Jak selhávají ložiska, spojky a těsnění – a jak je opravit.
Nadměrné vibrace, hlučné skřípání, vydávání vyššího než normálního tepla, údaje o tlaku na křivce a unikající procesní kapaliny – to vše jsou příznaky, že hrozí selhání čerpadla. Aby se předešlo většímu poškození čerpadla API610 a následného zařízení a také nákladným prostojům při opravách, je nutné zjistit hlavní příčinu problému s čerpadlem a rychle jej obnovit na špičkový výkon.
Ložiska, spojky a těsnění jsou nejčastějšími součástmi čerpadla, které selhávají. Zkušenosti ukazují, že přehlížení těchto položek bude stát nejen náklady na údržbu, ale také zdroje a prostoje, které zvýší provozní náklady. Zde je návod, jak identifikovat tyto poruchy dílů, odhalit základní příčiny a zabránit tomu, aby se opakovaly.
1. Ložiska: Jak selhávají
Mnoho červených vlajek může být indikátorem problémů s ložiskem: zvýšené hodnoty vibrací, hlučnější než obvyklý provoz a zvýšená teplota kolem ložiskového pouzdra jsou běžnými varováními. Věnujte pozornost těmto malým znamením. Neignorujte ani drobné chrastění; v době, kdy se ozve hlasité pištění, jsou ložiska obvykle prostřelena a čerpadlo se chystá zablokovat.
Ložiska jsou sice obvykle mazána v továrně, ale budou vyžadovat individuální plán mazání v závislosti na aplikaci a provozním plánu čerpadla. (Jednou výjimkou jsou zapouzdřená ložiska.) Nedodržení správného mazání ložisek může vést k přehřátí a předčasnému selhání.
Další hrozbou pro správnou funkci ložiska je znečištění mazivem. Písek a jiné nečistoty mohou poškodit povrch ložiska, způsobit nekonzistentní provoz a zkrátit životnost ložiska. Méně častou hrozbou pro ložiska je nesouosost a vibrace, které mohou časem způsobit odlupování a poškození povrchu ložiska.
Jak předejít selhání
Stanovte si pravidelný plán mazání a zdokumentujte mazání v deníku údržby. Vyhněte se běžným chybám při mazání popsaným níže.
Chybou číslo jedna při mazání v terénu je přidávání maziva za chodu čerpadla. Pokud je čerpadlo mazáno za chodu, mazivo se nedostane k valivým tělesům a ložiska poběží nasucho. Před přidáním maziva do ložisek vždy vypněte čerpadlo.
Nikdy nemíchejte druhy maziv. Různá zahušťovadla tuků mohou být nekompatibilní a způsobit hladovění nebo tvrdnutí.
Ložiska nepřemazávejte. Přemazání může být stejně škodlivé jako nedostatečné mazání. Přemazání může způsobit silné zahřívání a předčasné selhání ložisek. (Uvědomte si, že utěsněná ložiska nevyžadují dodatečné mazání; pokud se do ložisek utěsněného typu přidá mazivo, mohlo by to způsobit posunutí těsnění.)
Pravidelně kontrolujte mazivo. Pokud se zdá, že je kontaminovaný, nechte jej analyzovat, abyste zjistili, jaký typ nečistot proniká do ložiskového tělesa. Po určení typu kontaminace proveďte nápravná opatření, aby se zabránilo opakování.
Dobrý návrh systému a pevná instalace by měly zabránit nadměrným vibracím, které mohou vést k odlupování nebo důlkové tvorbě ložisek. Čerpadla by měla být namontována bezpečně na rovném podkladu, s mimořádnou opatrností věnovanou podepření sacího potrubí, aby se zabránilo jakémukoli namáhání čerpadla. Závěs na potrubí nainstalovaný na výtlačném potrubí by měl nést veškerou hmotnost, nikoli čerpadlo nebo plášť. Správnou instalaci a podporu naleznete na obrázku 1. Pravidelně sledujte, zda zařízení nevykazuje změny vibrací a teploty, abyste zjistili měnící se podmínky.
