Kontrolní seznam koncového uživatele pro testování výkonu odstředivého čerpadla
Bez ohledu na to, zda je čerpadlo nové, použité a nedávno upravené nebo čerstvě renovované s kritickým servisním posláním, koncoví uživatelé běžně specifikují přejímací testy hydraulického výkonu, aby byl zaručen výkon čerpadla. Testování výkonu může být složité a mělo by zohledňovat množství proměnných.
Návrhy zkušebních smyček se mohou lišit jak v návrhu systému, tak ve výběru přístrojového vybavení. Obrázek 1 ukazuje příklad otevřené vertikální testovací smyčky používané k testování velkých, vysokokapacitních vertikálních čerpadel; návrhy testovacích smyček se však v odvětví značně liší.
Aplikace čerpadel mohou představovat širokou škálu tolerančních požadavků na průtok, dopravní výšku, účinnost, brzdný výkon (BHP) a požadovanou výšku čistého sání (NPSHR). Z těchto důvodů přijal průmysl čerpadel testovací standardy, které se používají k podrobnému popisu metodologie testování odstředivých čerpadel a definování, zda čerpadlo splňuje výkonové specifikace.
Obrázek 1. Příklad otevřené vertikální testovací smyčky používané k testování velkých, vysokokapacitních vertikálních čerpadel (Obrázky a grafika s laskavým svolením Rotating Equipment Repair Inc.)
Koncový uživatel musí zajistit, aby zkušební standard spolu s přejímacím stupněm byl od začátku řádně specifikován v pořizovací smlouvě na základě konkrétních požadavků na čerpací systém.
Následující kontrolní seznam je primárně založen na testování pro Hydraulic Institute (HI) 14.6-2016, ačkoli specifikace American Society of Mechanical Engineers (ASME) a American Petroleum Institute (API) lze použít s ekvivalentními výsledky.
Obrázek 1. Tento graf ukazuje korigované testovací křivky pro vertikální jednostupňové čerpadlo.
Koncoví uživatelé musí také v kupní smlouvě uvést, zda chtějí, aby byl akceptační test svědkem nebo ne. Testování svědky bude obvykle spojeno se zvýšenými náklady; tato praxe však umožňuje, aby byl kupující přítomen během testování a sběru dat, což zajišťuje integritu testu. Mnoho moderních testovacích zařízení nabízí vzdálené svědectví prostřednictvím webových kamer a sdílení obrazovky. Kupujícímu se tak eliminují cestovní náklady a zároveň je dosaženo cíle osvědčeného testu.
U testů prováděných na místě nabídne následující kontrolní seznam koncovému uživateli užitečného průvodce, který zajistí přesný a úspěšný proces.
Před testem
❑ Ověřte, že budou provedeny nezbytné korekce nadmořské výšky na údajích z hlavy. Pokud nejsou tlakoměry umístěny přesně na středové ose sání a výtlaku, je nutné provést korekci výšky, aby se zohlednil rozdíl mezi výškou středové osy čerpadla a výškou měření.
Obrázky 2. Tento graf ukazuje hrubé testovací křivky pro vertikální jednostupňové čerpadlo.
❑ Zajistěte, aby bylo před zařízením pro měření průtoku přítomno 10 průměrů trubek s hladkým vývrtem, přímé potrubí a pět průměrů potrubí za ním. To zajišťuje plně rozvinutý, jednotný profil rychlosti v sekci měření průtoku.
❑ Ověřte, že tlakové odbočky nejsou blíže než dva průměry potrubí od sacích/výtlačných přírub. To zajišťuje plně rozvinutý, rovnoměrný profil rychlosti v sekci měření tlaku.
Obrázek 2. Snímač točivého momentu, který se přímo spojuje mezi motorem a čerpadlem.
❑ Potvrďte, že metodika výpočtu BHP čerpadla splňuje očekávání. Pokud je příkon motoru použit ve spojení s účinností na typovém štítku motoru, zajistěte, aby byl test prováděn při jmenovité nebo testované rychlosti motoru s čistě elektrickým signálem (síťové napájení). Pokud je motor poháněn frekvenčním měničem (VFD), účinnost na typovém štítku již neplatí, zejména při různých rychlostech. Nejpřesnější metodou pro stanovení BHP je kalibrovaný snímač točivého momentu a otáčkoměr. Většina komerčně dostupných snímačů momentu se přímo spojuje mezi motorem a čerpadlem (viz obrázek 2). Jsou navrženy tak, aby poskytovaly kalibrované údaje pro točivý moment i otáčky za minutu (ot./min.).
❑ Ověřte, že rychlost otáčení je měřena přesně pomocí kalibrovaného otáčkoměru. Použití jmenovitých otáček motoru pro každý bod průtoku bude mít za následek nepřesnosti. Skluz motoru se mění se změnou podmínek zatížení a pohybuje se podél křivky BHP/moment od vypnutí čerpadla k doběhu.
❑ Ověřte, že používaná voda splňuje požadavky na čistotu a chloridy speciálně pro čerpadla vyrobená z austenitické nerezové oceli, aby se zmírnily obavy z praskání způsobeného korozí pod napětím.
Je rozumné to udělat v dostatečném předstihu před datem zkoušky, než se čerpadlo naplní vodou.
