Проактивный уход за насосами: обнаружение проблем до того, как они вызовут простой

Стив Габауэр

Насосы критичны для операций завода. Поломка может остановить производство и привести к дорогостоящему простою, ремонту и/или замене. Проблемы приходят в самый неудобный момент, поэтому важно опережать потенциальные проблемы.

У каждого насоса свой звук и паттерны вибрации. После установки «нормы», обратите внимание на ежедневные изменения в этих паттернах — они могут означать неприятности. Увеличенная или нерегулярная вибрация привода часто первый симптом грядущей поломки. Другие изменения включают снижение скорости, уменьшение расхода, чрезмерную утечку и странные шумы.

Причины отказов, такие как неравномерно изношенные детали, согнутые валы, слабые рабочие колеса и признаки коррозии или абразии, становятся очевидными, когда насос разбирают.

Майкл Дюфрен, служба поддержки клиентов Sulzer Pumps (Canada) Inc. в Торонто, предоставил шесть руководств по устранению неисправностей на недавнем Дне образования Гамильтонской секции Общества трибологов и инженеров по смазке (STLE).

1. Выбор. Рассмотрите ISO 13709 (API 610) для гидравлических критериев выбора: расчетный рабочий расход должен быть в пределах 80–110 % от расхода наилучшей эффективности; насосы должны работать в пределах 70–120 % от расхода наилучшей эффективности; они должны быть способны к увеличению напором минимум на 5 % в расчетных условиях; и подъем напором к запорному клапану должен быть не менее 110 % от расчетного напором.
2. Системные кривые. Потери на трение всегда существуют в системе из-за трубопроводов, клапанов, фильтров и редукторов. Увеличение расхода повышает потери на трение, пропорционально квадрату расхода. Чистый положительный всасывающий напор (NPSH) на объекте должен всегда превышать требуемый насосом NPSH. У каждой жидкости уникальное паровое давление, варьирующееся с температурой, поэтому требуемый NPSH может быть оценен только тестированием. Рабочие колеса, спроектированные для низких NPSH, обычно имеют высокие специфические скорости всасывания и могут бороться при низких расходах. Насосы лучше работают в «зоне комфорта» на своих характеристических кривых, что соответствует предпочтительным полосам расхода API 610.
3. Кавитация. Кавитация происходит, когда давление жидкости падает ниже её парового давления, производя шум и вибрацию при коллапсе паровых пузырей на рабочем колесе. Специфическая скорость всасывания — рейтинг, указывающий способность насоса работать при низких NPSH; отраслевые стандарты рекомендуют диапазон 10 000–11 000.
4. Обратный поток и вибрация. Пики расхода от рабочего колеса могут воздействовать на смежные стационарные элементы, такие как противо-вихревые ребра или выпрямители потока, генерируя вибрацию на частоте прохождения лопастей. Вихревое кольцо жидкости замедляется с расстоянием от входа; когда оно ударяет в стационарные части дальше, оно производит вибрацию более низкой частоты. Чередование выпускных лопастей снижает эту пульсацию. Общие причины вибрации включают дисбаланс, невыравнивание вала, масленый вихрь и основания неисправности.
5. Модификации производительности. Подшлифовка выпускных лопастей рабочего колеса расширяет выходную площадь, улучшая производительность. Перешлифовка всасывающих лопастей или их подрезка снижает требуемый NPSH. Удаление материала с давленческой стороны выпускных лопастей сглаживает лопасть до примерно трети исходной ширины, оставляя выпускную производительность в основном неизменной. Подрезка губок спирали на насосах низкой и средней специфической скорости сдвигает пик эффективности и напором вправо пропорционально изменению площади спирали.
6. Смазка. Наиболее распространенные масла для подшипников насосов — чистые или рафинированные минеральные масла и синтетические масла для высоких температур. Добавки улучшают производительность смазки: антиоксиданты стабилизируют окисление, снижая коррозию и рост вязкости; антипенные добавки предотвращают пенообразование, снижающее несущую способность; укрепители пленки формируют поверхностный слой с более высоким натяжением, снижая металл-металл износ; органические цинковые соединения держат шарик и дорожки разделенными; активные добавки EP химически связываются с металлом подшипника, снижая трение; твердые добавки вроде дисульфида молибдена дополнительно улучшают смазку. Уровень масла должен находиться на полпути через нижний шарик, когда насос в покое. Большинство насосов могут охлаждать масло, когда оно становится слишком горячим; не пытайтесь охладить подшипник охлаждением корпуса, так как сталь расширяется и сжимается. Тепло снижает скорость масла, создавая обратную петлю, генерирующую больше тепла. Натяжка посадки проводит тепло от подшипника на вал. Убедитесь, что нет кнурированных поверхностей или полимеров, используемых для построения вала к правильному размеру.

Эффективное устранение неисправностей начинается с знания вашего насоса. Ознакомьтесь с его нормальной производительностью, следите за работой внимательно и решайте проблемы оперативно, чтобы избежать дорогостоящих производственных перерывов.

Стив Габауэр — инженер, торонто-основанный бизнес-писатель и регулярный контрибьютинг-редактор PLANT. E-mail gahbauer@rogers.com. Комментарии? E-mail jterrett@plant.ca.