροής, κεφαλής, υγρού, θερμοκρασίας και εγκατάστασης για επαγγελματική επιλογή αντλίας.