❑ Diskutujte o tom, kolik a které průtokové body se mají testovat.Většina norem specifikuje minimálně pět zkušebních bodů. Kupující se však může rozhodnout nechat otestovat podstatně více bodů, aby lépe definoval výkonnostní křivku. Většina norem také specifikuje dva požadované zkušební body. Jeden testovací bod musí být proveden v rozmezí -5 a 0 procent, zatímco další musí být odebrán v rozmezí 0 až +5 procent garantovaného průtoku. Zbývající zkušební body mohou být rovnoměrně rozmístěny po celém provozním rozsahu nebo při specifických průtokech na žádost kupujícího (uzavření, minimální průtok, házení atd.).
❑ Před zahájením testu si vyžádejte bezpečnostní instruktáž k prodiskutování všech potenciálních nebezpečí. Přejímací testy hydraulického výkonu se provádějí s dočasnými potrubními systémy, vlastními pohyblivými konstrukčními podpěrami a za přítomnosti vysokonapěťové/silnoproudé elektřiny. Všechny strany by měly být opatrní, aby se zajistilo, že test bude proveden bezpečně.
Během testu
❑ Po spuštění se ujistěte, že jsou potrubí měřidla odvzdušněna nebo zbavena veškerého vzduchu. Vzduchové kapsy nebo bubliny mohou způsobit značné nepřesnosti měření.
Obrázek 3. Základní uspořádání prstencového potrubí na dvou samostatných testovacích linkách.
❑ Pro testování stupně 1 se ujistěte, že tlakoměry odečítají údaje z prstencového potrubí sestávajícího ze čtyř tlakových odběrů. Obrázek 3 ukazuje základní uspořádání prstencového potrubí na dvou samostatných testovacích linkách na testovací smyčce v Sussexu, Wisconsin. Před provedením jakýchkoliv testovacích bodů musí být ověřeno, že proudění není víření nebo asymetrie, které by mohly ovlivnit přesnost měření. Postup, jak to ověřit, je jednoduchý. Po spuštění dosáhněte stabilního průtoku v místě záruky. Každý ze čtyř tlakových odběrů by pak měl být izolován, jeden po druhém, a zaznamenaná hodnota tlaku. Pokud se jedna z naměřených hodnot liší o více než 0,5 procenta aritmetického průměru měření nebo o více než 1 násobek rychlosti v daném úseku měření, bylo zjištěno víření nebo asymetrie. Víření nebo asymetrie musí být před provedením testu opraveny.
❑ U vertikálních testů čerpadla v otevřené jámě ověřte, že na povrchu vody nejsou přítomny žádné víry zasahující dolů do vstupu čerpadla. Takové víry mohou významně ovlivnit výkon čerpadla.
❑ Zajistěte, aby po každé změně nastavení průtoku byla amplituda fluktuace pro každý měřený parametr přijatelná v rámci limitů testovaného standardu. Toto kritérium musí být splněno po dobu minimálně 10 sekund; mnoho testovacích laboratoří však použije konzervativnější hodnotu asi dvou minut v každém průtokovém bodě, než odebere datový bod.
Po Testu
❑ Zkontrolujte všechny vypočítané datové body včetně celkové dynamické výšky (TDH), BHP, účinnosti čerpadla a NPSHR pomocí nezpracovaných dat přístroje a publikovaných rovnic ze zkušebních norem nebo jiného spolehlivého technického textu. Údaje opravené o jmenovitou rychlost a měrnou hmotnost (SG) by měly být také dvakrát zkontrolovány. Korekcí lze dosáhnout pomocí zákonů afinity a poměru zkušebního SG k polnímu SG. Tyto opravy mohou být významné a neměly by být přehlíženy. Obrázky 1 a 2 ukazují hrubé a opravené testovací křivky pro vertikální jednostupňové čerpadlo (viz strana 68). Všimněte si rozdílů mezi nimi, konkrétně v účinnosti čerpání. Před cestou si připravte excelovou tabulku, abyste mohli po testu rychle zkontrolovat vypočítaná data.
❑ Zkontrolujte kalibrační certifikát každého přístroje, který by měl být součástí závěrečné certifikované zkušební zprávy. Ujistěte se, že žádný z přístrojů není mimo svůj kalibrační interval a že byl zkalibrován podle návazných standardů Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) Ministerstva obchodu USA nebo podle jakéhokoli standardu, který vaše zajištění kvality považuje za nezbytné. Také ověřte, že udávaná přesnost každého přístroje je menší než maximální přípustná nejistota zařízení specifikovaná ve zkušební normě.
❑ Potvrďte, že opravená výkonová křivka splňuje požadavky kupní smlouvy na základě hodnot tolerance v testovací normě. Doporučuje se, aby toto stanovení bylo provedeno před vyjmutím čerpadla z testovacího stojanu pro případ, že je požadováno opakování testu.
I když by tento kontrolní seznam měl sloužit jako užitečný nástroj pro koncové uživatele pověřené specifikováním a sledováním výkonnostních testů, odpovědnost za provedení přesného testu spočívá na testovací laboratoři. Přesto zběžné porozumění testování výkonu a souvisejícím normám umožňuje koncovým uživatelům zajistit výkon zařízení a zároveň poskytnout hodnotu procesu nákupu/renovací.