2. Spojky: Jak selhávají
Spojky selžou, když hřídel čerpadla a hřídel motoru nejsou v zákrytu. Mohou být nesouosé od začátku kvůli nesprávné instalaci nebo se tak časem stanou kvůli vibracím systému. Jedním ze způsobů, jak vizuálně identifikovat vadnou spojku, je hledat černé nečistoty pod oblastí spojky odstředivého čerpadla. To je z vložky spojky, která je umístěna mezi přírubami spojky. Na nesouosé spojce, čela přírub, které se o sebe třou, časem rozdrtí vložku a vytvoří hromadu hoblin.
Dalším klíčovým ukazatelem nesprávně seřízených spojek jsou vibrace. Jakékoli vibrace vyšší než ty, které jsou běžně pozorovány během běžného provozu čerpadla, by měly být prozkoumány.
Jak předejít selhání
Vyrovnání spojky by mělo být zkontrolováno vždy, když existuje podezření na problém – kvůli výše zmíněným hoblinám nebo vibracím – a také jako součást plánu běžné údržby. Při každé opravě čerpadla je třeba ověřit správné vyrovnání před spuštěním a poté, co čerpadlo dosáhne provozní teploty (tzv. „horké vyrovnání“).
Paralelní vyrovnání spojky by se mělo nejprve zkontrolovat umístěním pravítka přes dvě příruby spojky a změřením maximálního přesazení v různých bodech po obvodu spojky. Pokud maximální přesazení překročí hodnotu udanou výrobcem spojky, spojku je třeba znovu vyrovnat.
Jakmile jste spokojeni s paralelním vyrovnáním, úhlové vyrovnání spojky by mělo být zkontrolováno pomocí mikrometru nebo posuvného měřítka. Změřte od vnější strany jedné příruby k vnější straně druhé v intervalech po obvodu spojky. Pokud rozdíl mezi maximem a minimem překročí toleranci udanou výrobcem spojky, spojku je třeba znovu seřídit. Pokud je nutná korekce, je třeba znovu zkontrolovat paralelní vyrovnání. Viz obrázek 2 pro správné techniky vyrovnání spojů.
3. Mechanické těsnění: Jak selhávají
Poruchy mechanické ucpávky jsou obvykle velmi snadno rozpoznatelné – pomalé odkapávání nebo někdy stálý proud procesní kapaliny pocházející z ucpávky je mrtvá věc. Těsnění tvoří většinu poruch rotujícího zařízení během životnosti zařízení, ale jen zřídka jsou hlavní příčinou selhání.
Špatný výběr materiálu těsnění pro proces je častou chybou. Špatný výběr může vést k bobtnání nebo praskání O-kroužků těsnění nebo korozi čela těsnění. Zatímco většina lidí ví, že si má vybrat těsnění podle procesní kapaliny – např. pro korozivní kapalinu je potřeba robustnější těsnění – mnozí neberou v úvahu provozní podmínky. Tekutina jako voda by normálně byla považována za inertní. Přidejte však extrémní teplotu a mohlo by dojít k blikání a poškození na těsnicí ploše.
Další teplotní faktor, který může mít vliv na těsnění, i když byl materiál těsnění správně vybrán, také souvisí s provozními podmínkami. Převedení zastaveného čerpadla z okolní teploty na okamžitý provoz při extrémně vysoké teplotě nebo podchlazené kapalině může způsobit tepelný šok těsnění a způsobit prasknutí.
Čerpadla, která pohybují viskóznějšími kapalinami, jako je barva, mohou vidět nahromadění podél ploch a okrajů těsnění. Postupem času to může lepit těsnění a způsobit selhání. Na obrázku 3 je uveden příklad těsnění, které selhalo kvůli nánosu barvy.
Kromě těchto specifických problémů s výběrem těsnění a aplikací je hlavní příčinou selhání těsnění chod těsnění nasucho, který může způsobit tepelný šok nebo spálit elastomery těsnění. Jakýkoli počet systémových problémů může mít za následek chod na sucho. Nízká hladina kapaliny ze zdroje, zablokování sací strany čerpadla nebo provoz s uzavřeným výtlakem (mrtvý směr), to vše může způsobit nárůst teploty a vést k selhání těsnění.
