Risoluzione dei problemi di vibrazione nelle pompe centrifughe

Le pompe centrifughe servono come cavalletti di lavoro critici in innumerevoli applicazioni industriali, dalle strutture di trattamento dell'acqua e dagli impianti di lavorazione chimica ai sistemi HVAC e all'irrigazione agricola. Queste macchine versatili trasferiscono in modo affidabile fluidi convertendo l'energia cinetica rotazionale in energia idrodinamica. Tuttavia, quando emergeranno problemi di vibrazione, possono compromettere significativamente le prestazioni della pompa, ridurre l'efficienza operativa e ridurre drasticamente la durata delle attrezzature.

I problemi di vibrazione nelle pompe centrifughe portano sfide alla sicurezza e alla stabilità del funzionamento, rendendo il rilevamento precoce e la corretta risoluzione dei problemi critici per prevenire i tempi di fermo costosi e il guasto delle apparecchiature. Questa guida completa esplora le cause principali delle vibrazioni della pompa, delle tecniche diagnostiche, delle procedure di risoluzione dei problemi e delle strategie di manutenzione preventiva che vi aiuteranno a mantenere le prestazioni ottimali della pompa.

Comprensione della vibrazione della pompa centrifuga

Prima di immergersi nelle procedure di risoluzione dei problemi, è importante capire cosa provoca la vibrazione nelle pompe centrifughe. La vibrazione della pompa di lavoro è generata sia da fonti meccaniche che idrodinamiche. Le fonti meccaniche sono invariabilmente generate dalla rotazione delle masse sbilanciate e dall'attrito nei cuscinetti, mentre le vibrazioni idrodinamiche sono dovute a perturbazioni di flusso fluido e all'interazione delle lame del rotore in particolare con la lingue volute e/o.

Tuttavia, le vibrazioni eccessive indicano problemi di fondo che richiedono un'attenzione immediata. Quando una pompa centrifuga smette di fornire una pressione sufficiente, si rompe frequentemente, o vibra ad alti livelli, spesso i problemi di sistema vengono diagnosticati come problemi di pompa perché la pompa è quella che fa il rumore o la sottoperformazione.

Cause primarie di vibrazione nelle pompe centrifughe

Identificare la causa principale delle vibrazioni è il primo passo verso una risoluzione efficace dei problemi. I fattori multipli possono contribuire a vibrazioni eccessiva della pompa e spesso si verificano diversi problemi contemporaneamente.

Problemi di equilibratura

La distribuzione uniforme di massa in componenti rotanti come giranti e alberi può portare a squilibri di forza centrifuga, causando vibrazioni. L'equilibrio rappresenta una delle cause più comuni di vibrazioni della pompa e può provenire da diverse fonti.

Nelle pompe centrifughe, lo squilibrio è generalmente causato dall'usura non uniforme della girante (ad esempio per cavitazione) o dalla rottura della lama. Ulteriori cause includono procedure di bilanciamento improprie durante la produzione o la manutenzione, l'accumulo di depositi sulle superfici della girante, o la corrosione che crea distribuzione di massa irregolare.

Se la girante della pompa è centrale, la più alta vibrazione sarà probabilmente nella direzione radiale con la più alta ampiezza alla velocità di funzionamento della pompa (1X RPM). Questa caratteristica firma delle vibrazioni aiuta i tecnici a identificare lo squilibrio come causa principale durante le procedure diagnostiche.

Problemi di disallineamento

Il disallineamento tra pompa e motore del conducente tra le cause principali di guasto del cuscinetto prematuro e vibrazioni eccessiva. Il disallineamento dell'albero non è facile da rilevare e difficile da misurare esternamente, rendendolo un problema particolarmente impegnativo per diagnosticare senza strumenti e competenze adeguati.

Il disallineamento orizzontale comporta il disallineamento di alberi motore e pompa nel piano orizzontale, il disallineamento verticale comporta il disallineamento di alberi nel piano verticale, e il disallineamento angolare comporta deviazioni angolari tra alberi motore e pompa.

Il disallineamento può derivare da un'installazione impropria, dall'espansione termica durante il funzionamento, dall'assetto delle fondamenta o dall'allentamento dei bulloni di montaggio nel tempo.

Caviazione

La cavitazione della pompa è un sintomo di insufficiente testa di aspirazione positiva netta, che si verifica quando la pressione assoluta del liquido all'ingresso della girante si avvicina alla pressione del vapore liquido, causando le tasche a formare e collassare mentre passano attraverso la girante.

La cavitazione si verifica quando la pressione in un liquido scende sotto la sua pressione del vapore, causando bolle di vapore da formare nella pompa, e quando queste bolle si muovono in una zona di pressione superiore, collassano violentemente, creando onde d'urto che possono infilare e erodere superfici metalliche all'interno della pompa. Le ripetute implosioni generano il rumore caratteristico e le vibrazioni, causando danni progressivi ai componenti della pompa.

Spesso si può identificare la cavitazione della pompa dal suono della pompa – come le rocce stanno rombo nella pompa o nella pompa di popping distintiva. La cavitazione della pompa può contribuire in modo significativo alle vibrazioni e al rumore all'interno di una pompa, rendendo essenziale affrontare questo problema tempestivamente quando rilevato.

