7 juni 2024

Grundläggande om centrifugalpumpar – Känn dina maskiner

Centrifugalpumpar är vanliga inom industrin, de används för att förflytta olika vätskor från en plats till en annan. Detta arbete utförs med hjälp av ett roterande pumphjul, eller ”impeller”, med ett antal ”skovlar” på det. Hjulet verkar mot pumpens inre hölje, som antingen är av volutförstärkningstyp eller diffusortyp och producerar den kraft som behövs för att flytta vätskan genom rören till dess önskade plats.

Komponenter i centrifugalpump

Denna utrustningstyp inkluderar följande komponenter:

  • Motor
  • Transmission/koppling
  • Pump (tätning, impeller, volutförstärkning)
  • Axel
  • Lager
  • Ventiler
  • Rörsystem

Konfigurationer av centrifugalpumpar

De flesta centrifugalpumpar använder en AC icke-synkron motor, en koppling och en pumpuppsättning som har runt 2-6 skovlar på rotorn. Pumpen i sig består av en tätning, impeller, volutförstärkning/diffusor, axel och lager. Ventiler och rörsystem är också komponenter som behöver beaktas. Varje komponent har sina egna felmekanismer, som vi kommer att gå igenom nedan:

AC Icke-synkron Motor

Alla elektriska fel relaterade till denna motortyp är en risk för alla centrifugalpumpsuppsättningar. Detta inkluderar spruckna eller trasiga rotorstänger (speciellt om motorn startar och stoppar ofta), lagerskador (om den körs på en frekvensomriktare), samt alla andra elektriska problem relaterade till en AC-motor.

Lagerfel är också ett vanligt fel i alla motorer. Korrekt justering, smörjning och att hålla vibrationsnivåerna under ISO-rekommenderade nivåer är nyckeln till att maximera livslängden på dina elektriska motorer. Det rekommenderas att de laserjusteras till tolerans, smörjs med ultraljudssmörjtekniker och att vibrationsanalys används för att upptäcka eventuella vibrationsavvikelser som obalans eller strukturell resonans.

Koppling/Transmission

Kopplingen/transmissionen är en annan viktig komponent i centrifugalpumpar. En koppling är den vanligaste typen på pumpar inom industrin, så vi kommer att fokusera mer på utrustning som använder koppling för att överföra den roterande energin från motorn till pumpen.

Det finns flera olika typer av kopplingar inom industrin, såsom:

  • Skivpaket
  • Flexibel kugghjulskoppling
  • Galler
  • Bälgar
  • Elastomerisk

De har alla sina fördelar och nackdelar. Lastkapacitet, feljusteringstoleranser och löpande underhåll är några av de huvudsakliga faktorerna som beaktas vid val av rätt koppling för rätt applikation.

En visuell inspektion av kopplingen, med hjälp av en stroboskoplampa, kan göra det enkelt att hitta slitage eller skador på många av de kopplingar som används i fältet. När man utför en laserjustering på kopplingar är det en bra idé att justera till standardtolerans snarare än den ”annonserade” toleransen i kopplingens installationsguide. Bara för att kopplingen kan hantera feljusteringen betyder det inte att lagren och tätningarna kan det. Vissa kopplingar behöver smörjas eller har andra löpande underhållskrav som vi behöver vara medvetna om. Vänligen granska installations-/underhållsguiden som kom med från OEM.

Vi ser också remdrivna pumpar som riskerar remslitage, feljustering och översträckning. Genom att använda ett laseruppriktningsverktyg och sträcka dina remmar ordentligt, kommer du att uppleva längre remlivslängd och mindre slitage på remskivor, lager och tätningar.

Pumpkomponenter

Pumpen inkluderar axel, lager, impeller och pumphus. Lagerarrangemanget kommer att bero på pumpstil, last och transmissionstyp. Det är vanligt att pumpar har ett rullager på kopplingssidan av pumpen och två vinkelkontaktlager rygg mot rygg för att hantera den axiella lasten.

Pumpslitage, kavitation och lagerslitage är de vanligaste felmekanismerna för pumpkomponenten på denna maskintyp. Korrekt smörjning är nyckeln till att uppnå lång lagringslivslängd; de flesta pumpar har ett siktglas som kan användas för att visuellt inspektera smörjmedelsnivåerna. Det är viktigt att hålla siktglaset rent, eftersom de tenderar att ”färga” precis vid den nivå den är mest, vilket kan vara missvisande om den blir låg.

Vibrationsmätning kan upptäcka de flesta av de tidigare nämnda felen. Kom ihåg att skovelfrekvenser är vid (Antal Skovlar X RPM). En hög 1x skovelfrekvensvibration indikerar en hög belastning på pumpen. Det rekommenderas också att ta en vibrationsavläsning som är från 0-120KCPM och titta efter en förhöjd brusnivå i accelerationsspektrumet som skulle indikera kavitation. Om du misstänker kavitation, kan du manipulera ventilerna medan du tittar på live-data och se det förändras. Ta en vibrationsavläsning i alla tre riktningar på båda lagerplatserna. Användning av kuverteringstekniker i datainsamlingen kommer att hjälpa till med tidig upptäckt.

Centrifugalpumpar och rörsystem

Rörsystemet kan påverka den totala livslängden på dina centrifugalpumpar. Därför är det viktigt att beräkna ”huvudtrycket” om du tänker dig att ha inga utgångsrör högst upp på pumpen och helt enkelt låta vätskan skjuta ut ur toppen. Höjden som vätskan skulle nå är pumphuvudet. Detta kan beräknas som en funktion av HP, pumpens rotordiameter och hastighet. Att ha rätt huvudtryck är en nödvändighet om du vill att din pump ska köras effektivt och pålitligt. Höjden och antalet/vinkeln på böjarna i rören påverkar pumpens huvud och behöver hållas i åtanke för korrekt drift. Det är också en bra idé att förskjuta dina rörhängare med varierande avstånd för att undvika att hamna i en resonans.

Ventiler

Ventiler begränsar eller stänger av flödet helt antingen till eller från pumpen. Om du inte använder dina ventiler korrekt kan du snabbt och allvarligt skada din pump. Ventiler är också en komponent att överväga när man tittar på underhåll eller problem som kan uppstå i pumpar som körs i en industriell miljö. Felaktig ventilkontroll kan orsaka betydande skador på en pump på kort tid.

Drift av centrifugalpumpar

En annan viktig faktor för denna pumptyp är relaterad till deras drift. Det är ganska vanligt att industriella anläggningar har redundans i sina pumpsystem, vilket innebär att det finns en ”primär” och en ”sekundär” enhet som körs antingen en eller den andra vid en given tidpunkt. Dessa typer av pumpar gillar att köras; om de lämnas stillastående under långa perioder kommer du att uppleva problem som inte skulle finnas om enheten var i kontinuerlig drift. Det är mycket viktigt att dessa pumpar används enligt ett schema och övervakas med hjälp av vibrationsanalys. Annars kan din reserv vara skadad utan att någon vet om det, vilket tar bort den största fördelen med att ha den redundansen från början.

Det finns många fler typer av pumpar och konfigurationer ute i den industriella världen, men dessa är mycket vanliga och du har nu en bättre förståelse för driften, felsökningen och underhållet av centrifugalpumpar.