Φθορά πλήμνης ισορροπίας αντλίας πολλαπλών σταδίων: Αιτίες, συμπτώματα και πρόληψη

Οι πολυβάθμιες φυγόκεντρες αντλίες χρησιμοποιούνται ευρέως σε εφαρμογές παροχής νερού υψηλής-πίεσης, τροφοδοσίας λέβητα, εξόρυξης, παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, πετροχημικών και βιομηχανικών διεργασιών. Επειδή πολλές πτερωτές είναι διατεταγμένες σε σειρά, αυτές οι αντλίες δημιουργούν σημαντική αξονική ώθηση κατά τη λειτουργία.

Για τον έλεγχο αυτής της ώθησης, πολλές αντλίες πολλαπλών σταδίων χρησιμοποιούν ένα υδραυλικό σύστημα εξισορρόπησης όπως αδίσκο ισορροπίας, πλήμνη ισορροπίας ή τύμπανο ισορροπίας. Όταν τα εξαρτήματα ισορροπίας λειτουργούν σωστά, η υπερβολική αξονική κίνηση μπορεί να ελαχιστοποιηθεί και η αντλία μπορεί να διατηρήσει σταθερή απόδοση.

Ωστόσο, η φθορά της πλήμνης ζυγοστάθμισης ή του συνιστώμενού της μπορεί να μειώσει την υδραυλική απόδοση, να αυξήσει τους κραδασμούς και τελικά να οδηγήσει σε σοβαρή βλάβη της αντλίας. Η κατανόηση των αιτιών της φθοράς του συστήματος ισορροπίας είναι επομένως σημαντική για την αξιόπιστη λειτουργία.

 

 

1. Τι είναι ο διανομέας ισορροπίας σε μια αντλία πολλαπλών σταδίων;

Κατά τη λειτουργία, οι πτερωτές παράγουν υδραυλικές δυνάμεις στην αξονική κατεύθυνση. Καθώς ο αριθμός των σταδίων και η πίεση λειτουργίας αυξάνεται, η προκύπτουσα αξονική ώθηση μπορεί να γίνει σημαντική.

Μια συσκευή εξισορρόπησης δημιουργεί μια αντίθετη υδραυλική δύναμη για να μειώσει την καθαρή αξονική ώθηση που ενεργεί στον ρότορα.

Η πλήμνη ισορροπίας λειτουργεί κανονικά με ένα μικρό, ελεγχόμενο διάκενο σε σχέση με το ταιριαστό εξάρτημά του. Αυτό το διάκενο είναι σημαντικό τόσο για την υδραυλική εξισορρόπηση όσο και για την αξιόπιστη λειτουργία.

Πολύ μικρή απόσταση:περιστρεφόμενα και σταθερά εξαρτήματα μπορεί να έρχονται σε επαφή μεταξύ τους.

Πολύ μεγάλο διάκενο:Η εσωτερική διαρροή αυξάνεται και η απόδοση εξισορρόπησης μπορεί να επιδεινωθεί.

Επομένως, το σύστημα ισορροπίας πρέπει να διατηρεί τη σωστή γεωμετρία και διάκενο καθ' όλη τη διάρκεια ζωής της αντλίας.

 

2. Κύριες αιτίες φθοράς Balance Hub

Η φθορά της πλήμνης ισορροπίας είναι συνήθως αποτέλεσμα πολλών μηχανικών, υδραυλικών και λειτουργικών παραγόντων και όχι ενός μεμονωμένου προβλήματος.

2.1 Λανθασμένη ευθυγράμμιση άξονα

Η κακή ευθυγράμμιση μεταξύ της αντλίας και του οδηγού μπορεί να προκαλέσει εκτροπή του άξονα, κίνηση του ρότορα και ανομοιόμορφη απόσταση γύρω από τη συσκευή εξισορρόπησης.

Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε τοπική επαφή και ανομοιόμορφη φθορά.

Οι πιθανές ενδείξεις περιλαμβάνουν:

Ανώμαλα σημάδια φθοράς

Αυξημένη δόνηση

Μη φυσιολογική αξονική κίνηση

Επανειλημμένα προβλήματα στεγανοποίησης ή ρουλεμάν

Η ακριβής ευθυγράμμιση του άξονα είναι ιδιαίτερα σημαντική για αντλίες πολλαπλών σταδίων υψηλής-ταχύτητας και υψηλής{1} πίεσης.

 

2.2 Υπερβολική ή ασταθής αξονική ώθηση

Η αξονική ώθηση μιας αντλίας πολλαπλών σταδίων αλλάζει ανάλογα με τις υδραυλικές συνθήκες λειτουργίας.