La cavitazione avviene a causa dell'insufficiente Testa di Aspirazione Positiva Net disponibile (NPSHa), alte temperature di fluido, eccessiva velocità della pompa o restrizioni nella linea di aspirazione.

Indossare e guasto

L'usura del cuscinetto, la scarsa lubrificazione o l'eccessiva distanza possono portare a vibrazioni. I cuscinetti sostengono l'albero rotante e mantengono un corretto allineamento tra componenti stazionari e rotanti. Quando i cuscinetti si deteriorano, consentono un eccessivo movimento dell'albero, creando vibrazioni e accelerando ulteriori danni.

I problemi di cuscinetti si sviluppano da molteplici cause, tra cui lubrificazione insufficiente, contaminazione, sovraccarico, disallineamento o semplicemente usura normale nel tempo. Le perdite di tenuta possono consentire al fluido di entrare nell'alloggiamento del cuscinetto, causando scarsa lubrificazione e vibrazione.

I cuscinetti a rulli generano frequenze specifiche relative alla frequenza del passaggio a sfere, alla frequenza della gabbia e ai difetti della corsa dei cuscinetti. Gli analisti di vibrazione qualificati possono identificare queste firme per individuare esattamente quale componente del cuscinetto ha fallito.

Albero di ricambio

Una pompa con un albero piegato può causare vibrazioni assiali elevate con differenze di fase assiali che tendono a 180° sullo stesso rotore. La flessione dell'albero avviene tipicamente a causa di una manipolazione impropria durante l'installazione o la manutenzione, lo stress termico o danni agli urti.

Una vibrazione dominante avviene normalmente a 1X RPM se la curva è vicino al centro dell'albero, e può verificarsi a 2X RPM se è piegata vicino all'accoppiamento. È possibile identificare un albero della pompa piegata utilizzando indicatori di linea per misurare l'uscita dell'albero durante la rotazione.

Questioni di fondazione e di montaggio

Una fondazione non rigida può causare una vibrazione della base che sostiene la pompa e il motore, quindi è necessario controllare la fondazione, la rigidità della fondazione. Una fondazione inadeguata non riesce a fornire un supporto stabile, permettendo alle vibrazioni di amplificare piuttosto che darmi.

I problemi della Fondazione includono massa insufficiente, sbavatura improprio, calcestruzzo deteriorato, bulloni di ancoraggio sciolti o supporto strutturale inadeguato.Le condizioni del piede morbido, dove uno o più piedini di montaggio non fanno un contatto solido con la piastra di base, contribuiscono anche alle problematiche di vibrazione.

Problemi di resistenza e supporto

La tubazione di aspirazione o scarico non ancorata correttamente potrebbe richiedere la revisione del supporto lì. Improperly supportato tubazioni lo stress e le vibrazioni alla pompa, mentre anche potenzialmente causando il disallineamento come espansione termica si verifica.

L'espansione termica deve essere accolta attraverso un corretto routing dei tubi, loop di espansione o giunti di espansione. Quando le forze di tubazione agiscono sull'involucro della pompa, possono distorcere l'allineamento, stressare l'involucro e creare problemi di vibrazione che persistono anche dopo altri problemi.

Problemi idraulici

Il danneggiamento delle giranti, le lame rotte o l'insufficienza di spazio tra la girante e l'involucro possono portare a vibrazioni. L'uso di una pompa lontana dal suo Best Efficiency Point (BEP) crea instabilità idraulica, ricircolo e turbolenza che si manifestano come vibrazione e rumore.

La pulsazione di flusso si sviluppa quando una pompa funziona vicino alla sua testa di chiusura, e i manometro sul tubo di scarico della pompa fluiranno. Questa condizione di flusso instabile crea pulsazioni di pressione che causano vibrazioni durante tutto il sistema.

Gli eccessivi sgomberi dell'anello di usura permettono la ricircolo interno che riduce l'efficienza e crea turbolenza. Oggetti esteri alloggiati nella girante o nei modelli di flusso di rottura del voluto e creano squilibri.

Riconoscere i segni e i sintomi dei problemi di vibrazione

Il rilevamento precoce delle problematiche di vibrazione consente un intervento tempestivo prima che i problemi minori si inasprino in gravi guasti. Il personale di manutenzione dovrebbe monitorare per diversi indicatori chiave che segnalano lo sviluppo di problemi di vibrazione.

Rumore eccessivo

I livelli di rumore insoliti o in aumento spesso accompagnano problemi di vibrazione. I diversi problemi producono suoni caratteristici che aiutano a identificare la causa principale. La cavitazione crea un suono caratteristico che si incide o che si schiude. Il mancato funzionamento del cuscinetto produce rumori di rettifica o di squillo. Il malessere può causare un suono di frustamento che cambia con velocità.

Gli operatori che conoscono il normale funzionamento della pompa possono rilevare cambiamenti sottili nel suono che indicano problemi di sviluppo. Qualsiasi cambiamento significativo nelle caratteristiche del rumore garantisce l'indagine, in quanto in genere segnala che le condizioni sono cambiate o i componenti sono deteriorati.

Movimento visibile

L'eccessiva vibrazione può essere visibile ad occhio nudo, con la pompa, il motore o la tubazione che mostrano evidente agitazione o movimento. Mentre alcune vibrazioni sono normali, il movimento visibile indica livelli che superano i limiti accettabili e richiedono un'attenzione immediata.

