Care sunt modurile comune de defectare a vibrațiilor ale pompelor centrifuge orizontale

Pompe centrifuge orizontale joacă un rol critic în producția industrială, iar vibrațiile sunt un indicator de bază al stării de funcționare și al fiabilității lor. Vibrațiile anormale nu numai că accelerează uzura componentelor critice, cum ar fi rulmenții, etanșările mecanice și cuplajele, dar pot duce, de asemenea, la perioade de neașteptate neașteptate.

1. Moduri de defecțiune mecanică

Defecțiunea mecanică este cea mai comună și distructivă sursă de vibrații în pompele centrifuge. Caracteristicile sale apar adesea la frecvențe armonice ale vitezei rotorului (1X), de două ori mai mari decât viteza (2X).

1.1 Dezechilibru

Dezechilibrul este cauzat de distribuția neuniformă a masei în rotor, cuplaj sau arborele pompei în sine.

Cauze: defecte de turnare, uzură neuniformă, cheie asimetrică sau canal de cheie sau coroziune/încrustare a rotorului în timpul funcționării pe termen lung.

Caracteristici de vibrație: Energia de vibrație este concentrată în principal la frecvența vitezei de 1X, amplitudinea este de obicei mare și direcția vibrației (radială) este stabilă.

Impact: Acest lucru face ca forțele centrifuge periodice să fie generate în timpul rotației arborelui pompei, exercitându-le continuu asupra lagărelor și accelerând defectarea lagărului la oboseală.

1.2 Alinierea greșită

Alinierea greșită se referă la abaterea din linia centrală sau unghiul dintre motor (de exemplu, motor) și arborele pompei.

Tipuri: Nealinierea paralelă și alinierea unghiulară sunt clasificate după cum urmează.

Caracteristici de vibrație: Cea mai tipică caracteristică este o creștere semnificativă a energiei de vibrație la 2X frecvența vitezei de rotație, deși pot apărea și frecvențe 1X și 3X. Nealinierea radială poate fi mai mare la 2X frecvența vitezei de rotație, în timp ce nealinierea unghiulară este mare atât la frecvențele 1X cât și 2X.

Impact: Acest lucru provoacă îndoire periodică și modificări ale tensiunii în cuplare în timpul rotației, generând forțe de reacție semnificative care pot deteriora grav cuplajul, rulmenții și etanșările mecanice.

1.3 Defecte ale rulmentului

Rulmenții sunt componente critice care rezistă forțelor radiale și axiale. Eșecul lor este una dintre principalele cauze ale timpului de nefuncționare a echipamentelor.

Caracteristici de vibrație: Defecțiunile lagărului nu se manifestă la frecvența 1X sau 2X, ci produc vibrații unice de înaltă frecvență, cunoscute sub numele de frecvențe caracteristice ale rulmentului. Aceste frecvențe includ cursa interioară (BPFI), cursa exterioară (BPFO), frecvențele bile/role (BSF) și cușcă (FTF).

Etapa de dezvoltare: Defecțiunile din stadiul inițial se pot manifesta ca zgomot aleator de înaltă frecvență; în stadiul de mijloc, apar frecvențe caracteristice purtătoare distincte și armonicile lor; în stadiul târziu, aceste frecvențe sunt depășite, manifestându-se ca vibrații de înaltă frecvență în bandă largă.

1.4 Relaxarea fundației și rezonanța structurală

Slăbirea fundației și rezonanța sunt „ucigașe invizibile” în diagnosticarea vibrațiilor pompei centrifuge.

Slăbire mecanică: șuruburi de ancorare slăbite, plăci de bază neuniforme sau spațiu liber excesiv între scaunul rulmentului și bază.

Caracteristici de vibrație: Se manifestă în mod obișnuit ca o serie de vibrații armonice la frecvențele de viteză 1X, 2X și 3X, adesea cu prezența frecvențelor cu jumătate de viteză (0,5X) sau chiar subarmonici mai complexe, sunt semne tipice ale slăbiciunii mecanice neliniare.

Rezonanța structurală: Apare atunci când frecvența de funcționare a pompei (1X) se apropie de frecvența naturală a pompei sau a sistemului de conducte.

Impact: rezultând o amplificare dramatică a amplitudinii vibrațiilor, chiar și dezechilibre minore sau dezechilibre care cauzează vibrații semnificative.

2. Moduri de defecțiune hidraulică

Defecțiunile hidraulice sunt cauzate de modificări ale debitului sau presiunii lichidului și sunt strâns legate de punctul de funcționare al pompei.

2.1 Cavitația

Cavitația este fenomenul de formare și colaps de bule cauzate de presiunea de pe partea de aspirație a pompei care scade sub presiunea vaporilor saturați a lichidului pompat.

Caracteristici de vibrație: Este generat un zgomot unic, aleatoriu, de bandă largă, cu energie de vibrație difuzată în domeniul de înaltă frecvență, sună ca pietrele care se rostogolesc sau se sparg în corpul pompei.

Impact: Cavitația provoacă deteriorarea gravă a materialului rotorului, ducând la o scădere bruscă a capului și a eficienței.

2.2 Surge și recirculare

Instabilitatea hidraulică poate apărea atunci când o pompă centrifugă funcționează sub sau peste debitul său proiectat (BEP), în special la debite mici.

Recirculare: La debite mici, lichidul poate curge înapoi la intrarea sau la ieșirea rotorului, provocând șocuri hidraulice.

Surplus: În unele pompe centrifuge sau sisteme paralele cu mai multe pompe, pot apărea fluctuații mari și periodice ale presiunii și debitului în timpul funcționării cu debit scăzut.

Caracteristici de vibrație: se manifestă de obicei ca vibrații de joasă frecvență, de obicei sub 1 × viteza de rotație sau acumulare de energie în bandă largă de joasă frecvență. Această vibrație exercită sarcini ciclice de șoc asupra rulmenților.

2.3 Frecvența de trecere a lamei (BPF)

BPF este pulsația de presiune cauzată de perturbarea periodică a fluidului pe măsură ce palele rotorului trec prin volute cutwater sau paletele difuzorului.

Calcul: BPF = Viteză × Număr de lame.

Caracteristici de vibrație: Energia de vibrație este concentrată în BPF și armonicile sale.

Impact: Deși, de obicei, este un fenomen normal de funcționare, dacă amplitudinea BPF este prea mare, aceasta indică faptul că jocul (jocul radial) dintre limba volutei și diametrul exterior al rotorului nu este proiectat corespunzător sau este uzat sever, sau există o problemă de potrivire hidraulică între rotor și volută.