Santrifüj pompa mili bükülmesinin nedenlerinin ve onarım yöntemlerinin analizi

Santrifüj pompalar petrokimya, enerji, su arıtma ve maden drenaj endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Santrifüj pompanın dönen ana bileşeni olan pompa mili, istikrarlı ve verimli çalışmayı sağlamak için çok önemlidir. Ancak pompa milleri çeşitli faktörlerden dolayı servis sırasında bükülmeye ve deformasyona eğilimlidir, bu da titreşimin artmasına, yatakların ve contaların erken aşınmasına ve hatta mil kırılması gibi ciddi arızalara yol açabilir. Bu nedenle pompa mili bükülmesi izin verilen aralığı aştığında derhal düzeltilmelidir.

Bu makale, santrifüj pompa mili bükülmesinin ana nedenlerini, bükülme tespit ve değerlendirme yöntemlerini ve çeşitli düzleştirme işlemlerinin teknik ilkelerini ve çalışma noktalarını kısaca tanıtarak pompa ekipmanı bakımı için bir referans sağlar.

• Santrifüj pompa milinin bükülmesinin nedenleri

Pompa milinin bükülmesinin nedenleri çeşitlidir ve başlıca aşağıdakileri içerir:

Uygun olmayan çalışma koşulları:

Santrifüj pompa, optimum verim noktasından sapan bir bölgede uzun süre çalıştığında, pervane dengesiz radyal kuvvetlere maruz kalır ve bu da periyodik şaft sapmasına neden olur. Tekrarlanan eylemler plastik bükülme deformasyonuna yol açabilir. Ayrıca, hatalı başlatma ve kapatma prosedürleri (örneğin, ardışık başlatmalar ve kapatmalar arasında eşit sıcaklık dağılımına izin vermek için yetersiz-aralıklar) kolayca termal stres birikimine yol açabilir ve plastik bükülmeye neden olabilir.

Kurulum ve Hizalama Sorunları

Tahrik ünitesi ile pompa arasındaki kaplinin yetersiz hizalama doğruluğu, mil üzerinde ek bükülme momentleri oluşturabilir. Milin açısal olarak yanlış hizalanması durumunda, yüksek-yoğunluklu radyal titreşim olarak kendini gösteren bükülme meydana gelecektir. Uzun-dönemde yanlış hizalanmış çalışma, şaftın yorulma hasarını hızlandıracak ve hatta bükülmeye neden olabilecektir.

Dış etki ve aşırı yük

Pompanın çalışması esnasında ani bir darbe ile karşılaşması (pervaneye yabancı bir cismin sıkışması gibi) veya ortamdaki katı parçacıklar nedeniyle pervanenin dinamik dengesinin bozulması durumunda rulman, tasarım değerini aşan torka maruz kalarak bükülmesine neden olabilir.

Termal stres ve artık stres

Yüksek-sıcaklıktaki orta seviye pompalar sık ​​sık çalıştırılıp durdurulduğunda veya çalışma koşullarında ciddi değişiklikler yaşandığında, şaftın iç termal gerilim dağılımı dengesiz hale gelir. Üretim sürecinden kaynaklanan artık iç gerilimler servis sırasında kademeli olarak serbest bırakılır ve bu da şaftın kademeli olarak bükülmesine ve deformasyonuna yol açabilir.

• Pompa mili bükülmesini tespit etme yöntemleri

Düzleştirmeden önce pompa milinin bükülme durumu doğru bir şekilde ölçülmelidir. Salgı, şaft bükülmesinin derecesini değerlendirmek için temel teknik göstergedir.

Ölçme Araçları ve Kurulumu. Serbest dönüş sağlamak için pompa milinin her iki ucunu V-bloklar üzerinde destekleyin. Muylu, şaftın ortası ve kaplin ucu gibi önemli konumlara kadran göstergelerini (veya mikrometre göstergelerini) kurun ve probların şaft yüzeyine dik olmasını sağlayın.

Ölçüm Yöntemi. Kadran göstergesinin maksimum ve minimum okumalarını kaydederek pompa milini yavaşça bir tur döndürün. Bu iki okuma arasındaki fark o bölümün radyal salgısıdır. Ölçüm sonuçlarına göre maksimum bükülme noktasındaki bükülmenin yeri, yönü ve miktarı belirlenebilir.