Controllare i componenti sciolti, spostare le basi o il movimento alle protezioni di accoppiamento. Visibile vibrazione suggerisce che le forze hanno superato la capacità del sistema di smorzarle, potenzialmente portando al rapido deterioramento dei componenti e delle connessioni.

Fluttuazioni di pressione e di flusso

La pressione o la portata di scarico non stabilita spesso indicano problemi legati alle vibrazioni. Cavitazione, ricircolo e instabilità idraulica producono tutte le prestazioni fluttuanti che gli operatori possono osservare attraverso manometri e contatori di flusso.

I misuratori di flusso possono mostrare una potenza variabile nonostante il funzionamento costante della velocità, che suggerisce problemi idraulici che generano vibrazioni e riducono l'efficienza della pompa.

Temperatura aumentata

La vibrazione genera attrito e calore nei cuscinetti, guarnizioni e altri componenti. Le temperature dei cuscinetti elevate indicano un carico eccessivo, una lubrificazione insufficiente o danni ai cuscinetti. Le macchie calde sull'involucro della pompa possono segnalare la sfregatura interna o la ricircolo.

Il monitoraggio regolare della temperatura utilizzando termometri a infrarossi o telecamere di imaging termico aiuta a rilevare problemi di sviluppo prima che si verifichino guasti.

Leakage di sigillamento e cuscinetto

L'eccessiva vibrazione accelera l'usura su guarnizioni meccaniche e guarnizioni dei cuscinetti, portando a perdite. La fuga di fluidi dall'area di tenuta o dalla perdita di olio da alloggiamenti dei cuscinetti indica che le vibrazioni hanno superfici di tenuta compromesse.

Insufficienza di tenuta non solo i rifiuti pompati fluido, ma può anche consentire ai contaminanti nelle case dei cuscinetti, accelerando il deterioramento dei cuscinetti.

Prestazioni ridotte

I problemi di vibrazione spesso si manifestano come prestazioni della pompa in declino. Riduzione del flusso, riduzione della pressione di scarico, o riduzione dell'efficienza suggeriscono che le autorizzazioni interne sono aumentate, i componenti sono usurati, o le condizioni idrauliche si sono deteriorate.

Il confronto delle prestazioni attuali contro i dati della linea di base o le curve del produttore aiuta a quantificare il degrado.

Monitoraggio e standard di misurazione della vibrazione

La risoluzione efficace dei problemi di vibrazioni richiede tecniche di misura adeguate e la comprensione dei livelli di vibrazioni accettabili. I limiti di vibrazione ammissibili per le pompe centrifughe possono essere trovati in API 610 standard o ISO 10816-7. Queste norme forniscono linee guida per valutare la gravità delle vibrazioni e determinare quando è necessario un'azione correttiva.

Località di misura

Il corretto posizionamento dei sensori è fondamentale per una valutazione accurata delle vibrazioni. Le misurazioni devono essere effettuate in tre direzioni ortogonali: orizzontale, verticale e assiale. Questa misurazione a tre assi cattura la firma completa delle vibrazioni e aiuta a identificare problemi specifici.

Prendere le misure il più vicino possibile alla linea centrale del cuscinetto per la rappresentazione più accurata delle vibrazioni dell'albero. Evitare di misurare su coperture sottili o componenti non strutturali che possono amplificare o falsare le letture delle vibrazioni.

Parametri di vibrazione

La vibrazione può essere misurata in diversi modi, ciascuno fornendo diverse intuizioni. Lo spostamento misura la distanza di movimento effettiva, tipicamente in mils o micrometri. La velocità misura il tasso di movimento, di solito in pollici al secondo o millimetri al secondo. L'accelerazione misura il tasso di variazione della velocità, espresso in g o metri al secondo quadrato.

Le misurazioni della velocità sono più comunemente utilizzate per il monitoraggio generale delle macchine, perché si correlano bene con la gravità delle vibrazioni su un ampio range di frequenza. Le misurazioni dell'accelerazione sono più sensibili a problemi di alta frequenza come i difetti del cuscinetto. Le misurazioni dello spostamento sono utili per il monitoraggio della posizione dei macchinari a bassa velocità e dell'albero.

Analisi della frequenza

L'analisi del contenuto di frequenza delle vibrazioni fornisce informazioni diagnostiche cruciali. Diversi problemi generano vibrazioni a frequenze caratteristiche relative alla velocità dell'albero, alla frequenza del passaggio della lama, alle frequenze degli elementi di cuscinetto e ad altri parametri meccanici.

L'equilibrio appare solitamente a 1X velocità di esecuzione (una volta RPM). Il disallineamento mostra spesso vibrazioni elevate a 1X e 2X velocità di esecuzione con vibrazioni assiali significative. I difetti di cuscinetti producono vibrazioni a frequenze specifiche calcolate dalla geometria del cuscinetto. La frequenza del passaggio della lama è uguale al numero di furgoni della girante moltiplicato per velocità dell'albero.

L'analisi dello spettro tramite Fast Fourier Transform (FFT) converte i segnali di vibrazione del dominio temporale in spettro di frequenza-dominio, rivelando queste frequenze caratteristiche e consentendo una diagnosi precisa delle sorgenti di vibrazione.

