Santrifüj pompa pervanesi arızalarının yaygın nedenleri ve çözümleri

Sıvı taşınmasında temel ekipman olarak santrifüj pompalar, petrokimya, su koruma ve belediye, enerji ve ilaç endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Pervane, bir santrifüj pompanın "kalbi" olarak kabul edilir ve çalışma durumu, pompanın verimliliğini, performansını ve genel güvenilirliğini doğrudan etkiler. Mühendislik uygulamalarına dayanan bu makale, kavitasyon, aşınma, korozyon, yabancı nesne tıkanması ve yorulma kırılması dahil olmak üzere santrifüj pompa çarklarının çeşitli tipik arıza modlarını sistematik olarak gözden geçirmekte ve bunları pratik vaka çalışmaları ile analiz etmektedir. Son olarak, mühendislik teknisyenlerine faydalı bir referans sağlamak amacıyla ilgili önleme ve karşı önlemler önerilmektedir.

 

 

• Santrifüj pompa çarkının genel arızaları

 

Kavitasyon Hasarı

Mekanizma: Pompa girişindeki yerel basınç, sıvının o sıcaklıktaki doymuş buhar basıncından düşük olduğunda sıvı buharlaşarak kabarcıklar oluşturur. Sıvı tarafından yüksek-basınç bölgesine taşınan bu kabarcıklar hızla çökerek anlık, son derece güçlü bir yerel darbe kuvveti (yüzlerce MPa'ya kadar) oluşturur. Bu sürekli mikroskobik etki, pervane malzemesi yüzeyinde yorgunluktan dolayı pul pul dökülmelere neden olur ve sonuçta bal peteği benzeri çukurlar ve gözenekler oluşur.

Özellikleri: Kavitasyonun erken aşamalarında pompa performansı bozulur (akış hızı ve basma yüksekliği azalır), buna gözle görülür patlama sesleri ve titreşimler de eşlik eder. Pervane kanadı giriş kenarındaki ön kapak plakasına yakın alan, kavitasyon hasarının birincil bölgesidir.

 

Aşınma ve Korozyon

Aşınma: Pompalama ortamı katı parçacıklar (silt, bulamaç, katalizör tozu vb. gibi) içerdiğinde, bu parçacıklar sürekli olarak pervane yüzeyini kesip ovalayarak sürekli malzeme kaybına yol açar. Aşınmanın derecesi sertliğine, konsantrasyonuna, parçacıkların geometrisine ve sıvı hızına bağlıdır.

Korozyon: Bu, ortam ile pervane malzemesi arasındaki, malzemenin bozulmasına ve çözünmesine yol açan elektrokimyasal veya kimyasal reaksiyonu ifade eder. Aşınma ve korozyon birlikte hareket ettiğinde sinerjik bir etki oluşturarak malzeme arızası sürecini önemli ölçüde hızlandırır; birleşik hasar oranı, bireysel etkilerinin toplamından çok daha yüksektir.

Özellikler:

Aşınma: Pervane yüzeyi pürüzsüz olma eğilimindedir, akış kanalı duvar kalınlığı azalır ve kanat uçları giderek sivrileşir.

Korozyon: Genel olarak tekdüze bir incelme veya lokalize çukurlaşma ve ülser-benzeri çukurlaşmalar şeklinde kendini gösterir.

 

Yabancı Nesne Blokajı ve Dolaşma

Mekanizma: Ön pompa filtresi arızalandığında veya pompalanan ortamın kendisi lifler veya uzun, ince kalıntılar içerdiğinde, bu yabancı nesneler pompa odasına girebilir ve pervane girişinde veya bıçaklar arasındaki akış kanallarında sıkışarak tıkanmaya neden olabilir.

Özellikleri: Önemli ölçüde artan pompa titreşimi, akış hızında keskin bir düşüş ve hatta akış kesintisi. Anormal derecede yüksek motor akımı, ciddi durumlarda motorun aşırı yüklenmesine veya pompa milinin kırılmasına neden olabilir.

 

Yorulma Kırılması

Mekanizma: Çalışma sırasında pervane, düzensiz akış alanının neden olduğu dönme merkezkaç kuvvetine ve değişken strese maruz kalır. Gerilim yoğunlaşma noktalarında (örtüye bıçak kökü bağlantısındaki eğrilik yarıçapı veya döküm kusurları gibi), uzun-dönemli alternatif yükler mikro çatlaklara neden olabilir. Bu çatlaklar yavaş yavaş yayılır ve sonunda bıçağın kırılmasına veya pervanenin tamamen yırtılmasına yol açar.