Λειτουργία σημαντικά μακριά από το σημείο σχεδιασμού, η υπερβολική ροή, η εσωτερική φθορά ή οι αλλαγές στην κατανομή της πίεσης σταδίου μπορεί να επηρεάσουν την αξονική δύναμη που ασκείται στον ρότορα.

Εάν το σύστημα εξισορρόπησης απαιτείται να αντισταθμίσει τις μη φυσιολογικές συνθήκες ώσης για μεγάλα χρονικά διαστήματα, η φθορά μπορεί να επιταχυνθεί.

Επομένως, η αντλία θα πρέπει να λειτουργεί εντός του συνιστώμενου εύρους λειτουργίας του κατασκευαστή.

 

2.3 Λανθασμένη εκκαθάριση υπολοίπου

Η απόσταση ισορροπίας είναι μια από τις πιο κρίσιμες διαστάσεις στο σύστημα εξισορρόπησης.

Εάν το διάκενο είναι πολύ μικρό, μπορεί να προκύψει επαφή μεταξύ περιστρεφόμενων και ακίνητων εξαρτημάτων. Εάν γίνει υπερβολική λόγω φθοράς, μπορεί να διαρρεύσει περισσότερο νερό μέσω του θαλάμου εξισορρόπησης και το αποτέλεσμα υδραυλικής εξισορρόπησης μπορεί να μειωθεί.

Κατά τη διάρκεια της γενικής επισκευής, το διάκενο θα πρέπει να μετράται αντί να εκτιμάται οπτικά και να συγκρίνεται με τα καθορισμένα όρια του κατασκευαστή.

 

2.4 Λειαντικό ή Μολυσμένο Νερό

Τα στερεά σωματίδια μπορούν να επιταχύνουν σημαντικά τη φθορά σε υδραυλικά εξαρτήματα μικρής απόστασης-.

Οι πιθανοί ρυπαντές περιλαμβάνουν:

Αμμος

Κλίμακα

Σωματίδια σκουριάς

Συντρίμμια συγκόλλησης

Άλλα αιωρούμενα στερεά

Τα σωματίδια που εισέρχονται στο διάκενο ισορροπίας μπορεί να προκαλέσουν λειαντική φθορά και να αυξήσουν το διάκενο λειτουργίας.

Για το νερό τροφοδοσίας του λέβητα και άλλες κρίσιμες εφαρμογές, η διατήρηση της κατάλληλης ποιότητας νερού και η πρόληψη της μόλυνσης κατά την εγκατάσταση και τη λειτουργία είναι σημαντική.

 

2.5 Συμβατότητα διάβρωσης και υλικού

Μια πλήμνη ισορροπίας που λειτουργεί σε διαβρωτικό μέσο μπορεί να υποστεί ζημιά στην επιφάνεια, διάτρηση ή απώλεια της ακρίβειας των διαστάσεων.

Επομένως, η επιλογή υλικού θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη:

Υγρή σύνθεση

Θερμοκρασία

Πίεση

Χαρακτηριστικά διάβρωσης

Συνθήκες διάβρωσης

Η χρήση υλικού που δεν είναι κατάλληλο για εφαρμογή μπορεί να μειώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του εξαρτήματος.

 

2.6 Υπερβολικοί κραδασμοί της αντλίας

Η δόνηση μπορεί να αυξήσει τη σχετική κίνηση μεταξύ του ρότορα και των στατικών εξαρτημάτων.

Οι πιθανές αιτίες περιλαμβάνουν:

Ανισορροπία ρότορα

Φθορά ρουλεμάν

Λανθασμένη ευθυγράμμιση ζεύξης

Σπηλαίωση

Καταπόνηση σωλήνα

Προβλήματα θεμελίωσης

Λειτουργία εκτός του συνιστώμενου εύρους

Εάν συνεχιστεί η υπερβολική δόνηση, τα εξαρτήματα της ισορροπίας μπορεί να εμφανίσουν επανειλημμένη επαφή ή μη φυσιολογική φόρτιση, επιταχύνοντας τη φθορά.

 

2.7 Προβλήματα με την ισορροπία ή τη ροή έκπλυσης

Ορισμένα σχέδια αντλιών πολλαπλών σταδίων απαιτούν κατάλληλη ισορροπία-νερού ή διάταξη έκπλυσης.

Οι φραγμένες δίοδοι, η ανεπαρκής ροή, η εσφαλμένη πίεση ή το μολυσμένο νερό έκπλυσης μπορεί να επηρεάσουν τις υδραυλικές συνθήκες γύρω από τη συσκευή εξισορρόπησης.

Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα:

Αυξημένη διαρροή

Κακή απόδοση εξισορρόπησης

Τοπική υπερθέρμανση

Επιταχυνόμενη φθορά

Επομένως, το σύστημα ισορροπίας και έκπλυσης θα πρέπει να επιθεωρούνται κατά την τακτική συντήρηση.