İzin verilen tolerans standartları. "Santrifüj Pompa Revizyonu" gibi endüstri teknik spesifikasyonlarına ve API 610 standardına göre, pompa milinin düzeltilmesi için teknik gereksinimler aşağıdaki gibidir: 1) Muylunun konikliği ve eliptikliği mil çapının 1/2000'ini geçmemeli ve maksimum 0,05 mm'yi geçmemelidir; 2) Muylu yüzeyinde çukurlaşma ve oyuklar gibi kusurlar olmamalıdır ve izin verilen maksimum yüzey pürüzlülüğü Ra 0,8 μm'dir. Muylunun yuvarlaklık ve silindiriklik hataları 0,02 mm'den az olmalıdır; 3) Santrifüjlü yağ pompası milinin düzlüğü, tüm uzunluğu boyunca 0,05 mm'yi geçmemelidir; 4) API 610 standardında düşük hızlı pompa milinin toplam salgısı 0,025 mm'yi, yüksek hızlı pompalar için ise 0,02 mm'yi aşmamalıdır. Ölçülen salgı yukarıdaki izin verilen değerleri aştığında düzeltme işlemi gereklidir.

Ek olarak, düzeltmeden önce, çatlaklar gibi yüzey veya yüzeye yakın kusurların varlığını doğrulamak için-manyetik parçacık testi (JB/T 6912 standardına göre) gibi tahribatsız testler (JB/T 6912 standardına göre) en fazla bükülmeye sahip alanda gerçekleştirilmelidir. Çatlaklar mevcutsa, düzeltme yapılmadan önce bunlar tedavi edilmelidir; aksi takdirde düzeltme işlemi sırasında çatlaklar daha da genişleyebilir.

• Pompa mili bükülmesini düzeltme yöntemleri

Pompa milinin malzeme özelliklerine, çapına, bükülme derecesine ve çalışma gereksinimlerine bağlı olarak düzeltme yöntemleri temel olarak üç kategoriye ayrılır: soğuk düzeltme, sıcak düzeltme ve kompozit düzeltme. Ayrıca özel senaryolara uygun büküm düzeltme gibi işlemler de bulunmaktadır. Soğuk düzleştirme, bükülme miktarının küçük olduğu durumlar için uygundur; esas olarak, mekanik basınç yoluyla oda sıcaklığında şaftın düzlüğünü düzeltir. Sıcak düzleştirme, metalde kontrollü plastik deformasyonu tetiklemek için lokal ısıtmayı kullanır ve büyük bükülme miktarlarına veya yüksek-sertliğe sahip malzemelere sahip şaftlar için uygundur. Kompozit doğrultma, ısıtma ve basıncı birleştirir ve orta derecede bükme miktarları ve yüksek hassasiyet gereksinimleri olan uygulamalar için uygundur.

Soğuk düzleştirme yöntemi

Soğuk düzeltme yöntemi, bükülmüş bir pompa milini oda sıcaklığında düzeltmek için mekanik dış kuvvet uygulama yöntemini ifade eder. Esas olarak şaft uzunluğunun kısa ve bükülme miktarının az olduğu çalışma koşulları için uygundur.

Sıcak Doğrultma

Sıcak düzleştirme, bükülmüş pompa millerini düzleştirmek için ısıtma koşulları altında metalik malzemelerde artan plastisite ve gerilim gevşemesi ilkesinden yararlanır. Öncelikle uzun, yüksek derecede bükülmeye sahip veya karbon çeliği, alaşımlı çelik ve paslanmaz çelik gibi sert malzemelerden (sertliği 35 HRC'den az olmayan) yapılmış miller için uygundur.

Bükme ve düzeltme yöntemi

Bükme ve düzleştirme yöntemi, düzleştirmeyi sağlamak amacıyla metal yüzeyi uzatmak için yerel darbeyi kullanan bir soğuk çalışma yöntemidir. Şaft çapının büyük ve bükülme miktarının küçük olduğu durumlar için uygundur ve özellikle-sahada acil onarım operasyonlarında belirli avantajlara sahiptir.