Procedure di risoluzione dei problemi complete

La risoluzione dei problemi sistemici segue una sequenza logica per identificare e correggere efficacemente i problemi delle vibrazioni. Un approccio metodologico previene lo sforzo sprecato sulle diagnosi errate e garantisce che le cause della radice siano affrontate piuttosto che i sintomi.

Passo 1: Raccogli informazioni e Stabilisci la linea di base

Cominciate raccogliendo tutte le informazioni disponibili sul sistema di pompaggio, le condizioni operative e la cronologia delle vibrazioni.Rispettare i registri di manutenzione, i registri operativi e i dati delle vibrazioni precedenti.

Stabilire una linea di base misurando le vibrazioni in tutte le posizioni dei cuscinetti in tre direzioni. Registrare i livelli di vibrazione complessive e catturare gli spettri di frequenza per analisi dettagliate. Confrontare le letture correnti contro i dati storici, le specifiche del produttore e gli standard del settore per determinare la gravità.

Interrogatori su eventuali cambiamenti nelle prestazioni, rumori insoliti o eventi operativi che hanno preceduto il problema delle vibrazioni.

Fase 2: Eseguire l'ispezione visiva

Condurre un'ispezione visiva approfondita dell'intero sistema di pompaggio mentre è in esecuzione (osservando le opportune precauzioni di sicurezza) e dopo l'arresto.

Controllare le condizioni del piede morbido allentando ogni bullone di montaggio individualmente e osservando se appaiono lacune. Ispezionare l'accoppiamento per usura, danni o disallineamento.

Cercare segni di cavitazione tra cui rumore, fluttuazioni di pressione e danni di tubazione sulle superfici di girante se la pompa può essere aperta. Verificare le condizioni di aspirazione, tra cui pulizia del filtro, posizioni valvola e livello liquido nel serbatoio di alimentazione.

Passo 3: Controllare l'allineamento

L'allineamento dell'albero deve essere verificato utilizzando strumenti di misura di precisione. Mentre l'allineamento grezzo può essere controllato con un rettilineo, l'allineamento accurato richiede indicatori di linea o sistemi di allineamento laser.

Misurare sia il disallineamento angolare che parallelo in piani verticali e orizzontali. Letture di documenti e confronto contro le tolleranze del produttore, che tipicamente specificano l'allineamento entro pochi millesimi di un pollice. Correggi qualsiasi disallineamento trovato, assicurando che la crescita termica è considerata per le pompe che maneggiano fluidi caldi.

Dopo aver corretto l'allineamento, verificare che lo stress di tubazioni non abbia tirato fuori la pompa dall'allineamento. Loosen tubazioni e osservare se la pompa sposta posizione, indicando che le forze di tubazione stanno influenzando l'allineamento.

Passo 4: Valutare le condizioni idrauliche

Valutare se la pompa funziona entro la sua gamma idraulica accettabile. Tracciare il punto di funzionamento attuale sulla curva di prestazione della pompa per determinare quanto lontano si devia dal Best Efficiency Point (BEP). L'operazione significativamente sinistra o destra di BEP crea instabilità e vibrazione idrauliche.

Verifica il tuo NPSH disponibile del sistema per supportare correttamente o per determinare se c'è un problema di sistema disponibile NPSH che deve essere risolto. Calcola NPSHa in base alle condizioni di sistema e confrontalo con il NPSHr della pompa.

Verificare le restrizioni di flusso nella linea di aspirazione, compresi i cestini intasati, le valvole parzialmente chiuse, i tubi sottodimensionati o gli accessori e i gomiti eccessivi. Verificare che la fonte di aspirazione fornisce un livello liquido adeguato e che il vortice non si verifica all'ingresso.

Esaminare le condizioni di scarico per un'eccessiva sovrapressione che potrebbe forzare il funzionamento lontano dal BEP. Considerare se i cambiamenti di sistema hanno alterato il punto di funzionamento in quanto la pompa è stata originariamente installata.

Passo 5: Ispezione dei componenti rotanti

Se i controlli esterni non rivelano il problema, l'ispezione interna può essere necessaria. Spegnere la pompa seguendo le procedure adeguate e aprirla per l'esame. Ispezionare la girante per danni, usura, corrosione o lodgment di oggetti stranieri.

Misurare le sdoganamento dell'anello e confrontarle con le specifiche del produttore. L'eccessivo spazio consente la ricircolo interno che riduce le prestazioni e crea turbolenze. Esaminare l'albero per la rettilineità utilizzando indicatori di linea, verificando per la piegatura che causerebbe vibrazioni.

Verificare le autorizzazioni dei cuscinetti e confrontarle con le specifiche. Esaminare la condizione di lubrificazione, cercando contaminazione, degradazione o quantità insufficiente. Sostituisci i cuscinetti che mostrano segni di deterioramento.

Verificare che le facce di tenuta siano pulite e non danneggiate, assicurarsi che le molle di tenuta provvedano al corretto caricamento e che tutti i componenti di tenuta siano correttamente posizionati.

Passo 6: Assemblea rotante di equilibrio

Se lo squilibrio viene identificato come fonte di vibrazioni, l'assemblaggio rotante deve essere bilanciato. Le giranti devono essere bilanciate con precisione, che ha un impatto enorme sulla vita dei cuscinetti della pompa.