 

3. Κοινά συμπτώματα φθοράς Balance Hub

Τα προβλήματα του συστήματος ισορροπίας δεν εμφανίζονται πάντα ξαφνικά. Πολλές αλλαγές λειτουργίας μπορούν να παρέχουν έγκαιρες προειδοποιήσεις.

Αυξημένη αξονική κίνηση

Η μη φυσιολογική αξονική μετατόπιση του ρότορα ή του άξονα μπορεί να υποδεικνύει αλλαγές στο σύστημα εξισορρόπησης ή αυξημένη αξονική ώθηση.

Αυξημένη δόνηση

Η φθορά του συστήματος ισορροπίας μπορεί να συμβάλει σε κραδασμούς, ειδικά όταν συνδυάζεται με προβλήματα ρότορα, ρουλεμάν ή ευθυγράμμισης.

Μειωμένη κεφαλή ή ροή αντλίας

Καθώς το διάκενο της ισορροπίας αυξάνεται, η εσωτερική διαρροή μπορεί να αυξηθεί και η υδραυλική απόδοση μπορεί σταδιακά να επιδεινωθεί.

Αυξημένη κατανάλωση ενέργειας

Η μειωμένη υδραυλική απόδοση ή η αλλαγή των συνθηκών λειτουργίας μπορεί να οδηγήσει σε υψηλότερο ρεύμα ή κατανάλωση ισχύος κινητήρα.

Μη φυσιολογικός θόρυβος ή θερμοκρασία

Ο ασυνήθιστος μηχανικός θόρυβος, οι αλλαγές θερμοκρασίας του ρουλεμάν ή η τοπική θέρμανση μπορεί να υποδηλώνουν εσωτερική επαφή ή άλλα μηχανικά προβλήματα.

Αυτά τα συμπτώματα θα πρέπει να αξιολογούνται μαζί αντί να αποδίδονται μόνο στον κόμβο ισορροπίας.

 

4. Πώς να επιθεωρήσετε ένα φθαρμένο κέντρο ισορροπίας

Όταν υπάρχει υποψία φθοράς της πλήμνης ισορροπίας, συνιστάται συστηματικός έλεγχος.

Βήμα 1: Ελέγξτε τα λειτουργικά δεδομένα

Σύγκριση ρεύματος:

Ροή

Κεφάλι

Πίεση

Ρεύμα κινητήρα

Δόνηση

Αξονική μετατόπιση

με ιστορικά δεδομένα λειτουργίας.

Βήμα 2: Ελέγξτε την ευθυγράμμιση αντλίας και οδηγού

Επαληθεύστε την ευθυγράμμιση{0}}του κινητήρα της αντλίας και επιθεωρήστε τη ζεύξη, τη βάση και τις σωληνώσεις για συνθήκες που μπορεί να προκαλέσουν κίνηση του άξονα.

Βήμα 3: Επιθεωρήστε τα στοιχεία ισορροπίας

Κατά τη διάρκεια της γενικής επισκευής, ελέγξτε:

Ισορροπία επιφάνειας πλήμνης

Συστατικό ζευγαρώματος

Διάκενο τρεξίματος

Διάβρωση

Διάβρωση

Ανώμαλη φθορά

Βαθμολογία ή σημεία επαφής

Βήμα 4: Ελέγξτε τις υδραυλικές διόδους

Επιθεωρήστε τις διόδους ισορροπίας και έκπλυσης για απόφραξη, εναποθέσεις ή μη φυσιολογική διαρροή.

Βήμα 5: Προσδιορίστε τη βασική αιτία

Μην αντικαθιστάτε απλώς το φθαρμένο εξάρτημα. Προσδιορίστε εάν το υποκείμενο πρόβλημα σχετίζεται με ευθυγράμμιση, ποιότητα νερού, υδραυλική λειτουργία, κραδασμούς, διάκενο ή άλλη κατάσταση.

 

5. Πώς να αποτρέψετε τη φθορά του Balance Hub

Ένα αξιόπιστο σύστημα ισορροπίας απαιτεί σωστό σχεδιασμό, κατασκευή, εγκατάσταση, λειτουργία και συντήρηση.

Σωστή επιλογή αντλίας

Επιλέξτε την αντλία σύμφωνα με τα απαιτούμενα:

Ρυθμός ροής

Κεφάλι

Ιδιότητες υγρών

Θερμοκρασία

Πίεση

Εύρος λειτουργίας

Αποφύγετε την άσκοπη υπερμεγέθυνση που μπορεί να αναγκάσει την αντλία να λειτουργεί μακριά από την προτιμώμενη περιοχή.