Teknik Prensip:Şaftın bükülmüş içbükey yüzeyine bir çekiç ve cımbızla vurulur (genellikle şaft yüzeyine uygun kavisli bir çalışma ucu olan çelikten yapılır). Bu, yüzey metalinin darbe altında plastik olarak gerilmesine neden olur ve bükülmeyi yavaş yavaş ortadan kaldırır.

Çalışma Noktaları:Şaftı sert ahşap veya metal levha ile doldurulmuş kare demir bir plaka üzerine, içbükey tarafı aşağı bakacak şekilde yerleştirin. En bükülmüş dışbükey yüzeyin tepesinde sert ahşabı destek olarak kullanın ve kelepçelerle her iki uca da aşağı doğru baskı uygulayın. Şaftın çevresinin -üçte biri içinde, en büyük bükülme noktasından (en alçak içbükey yüzey) başlayarak yavaş yavaş dışarı doğru genişleyerek vurmaya başlayın. Orta alandaki vuruş yoğunluğu yanlara göre daha fazla olmalıdır. Düzleştirme miktarı genellikle vuruş sayısıyla orantılıdır. Her vuruş turundan sonra, gereksinimler karşılanana kadar virajdaki değişimi bir kadranlı göstergeyle ölçün. Son olarak, sertleşmeyi ve artık gerilimi ortadan kaldırmak için 300–400 derecede düşük-sıcaklıkta temperleme işlemi gerçekleştirin.

Önlemler:Cımbızlar, pompa milinden daha düşük sertliğe sahip bir malzemeden yapılmalı veya sert bir malzeme üzerine yerleştirilmiş bakır manşonlara sahip olmalıdır. Şaft yüzeyine zarar gelmemesi için cımbızın kenarları yuvarlatılmış köşelere sahip olmalıdır. Destek, büküm çubuğundan daha yumuşak olmalı ve mil ile temas alanı yeterince geniş olmalıdır.

Kalite kabulü ve-tahribatsız muayene

Düzleştirmeden sonra, düzleştirme kalitesinin operasyonel gereklilikleri karşıladığından emin olmak için pompa milinin kapsamlı bir kalite denetimi yapılmalıdır. İlk olarak, tüm göstergelerin standart gereksinimleri karşıladığını doğrulamak için muylu, mil merkezi ve kaplin ucu gibi önemli bölümlerdeki bir kadranlı gösterge kullanılarak salgı kontrol edilir ve ölçülür. İkinci olarak, düzeltme sonrasında yeni mikro çatlakları veya yüzey kusurlarını kontrol etmek için JB/T 6912 standardına göre ferromanyetik malzeme pompa şaftı üzerinde manyetik parçacık testi kullanılarak-tahribatsız testler gerçekleştirilir. Gerekirse, ısıl işlemin (lokal ısıtma ve düzleştirme sonrasında düşük-sıcaklıkta tavlama gibi) iç gerilimi yeterince ortadan kaldırdığını ve şaft malzemesi özelliklerinin zararlı değişikliklere uğramadığını doğrulamak için sertlik testi yapılır. Şaft ancak son muayeneyi geçtikten sonra yeniden monte edilebilir ve kullanılabilir.

Santrifüj pompa milinin düzeltilmesi son derece teknik ve özel bir bakım işlemidir. Uygulamada öncelikle hassas ölçümle bükülmenin derecesi ve yeri belirlenmelidir. Şaftın malzemesi, çapı, uzunluğu, bükülme miktarı ve çatlak durumu hakkında kapsamlı bir değerlendirme yapılmalıdır. Teknik süreç "önce-tahribatsız muayeneyi, ardından düzeltmeyi ve son olarak kabulü" takip etmeli ve soğuk veya sıcak düzeltme yöntemlerinden biri uygun şekilde seçilmelidir. Kullanılan yöntem ne olursa olsun, çalışma parametreleri sıkı bir şekilde kontrol edilmeli ve düzleştirilen pompa milinin orijinal performansını geri kazandığından ve santrifüj pompanın uzun-dönem güvenli ve istikrarlı çalışmasını garanti ettiğinden emin olmak için kalite denetimleri gerçekleştirilmelidir.