Jak předejít selhání
Prvním krokem, jak se vyhnout selhání mechanické ucpávky, je vybrat správné těsnění pro procesní kapalinu i provozní podmínky. Aplikaci si podrobně prohlédněte s technikem prodeje aplikace namísto výchozího výběru podle typu tekutiny.
Pokud se jedná o extrémní teploty, zvažte změny spouštěcích postupů, abyste předešli tepelným šokům na těsnění. Postupně zavádějte procesní kapalinu do čerpadla, aby se všechny součásti zahřály na plnou teplotu pomaleji. Dalším možným řešením je přidání externích topných nebo chladicích prvků.
Pro aplikace náchylné k procesnímu usazování na těsnění lze přidat externí systém proplachování těsnění, aby se tyto částice nelepily na těsnění. Je-li na čerpadle přítomen externí proplachovací systém, měl by být udržován v dobrém provozním stavu a měl by být zkontrolován, zda nedochází k nahromadění nebo selhání těsnění.
Jakmile je pro aplikaci vybrán správný materiál těsnění, zaměření by se mělo přesunout na sací stranu zařízení, aby se zabránilo chodu nasucho. Pokud kapalina ve zdroji pravidelně klesá, měl by být nainstalován spínač kontroly hladiny, aby se zabránilo nízké hladině dodávky. Pokud je pozorován průtok na výtlaku nebo pokles tlaku, znamená to, že je třeba zkontrolovat sání, zda není ucpané. S výjimkou krátkých období pro testování výkonu čerpadla by čerpadlo nikdy nemělo běžet s uzavřeným výtlakem – tomu mohou zabránit postupy značení a dohledu.
Řešením problémů s těsněním je dodatečné vybavení procesu bezucpávkovým čerpadlem. Tyto konstrukce s vertikálně uzavřenými kolonami snižují úniky přes průchodku škrticí klapky, zachycují jakýkoli náhodný únik ve sloupci čerpadla a vypouštějí jej zpět do sací nebo napájecí nádrže. Vertikální bezucpávková čerpadla jsou vhodná pro širokou škálu náročných aplikací – dokonce i pro ty s vysokým obsahem pevných látek nebo s vysokoteplotními kapalinami. Dodatečné vybavení instalace horizontálního čerpadla pomocí vertikálního čerpadla s uzavřeným sloupem lze obvykle provést s minimálními změnami potrubí a přidáním podpěr pro konfigurace externí montáže.
Dokumentace
Konvenční moudrost tvrdí, že kdo se nepoučí z historie, je odsouzen ji opakovat – to platí, pokud jde o údržbu a opravy čerpadel. Dokumentace oprav může pomoci identifikovat budoucí problémová čerpadla a pomoci při diagnostice budoucích poruch čerpadel. Tento důležitý závěrečný krok je často přehlížen, jakmile je čerpadlo opět v provozu.
Je třeba poznamenat několik klíčových prvků. Čím více podrobností bude zdokumentováno, tím snazší bude určit tyto odlehlé faktory. Pro začátek by poznámky k údržbě měly zahrnovat jakékoli neobvyklé provozní podmínky kolem načasování opravy (např. období odstávky na dovolenou, mimořádně vysoké teploty atd.). Poznamenejte si umístění čerpadla v procesu a důvod, proč bylo čerpadlo identifikováno pro opravu (zastavení, výkon, úniky, hluk, zesilovače atd.).
Poznámky k opravě by také měly obsahovat diagnostiku a kroky podniknuté k opravě čerpadla. Když je identifikováno jako problémové čerpadlo, může být označeno pro bližší kontrolu instalace, potrubí, provozu a oprav. Tato podrobnější kontrola by měla vést k identifikaci hlavní příčiny poruch.
Použití historických dat k odstranění opakujících se problémů prodlouží životnost čerpadla a zabrání prostojům procesu.
podle Jim Clayton
https://www.pumpsandsystems.com/