Il bilanciamento del negozio fornisce i risultati più precisi bilanciando l'assemblaggio completo del rotore su attrezzature di precisione. Questo approccio è preferito quando la pompa viene smontata per la manutenzione. Il bilanciamento del campo utilizza pesi di prova e misurazioni delle vibrazioni per calcolare i pesi di correzione senza rimuovere il rotore, offrendo una soluzione più veloce quando la smontaggio non è pratica.

Dopo aver bilanciato, verificare che le vibrazioni siano state ridotte a livelli accettabili. Documentare la condizione di equilibrio finale per il futuro riferimento. Ricordate che il bilanciamento corregge solo i problemi di distribuzione di massa e non risolverà le vibrazioni da altre fonti come il disallineamento o i problemi di cuscinetti.

Fase 7: Indirizzo Fondazione e questioni di montaggio

Se si individuano problemi di fondazione, devono essere corretti per fornire un supporto stabile. Riparare calcestruzzo deteriorato, correttamente piastre di base di grana, e garantire che i bulloni di ancoraggio sono stretti e adeguatamente placcati. La fondazione deve avere una massa e una rigidità adeguata per assorbire le forze operative senza eccessiva movimento.

Corretta le condizioni del piede morbido, con piedini di montaggio a shimming per garantire un contatto solido su tutta la superficie. Utilizzare tagli lavorati di precisione piuttosto che materiali improvvisati. Verificare che la piastra di base è piatta e correttamente supportata in tutta la sua area.

Considerare l'aggiunta di massa alla fondazione se si rivela insufficiente per le dimensioni della pompa e le condizioni operative. I supporti di isolamento possono essere appropriati in alcune applicazioni per evitare la trasmissione delle vibrazioni alle strutture circostanti, anche se devono essere accuratamente selezionati per evitare di creare problemi di risonanza.

Passo 8: verifica correzioni e prestazioni del monitor

Dopo aver implementato azioni correttive, verificare che le vibrazioni siano state ridotte a livelli accettabili. Misurare le vibrazioni in tutte le posizioni e confrontare i risultati con i dati di base e i criteri di accettazione.

Eseguire la pompa attraverso la sua gamma di funzionamento completa per confermare che le vibrazioni rimangono accettabili in tutte le condizioni.

Stabilire un programma di monitoraggio continuo per monitorare le tendenze delle vibrazioni nel tempo. Le misure regolari rilevano un deterioramento graduale prima che porti al fallimento, consentendo la manutenzione proattiva piuttosto che le riparazioni reattive.

Elenco di controllo dettagliato per la risoluzione dei problemi

Utilizzare questa lista di controllo completa per valutare sistematicamente le potenziali fonti di vibrazioni e implementare correzioni appropriate:

Verifica dell'allineamento

• Misurare l'allineamento dell'albero utilizzando indicatori di linea o sistema di allineamento laser
• Controllare le condizioni del piede morbido in tutti i punti di montaggio
• Verificare che l'allineamento soddisfi le specifiche del produttore
• Considerare la crescita termica per applicazioni di servizio caldo
• Assicurare l'accoppiamento è correttamente installato e in buone condizioni
• Controllare che i bulloni di accoppiamento siano stretti e adeguatamente placcati
• Verificare che il gap di accoppiamento corrisponda alle specifiche
• Ispezione dell'accoppiamento per usura, crepe o danni

Valutazione della cavitazione

• Calcola NPSHa e confronta con la pompa NPSHr
• Garantire un margine adeguato tra NPSHa e NPSHr
• Controllare il livello di liquido del serbatoio di aspirazione
• Verificare che il filtro aspirazione sia pulito e non intasato
• Confermare tutte le valvole di aspirazione sono completamente aperte
• Ispezione di tubazioni di aspirazione per restrizioni o danni
• Misurare la pressione di aspirazione durante il funzionamento
• Monitor per fluttuazioni di pressione che indicano la cavitazione
• Ascoltare il caratteristico rumore della cavitazione
• Controllare la temperatura e la pressione del vapore del fluido
• Verificare che la pompa funzioni entro un range di flusso raccomandato
• Ispezione della girante per danni alla cavitazione se accessibile

Equilibrio e Condizione della girante

• Imputare la girante per danni, usura o corrosione
• Verificare i vane rotte o erose
• Cercare oggetti stranieri alloggiati in passaggi di girante
• Verificare che la girante sia protetta correttamente sull'albero
• Controllare la chiave della girante e la chiave per l'usura
• Misurare l'equilibrio della girante se è disponibile l'attrezzatura
• Ispezione per un'accumulo irregolare o depositi su girante
• Verificare le autorizzazioni corrette della girante
• Controllare gli anelli di usura per un'eccessiva autorizzazione
• Assicurare che gira liberamente senza sfregamento

Ispezione del cuscinetto

• Controllare la temperatura del cuscinetto durante il funzionamento
• Ascoltare il rumore del cuscinetto insolito
• Verificare il corretto tipo di lubrificazione e quantità
• Ispezione della condizione lubrificante per la contaminazione o il degrado
• Controllare le autorizzazioni dei cuscinetti contro le specifiche
• Esaminare i cuscinetti per pitting, spalling o usura
• Verificare che l'alloggiamento del cuscinetto sia correttamente sigillato
• Verificare se applicabile il corretto precarico del cuscinetto
• Assicurarsi che i sistemi di raffreddamento siano funzionanti se dotati
• Verificare il tipo di cuscinetto corrisponde ai requisiti di applicazione