Ακριβής κατασκευή και συναρμολόγηση

Η πλήμνη ισορροπίας, τα συναρμολογούμενα εξαρτήματα, ο άξονας και τα σχετικά μέρη απαιτούν ακριβή κατεργασία και σωστές αποστάσεις συναρμολόγησης.

Σωστή εγκατάσταση

Εξασφαλίζω:

Ακριβής ευθυγράμμιση{0}}του κινητήρα της αντλίας

Σταθερό θεμέλιο

Σωστή τοποθέτηση άξονα

Σωστή στήριξη σωληνώσεων

Καθαρίστε τις υδραυλικές διόδους

Σταθερή Λειτουργία

Αποφεύγω:

Μακροχρόνια-λειτουργία εκτός του συνιστώμενου εύρους

Σπηλαίωση

Υπερβολική δόνηση

Συχνές περιττές εκκινήσεις και στάσεις

Μολυσμένο λειτουργικό υγρό

Προληπτική συντήρηση

Παρακολουθήστε τακτικά:

Δόνηση

Αξονική κίνηση

Κεφαλή και ροή αντλίας

Ρεύμα κινητήρα

Κατάσταση ρουλεμάν

Εκκαθάριση υπολοίπου

Ισορροπία ή ροή έκπλυσης

Η παρακολούθηση τάσεων μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό της επιδείνωσης πριν συμβεί μια σημαντική αποτυχία.

 

5. Πώς να αποτρέψετε τη φθορά του Balance Hub

Ένα αξιόπιστο σύστημα ισορροπίας απαιτεί σωστό σχεδιασμό, κατασκευή, εγκατάσταση, λειτουργία και συντήρηση.

Σωστή επιλογή αντλίας

Επιλέξτε την αντλία σύμφωνα με τα απαιτούμενα:

Ρυθμός ροής

Κεφάλι

Ιδιότητες υγρών

Θερμοκρασία

Πίεση

Εύρος λειτουργίας

Αποφύγετε την άσκοπη υπερμεγέθυνση που μπορεί να αναγκάσει την αντλία να λειτουργεί μακριά από την προτιμώμενη περιοχή.

Ακριβής κατασκευή και συναρμολόγηση

Η πλήμνη ισορροπίας, τα συναρμολογούμενα εξαρτήματα, ο άξονας και τα σχετικά μέρη απαιτούν ακριβή κατεργασία και σωστές αποστάσεις συναρμολόγησης.

Σωστή εγκατάσταση

Εξασφαλίζω:

Ακριβής ευθυγράμμιση{0}}του κινητήρα της αντλίας

Σταθερό θεμέλιο

Σωστή τοποθέτηση άξονα

Σωστή στήριξη σωληνώσεων

Καθαρίστε τις υδραυλικές διόδους

Σταθερή Λειτουργία

Αποφεύγω:

Μακροχρόνια-λειτουργία εκτός του συνιστώμενου εύρους

Σπηλαίωση

Υπερβολική δόνηση

Συχνές περιττές εκκινήσεις και στάσεις

Μολυσμένο λειτουργικό υγρό

Προληπτική συντήρηση

Παρακολουθήστε τακτικά:

Δόνηση

Αξονική κίνηση

Κεφαλή και ροή αντλίας

Ρεύμα κινητήρα

Κατάσταση ρουλεμάν

Εκκαθάριση υπολοίπου

Ισορροπία ή ροή έκπλυσης

Η παρακολούθηση τάσεων μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό της επιδείνωσης πριν συμβεί μια σημαντική αποτυχία.

 

Η φθορά της πλήμνης ισορροπίας αποτελεί σημαντική ανησυχία συντήρησης για φυγόκεντρες αντλίες πολλαπλών σταδίων, ιδιαίτερα σε εφαρμογές υψηλής-πίεσης και συνεχούς-λειτουργίας.

Οι κύριες αιτίες μπορεί να περιλαμβάνουνλανθασμένη ευθυγράμμιση, υπερβολική αξονική ώθηση, ακατάλληλο διάκενο, μολυσμένα ή διαβρωτικά υγρά, υπερβολικοί κραδασμοί και προβλήματα με την ισορροπία ή τη ροή έκπλυσης.

Η πιο αποτελεσματική λύση δεν είναι απλώς η αντικατάσταση ενός φθαρμένου κόμβου ισορροπίας. Η βασική αιτία θα πρέπει να εντοπιστεί και να διορθωθεί για να αποφευχθεί η επαναλαμβανόμενη αποτυχία.

Με σωστή επιλογή αντλίας, ακριβή κατασκευή και συναρμολόγηση, σωστή εγκατάσταση, σταθερή λειτουργία και τακτική παρακολούθηση της κατάστασης, η διάρκεια ζωής του συστήματος ισορροπίας και της συνολικής αντλίας πολλαπλών σταδίων μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά.