Melyek a vízszintes centrifugálszivattyúk általános vibrációs hibamódjai?

Vízszintes centrifugálszivattyúk kritikus szerepet játszanak az ipari termelésben, és a vibráció működési állapotuk és megbízhatóságuk alapvető mutatója. A rendellenes vibráció nemcsak a kritikus alkatrészek, például csapágyak, mechanikus tömítések és tengelykapcsolók kopását gyorsítja fel, hanem váratlan állásidőhöz is vezethet.

1. Mechanikai meghibásodási módok

A mechanikai meghibásodás a leggyakoribb és legpusztítóbb rezgésforrás a centrifugálszivattyúkban. Jellemzői gyakran fordulnak elő a forgórész fordulatszámának (1X), kétszeresének (2X) vagy nagyobb harmonikus frekvenciáin.

1.1 Kiegyensúlyozatlanság

Az egyensúlyhiányt az egyenetlen tömegeloszlás okozza a járókerékben, a tengelykapcsolóban vagy magában a szivattyú tengelyében.

Okok: Öntési hibák, egyenetlen kopás, aszimmetrikus kulcs vagy reteszhorony, vagy a járókerék korróziója/szennyeződése a hosszú távú működés során.

Rezgési jellemzők: A rezgési energia elsősorban az 1X sebességű frekvencián koncentrálódik, az amplitúdó jellemzően nagy, a rezgés iránya (radiális) stabil.

Hatás: Ez a szivattyú tengelyének forgása során periodikus centrifugális erők keletkezését okozza, amelyek folyamatosan a csapágyakra hatnak, és felgyorsítja a csapágy kifáradását.

1.2 Eltérés

Az elmozdulás a hajtás (például motor) és a szivattyú tengelye közötti középvonal vagy szög eltérésére utal.

Típusok: A párhuzamos és szögeltéréseket az alábbiak szerint osztályozzuk.

Rezgési jellemzők: A legjellemzőbb jellemző a rezgési energia jelentős növekedése a forgási sebesség 2-szeresénél, bár előfordulhat 1-szeres és 3-szoros frekvencia is. A sugárirányú eltérés nagyobb lehet a forgási sebesség 2-szeresénél, míg a szögeltérés mind az 1-szeres, mind a 2-szeres frekvencián nagy lehet.

Hatás: Ez a tengelykapcsolóban forgás közben időszakos elhajlást és feszültségváltozásokat okoz, jelentős reakcióerőket generálva, amelyek súlyosan károsíthatják a tengelykapcsolót, a csapágyakat és a mechanikus tömítéseket.

1.3 Csapágyhibák

A csapágyak kritikus alkatrészek, amelyek ellenállnak a radiális és axiális erőknek. Meghibásodásuk az egyik vezető oka a berendezések leállásának.

Rezgési jellemzők: A csapágyhibák nem 1X vagy 2X frekvencián nyilvánulnak meg, hanem egyedi, magas frekvenciájú rezgéseket keltenek, amelyeket csapágykarakterisztikus frekvenciáknak neveznek. Ezek a frekvenciák közé tartozik a belső verseny (BPFI), a külső verseny (BPFO), a labda/görgő (BSF) és a ketrec (FTF) frekvenciája.

Fejlesztési szakasz: A korai stádiumú hibák nagyfrekvenciás véletlenszerű zajként nyilvánulhatnak meg; a középső szakaszban különálló csapágyjellemző frekvenciák és azok harmonikusai jelennek meg; a késői szakaszban ezek a frekvenciák túlterheltek, ami szélessávú magas frekvenciájú rezgésekként nyilvánul meg.

1.4 Az alapozás lazasága és szerkezeti rezonancia

Az alapozás lazasága és rezonanciája "láthatatlan gyilkosok" a centrifugálszivattyú rezgésdiagnosztikájában.

Mechanikai lazaság: Laza horgonycsavarok, egyenetlen alaplemezek vagy túlzott hézag a csapágyülés és az alap között.

Rezgési jellemzők: Jellemzően harmonikus rezgések sorozataként nyilvánul meg az 1X, 2X és 3X sebességű frekvenciákon, gyakran félsebességű frekvenciák (0,5X) vagy még bonyolultabb szubharmonikusok jelenlétével, a nemlineáris mechanikai lazaság tipikus jelei.

Szerkezeti rezonancia: Akkor fordul elő, amikor a szivattyú működési frekvenciája (1X) megközelíti a szivattyú vagy a csőrendszer sajátfrekvenciáját.

Hatás: A vibrációs amplitúdó drámai felerősödését eredményezi, még kisebb egyensúlyhiányok vagy eltolódások is jelentős vibrációt okozva.

2. Hidraulikus hibaüzemmódok

A hidraulikus hibákat a folyadékáramlás vagy a nyomás változása okozza, és szorosan összefügg a szivattyú működési pontjával.

2.1 Kavitáció

A kavitáció a buborékképződés és az összeomlás jelensége, amelyet az okoz, hogy a szivattyú szívóoldalán a nyomás a szivattyúzott folyadék telített gőznyomása alá esik.

Rezgési jellemzők: Egyedülálló, véletlenszerű, szélessávú zaj keletkezik, a rezgési energia szétszóródása a magas frekvenciájú tartományban úgy hangzik, mintha kövek gördülnének vagy törnének a szivattyútesten belül.

Hatás: A kavitáció súlyos lyukacsos sérüléseket okoz a járókerék anyagában, ami a fej és a hatékonyság éles csökkenéséhez vezet.

2.2 Túlfeszültség és recirkuláció

Hidraulikus instabilitás léphet fel, ha a centrifugálszivattyú a tervezett áramlási sebesség (BEP) alatt vagy felett működik, különösen alacsony áramlási sebességnél.

Recirkuláció: Alacsony áramlás esetén a folyadék visszafolyhat a járókerék bemeneténél vagy kimeneténél, ami hidraulikus ütést okozhat.

Túlfeszültség: Egyes centrifugálszivattyúkban vagy többszivattyús párhuzamos rendszerekben nagy, időszakos nyomás- és áramlási ingadozások léphetnek fel kis átfolyású üzem közben.

Rezgési jellemzők: Jellemzően alacsony frekvenciájú rezgésben, jellemzően a forgási sebesség 1-szerese alatt, vagy szélessávú alacsony frekvenciájú energiafelhalmozódásban nyilvánul meg. Ez a vibráció ciklikus lökésterhelést fejt ki a csapágyakra.

2.3 Penge áteresztési frekvencia (BPF)

A BPF a nyomás lüktetése, amelyet a folyadék időszakos zavarása okoz, amikor a járókerék lapátok áthaladnak a vágóvíz vagy a diffúzor lapátokon.

Számítás: BPF = sebesség × pengék száma.

Rezgési jellemzők: A rezgési energia a BPF-ben és annak harmonikusaiban összpontosul.

Hatás: Bár általában normális működési jelenség, ha a BPF amplitúdója túl nagy, ez azt jelzi, hogy a hézag (sugárirányú hézag) a tekercsnyelv és a járókerék külső átmérője között nem megfelelően van kialakítva, vagy erősen elhasználódott, vagy hidraulikus illeszkedési probléma van a járókerék és a tekercs között.