Fondazione e montaggio

• Ispezione delle basi per crepe o deterioramento
• Verificare che i bulloni di ancoraggio siano stretti e adeguatamente placcati
• Controllare la piastra di base per vuoti o danni
• Test per piede morbido ad ogni punto di montaggio
• Assicurare la fondazione ha una massa adeguata e rigidità
• Verificare la base è livello e correttamente supportato
• Controllare che le superfici di montaggio siano pulite e piane
• Ispezione di shims per una corretta installazione e condizione
• Verificare i supporti di isolamento se utilizzati sono funzionanti correttamente

Valutazione del tubazioni e del sistema

• Verificare che la tubazione sia correttamente supportata indipendentemente dalla pompa
• Controllare per tubazioni di tensione sugli ugelli della pompa
• Assicurare giunti o loop di espansione per la crescita termica
• Verificare che le dimensioni di tubazioni di aspirazione e scarico siano adeguate
• Verificare le restrizioni per i gomiti o i raccordi eccessivi
• Ispezione di supporti di tubazioni per danni o scioltezza
• Verificare il punto di funzionamento del sistema corrisponde alla curva della pompa
• Controllare che la pompa funzioni vicino a Best Efficiency Point
• Assicurare la pressione di scarico non è eccessiva
• Verifica la portata è all'interno della gamma consigliata della pompa

Shaft e Sigillo meccanico

• Controllare l'albero per la rettilineità utilizzando indicatori di quadrante
• Inspect shaft for cracks,corrosion, or damage
• Verificare il gioco finale dell'albero è entro le specifiche
• Verificare la tenuta meccanica per perdite
• Ispezione di faccia di tenuta per usura o danno
• Verificare che la tenuta sia correttamente installata e allineata
• Controllare il sistema di scarico della tenuta se dotato
• Assicurarsi che il raffreddamento della tenuta sia adeguato
• Verificare il corretto tipo di tenuta per l'applicazione

Strategie di manutenzione preventiva

Preventing vibration problems is far more cost-effective than correcting them after failure occurs. A comprehensive preventive maintenance program addresses potential issues before they develop into serious problems.

Monitoraggio regolare della vibrazione

L'analisi della vibrazione svolge un ruolo importante nel rilevamento delle condizioni e nella diagnosi dei guasti delle pompe centrifughe multistadio. Le misurazioni regolari stabiliscono i dati della linea di base e rilevano i cambiamenti graduali che indicano problemi di sviluppo.

Le pompe critiche possono richiedere un monitoraggio continuo con sistemi automatizzati che forniscono avvisi in tempo reale. Le apparecchiature meno critiche possono essere monitorate mensilmente o trimestralmente utilizzando strumenti portatili.

L'analisi delle tendenze rivela modelli che prevedono il fallimento, consentendo la manutenzione pianificata durante le interruzioni programmate piuttosto che le riparazioni di emergenza.

Gestione dell' Lubrificazione

Stabilire un programma di lubrificazione basato su raccomandazioni del produttore, condizioni operative e tipo di cuscinetto. Utilizzare il corretto lubrificante specificato per l'applicazione, considerando fattori come temperatura, velocità e carico.

Evitare sia la sottolubrificazione che la sovralubrificazione, come entrambi causano problemi. Lubrificante insufficiente porta a contatto metallico-metallico e rapido usura. Lubrificante eccessivo provoca il churning, la generazione di calore e il potenziale danno di tenuta.

Monitorare la condizione di lubrificante attraverso programmi di analisi dell'olio che rilevano contaminazioni, degradazioni e usura delle particelle. Sostituire lubrificante quando l'analisi indica deterioramento o contaminazione.

Verifica dell'allineamento

La crescita termica, l'assetto delle fondamenta e lo stress di tubazioni possono causare l'allineamento alla deriva nel tempo. L'allineamento di precisione impedisce il cuscinetto prematuro e l'accoppiamento di guasto, riducendo al contempo le vibrazioni.

Indagare qualsiasi deriva significativa per identificare cause di radice come problemi di fondazione o stress di tubazione.

Operazione all'interno dei parametri di progettazione

Evitate le pompe a portata di mano molto bassa o con valvole di scarico eccessivamente fulminate, in quanto ciò crea ricircolo e instabilità idraulica. Allo stesso modo, non utilizzare pompe al di là del loro massimo flusso raccomandato, in quanto questo aumenta NPSHr e può causare la cavitazione.

Se i requisiti di sistema sono cambiati dall'installazione, valutare se la pompa è ancora dimensionata correttamente per l'applicazione. Una pompa di dimensioni errate non funzionerà mai in modo affidabile indipendentemente dagli sforzi di manutenzione.

Gestione delle condizioni di aspirazione

Mantenere le condizioni di aspirazione adeguate per prevenire la cavitazione. Tenere i cestini di aspirazione puliti, mantenere i livelli liquidi adeguati nei serbatoi di alimentazione e garantire che la tubazione di aspirazione è libera da restrizioni.