Özellikleri: Tipik olarak titreşim değerlerinde yavaş ama sürekli bir artış eşlik eder. Kırılma yüzeyi genellikle tipik konkoidal veya plaj-benzeri yorulma çizgileri sergiler ve bu, kırık teşhisi için önemli bir kriter olarak hizmet edebilir.

 

• Çözümler ve Önleyici Tedbirler

 

Kavitasyon Önleme

1. Sistem Tasarımını Optimize Edin: NPSHA'nın, genellikle 0,5-1,0 metrelik bir güvenlik marjıyla, NPSHr'den önemli ölçüde daha yüksek olduğundan emin olun.
2. Çalıştırma ve Bakım: Pompanın aşırı düşük akış koşullarında uzun süre çalıştırılmasından kaçının. Tıkanmadan kaynaklanan kavitasyonu önlemek için giriş filtresini düzenli olarak temizleyin ve emme hatlarının engelsiz kalmasını sağlayın.
3. Malzemeler ve Onarım: Paslanmaz çelik, çift yönlü çelik veya pervanenin kavitasyona- yatkın alanlarındaki Stellite alaşımlı kaynak kaplaması gibi üstün kavitasyon direncine sahip malzemeleri seçin. Halihazırda kavitasyon nedeniyle hasar görmüş pervaneler için, performansı yeniden sağlamak ve hizmet ömrünü uzatmak amacıyla onarım için lazer kaplama gibi gelişmiş işlemler kullanılabilir.

 

Aşınma ve Korozyonla Mücadele

1. Malzeme Seçimi: Pompalanan ortamın aşındırıcı ve korozif özelliklerine uygun yüksek-performanslı malzemeleri seçin. Örneğin, yüksek-kromlu dökme demir yüksek düzeyde aşındırıcı koşullar için uygundur, Hastelloy ve titanyum ise yüksek düzeyde aşındırıcı ortamlarda kullanılır.
2. Yüzey İşlemi: Pervane yüzeyini sertleştirin veya koruyun. Yaygın yöntemler arasında yüzey sertliğini ve korozyon direncini iyileştirmek için tungsten karbür kaplamaların, seramik kaplamaların püskürtülmesi veya nitrürleme yer alır.
3. Tasarım Optimizasyonu: Pervane çıkış hızını düşürerek sıvı temizleme etkisini azaltın; hidrolik stabiliteyi ve mekanik mukavemeti artırmak için kapalı pervane yapılarına öncelik verin; Eş zamanlı olarak, tasarım aşamasında kanatların ve kapak plakalarının kalınlığını uygun şekilde artırın ve yeterli korozyon payı bırakın.

 

Tıkanma ve Dolaşmanın Önlenmesi

1. Gelişmiş Ön{0}}Arıtma: Pompanın önüne güvenilir filtreleme cihazları (sepet filtreler, döner filtreler vb.) takın ve yabancı maddelerin kaynağa girişini azaltmak için düzenli bir temizleme sistemi kurun.
2. Optimize Edilmiş Yapısal Tasarım: Lifli safsızlıklar içeren medyanın taşınmasını içeren uygulamalar için, kanal pervaneleri ve girdap pervaneleri gibi dolaşma önleyici tasarımlara sahip pervane yapılarına öncelik verin.

 

Yorulma kırılmasını önleyin

1. Üretim Kalitesinin Sağlanması: Pervanenin döküm ve işleme süreçlerini sıkı bir şekilde kontrol edin ve kum delikleri, gözeneklilik ve çatlaklar gibi iç kusurların bulunmadığından emin olmak için-tahribatsız test teknikleri (X-ışını ve ultrasonik test gibi) kullanın.
2. Titreşim Kaynaklarının Azaltılması: Pervanenin hassas dinamik dengelemeye tabi tutulması gerekir. Eş zamanlı olarak, yanlış hizalamanın neden olduğu ek periyodik gerilimleri ortadan kaldırmak için pompa ve motorun hizalama doğruluğunu sağlayın.
3. Düzenli Denetim: Pervanenin çalışma durumunu gerçek zamanlı olarak izlemek için durum izleme teknolojilerinden (titreşim analizi ve akustik emisyon teknolojisi gibi) yararlanın; bu, potansiyel yorulma çatlaklarının zamanında tespit edilmesini ve erken uyarılmasını sağlar.

 

Pervane arızası, santrifüj pompanın çalışmasında en yaygın hatalardan biridir ve esas olarak kanat hasarı, deformasyon, gevşek yapı ve aşınmadan kaynaklanır. Farklı arızaları gidermek için farklı onarım yöntemleri kullanılabilir. Onarımın etkinliğini ve güvenilirliğini sağlamak için bakım sırasında güvenlik ve çalıştırma prosedürlerine uyulmalıdır.