Delineare i livelli liquidi, i cestini intasati o le valvole parzialmente chiuse portano rapidamente alla cavitazione e alle vibrazioni.

Sostituzione del componente

Sostituire i componenti di usura prima che non vengano catastrofemente. Cuscinetti, guarnizioni, anelli di usura e giranti hanno tutte vite di servizio finite che dipendono dalle condizioni operative.

Utilizzare parti di ricambio di qualità che soddisfano o superano le specifiche originali. I componenti inferiori possono risparmiare denaro inizialmente ma spesso falliscono prematuramente, costando di più nel lungo periodo attraverso un aumento dei tempi di fermo e danni secondari.

Documentazione e registrazione

Mantenere record completi di tutte le attività di manutenzione, le misurazioni delle vibrazioni, le condizioni operative e le riparazioni. Questa documentazione fornisce preziosi dati storici per la risoluzione dei problemi, rivela modelli che prevedono i problemi e aiuta a ottimizzare gli intervalli di manutenzione.

Registra i dati delle vibrazioni della linea di base quando le pompe sono nuove o dopo le revisioni principali. Documenta eventuali modifiche delle condizioni operative, modifiche del sistema o attività di manutenzione che potrebbero influenzare le vibrazioni.

Tecniche diagnostiche avanzate

Oltre alla risoluzione dei problemi di base, le tecniche diagnostiche avanzate forniscono approfondimenti sui problemi delle vibrazioni e consentono una diagnosi più precisa di problemi complessi.

Analisi dello spettro

L'analisi dello spettro di frequenza tramite FFT converte i segnali di vibrazione del dominio temporale in spettro di frequenza che rivelano le caratteristiche delle firme di vibrazione.

Il disallineamento mostra livelli elevati a 1X e 2X con una significativa vibrazione assiale. I difetti di cuscinetti producono picchi a frequenze di cuscinetti calcolate. La frequenza di passaggio di lama appare al numero di velocità dell'albero di girante di vane volte. La lealtà crea molteplici armoniche della velocità di corsa.

Il confronto degli spettri nel tempo rivela come le caratteristiche delle vibrazioni cambiano, aiutando a identificare i problemi di sviluppo e a verificare che le correzioni siano state efficaci. L'analisi dello spettro richiede attrezzature e formazione specialistiche, ma fornisce capacità diagnostiche molto oltre semplici misurazioni di vibrazioni.

Analisi delle fasi

Le misurazioni di fase determinano il rapporto di tempistica tra vibrazione in diverse posizioni, l'analisi di fase aiuta a distinguere tra i problemi che producono ampiezza di vibrazioni simili ma le relazioni di fase diverse.

L'equilibrio produce vibrazioni in fase in-fase nei punti corrispondenti sui lati opposti della macchina. Il disallineamento crea differenze di fase a 180 gradi tra le misurazioni orizzontali su alloggiamenti di cuscinetti opposti. L'albero di piega mostra differenze di fase assiali a 180 gradi sullo stesso rotore.

Le misurazioni di fase richiedono apparecchiature specializzate con sensori ottici o magnetici per stabilire riferimenti ai tempi, mentre le misurazioni di ampiezza più complesse, l'analisi di fase fornisce una diagnosi definitiva nei casi in cui l'ampiezza è ambigua.

Analisi dell'orbit

L'analisi dell'orbit traccia la posizione dell'albero utilizzando misure di spostamento orizzontali e verticali simultanee, creando una rappresentazione visiva del movimento dell'albero. La forma dell'orbita, la dimensione e l'orientamento forniscono informazioni diagnostiche sul comportamento dell'albero e sulla condizione del cuscinetto.

Le orbite circolari indicano un funzionamento equilibrato. Le orbite ellittiche suggeriscono problemi di disallineamento o di cuscinetto. I modelli di figura-otto indicano la scioltezza o gli alberi crepati. L'analisi dell'orbit richiede sonde di prossimità che misurano la posizione dell'albero direttamente piuttosto che le vibrazioni dell'alloggiamento del cuscinetto.

Analisi della forma di deflettore

L'analisi della forma di deflettore Operativo (ODS) misura le vibrazioni in più punti contemporaneamente per creare una visualizzazione animata di come l'intera macchina si muove durante l'operazione. Questa tecnica identifica risonanze strutturali, supporto insufficiente e modalità di vibrazione complesse che non sono evidenti da misurazioni a punto singolo.

L'analisi ODS richiede sistemi di acquisizione dati multicanale e software specializzato, ma fornisce un'incomparabile conoscenza delle dinamiche strutturali.

Imaging termico

L'imaging termico a infrarossi rileva variazioni di temperatura che indicano problemi come guasti del cuscinetto, disallineamento o lubrificazione insufficiente. Le macchie calde sulle alloggiamenti dei cuscinetti segnalano un eccessivo attrito o un raffreddamento inadeguato. Le differenze di temperatura tra cuscinetti a bordo e fuoribordo possono indicare disallineamento o carico irregolare.

L'imaging termico fornisce una misurazione non in contatto che non richiede l'arresto o l'accesso fisico ai componenti. Le indagini termiche regolari rilevano problemi di sviluppo prima che causano vibrazioni o guasti.

Errori di risoluzione dei problemi comuni da evitare

Comprendere errori comuni aiuta i cacciatori di problemi ad evitare sprechi di sforzo e diagnosi errate che non riescono a risolvere i problemi di vibrazione.

Trattare i sintomi piuttosto che le cause della radice

Sostituzione dei cuscinetti falliti senza identificare il motivo per cui non sono riusciti a ripetuti guasti. I cuscinetti non riescono a causa di cause sottostanti come il disallineamento, la contaminazione o la lubrificazione insufficiente.

Allo stesso modo, bilanciare una girante che viene consumata in modo irregolare dalla cavitazione fornisce solo un miglioramento temporaneo. La cavitazione deve essere corretta o la girante diventerà presto sbilanciata di nuovo.

Diagnosi inadeguata prima delle riparazioni

Saltare a conclusioni senza diagnosi accurata spesso porta a riparazioni inutili che non risolvono il problema. La pompa che sembra sallineata potrebbe effettivamente avere un albero piegato. Il cuscinetto che appare indossato potrebbe essere fallito a causa di contaminazione da un sigillo di perdita.

Indaga il tempo nella diagnosi corretta prima di eseguire le correzioni. La risoluzione dei problemi sistemici seguendo le procedure descritte in questa guida identifica le cause della radice e assicura che le riparazioni affrontino problemi reali piuttosto che le ipotesi.

Ignorando problemi di sistema-scivolo

Per risolvere i problemi di prestazioni a livello di terra, la manutenzione e l'ingegneria devono dare un'occhiata al quadro più grande. I problemi di vibrazione spesso provengono da problemi di sistema piuttosto che difetti di pompa.

Valutare l'intero sistema, tra cui tubazioni, valvole, strumentazione e condizioni operative. Le modifiche del sistema in quanto l'installazione originale può aver modificato le condizioni operative abbastanza da causare problemi.

Utilizzo di parti di ricambio inferiori

Cuscinetti, guarnizioni e giranti devono soddisfare gli standard di qualità adatti all'applicazione. Utilizzando componenti inferiori per risparmiare denaro in genere si traduce in guasto prematuro, aumento dei tempi di fermo e un costo totale più elevato.

Specificare parti OEM o equivalenti di mercato di qualità che soddisfano o superano le specifiche originali. Il modesto costo aggiuntivo di parti di qualità è insignificante rispetto al costo di guasti ripetuti e tempi di fermo associati.

Trascurare la documentazione

Non documentare i risultati, le misurazioni e le riparazioni spreca lo sforzo diagnostico e impedisce l'apprendimento dall'esperienza.

Mantenere record completi di tutte le misurazioni delle vibrazioni, le attività di manutenzione e le condizioni operative. Questa documentazione fornisce dati di riferimento inestimabili per la risoluzione dei problemi futuri e aiuta a identificare i modelli che prevedono i problemi.

Quando cercare assistenza professionale

Mentre molti problemi di vibrazione possono essere risolti con risorse interne, alcune situazioni richiedono assistenza professionale da specialisti della pompa o analisti delle vibrazioni.

Considerare l'aiuto professionale quando i problemi di vibrazione persistono nonostante gli sforzi di risoluzione dei problemi, quando è necessario un'apparecchiatura diagnostica specializzata, o quando la pompa è critica per le operazioni e i tempi di fermo devono essere minimizzati.

I servizi professionali includono analisi dettagliate delle vibrazioni, allineamento laser, bilanciamento dinamico e test di prestazioni della pompa completa, che possono anche fornire formazione per sviluppare funzionalità interne per la risoluzione e la manutenzione di problemi di routine.

Il costo dell'assistenza professionale è tipicamente modesto rispetto al costo del tempo di fermo continuo, dei ripetuti guasti o dei danni catastrofici delle attrezzature. Non esitate a cercare aiuto esperto quando le risorse interne si rivelano insufficienti per risolvere i problemi di vibrazione persistenti.

Conclusioni

La risoluzione dei problemi di vibrazioni nelle pompe centrifughe richiede una diagnosi sistematica, una corretta tecnica di misura e una comprensione approfondita delle potenziali cause. Il movimento meccanico è il fattore principale che causa le vibrazioni della pompa e il movimento instabile fluido è anche una causa importante, rendendo essenziale valutare sia i fattori meccanici che idraulici durante la risoluzione dei problemi.

Il successo dipende da un'indagine metodologica che identifica le cause della radice piuttosto che solo il trattamento dei sintomi. Le procedure complete delineate in questa guida forniscono un quadro per una efficace risoluzione dei problemi che risolve i problemi in modo permanente piuttosto che temporaneo.

I programmi di manutenzione preventiva che includono il monitoraggio regolare delle vibrazioni, la lubrificazione corretta e il funzionamento all'interno dei parametri di progettazione impediscono la maggior parte dei problemi di vibrazione prima di svilupparsi.

La valutazione del sistema completo, tra cui tubazioni, condizioni operative e parametri idraulici, rivela spesso cause di root che potrebbero mancare la risoluzione dei problemi con la pompa.

Applicando le conoscenze e le tecniche presentate in questa guida, i professionisti della manutenzione possono diagnosticare e risolvere efficacemente le problematiche delle vibrazioni, prolungare la vita delle apparecchiature, migliorare l'affidabilità e ridurre i costi di manutenzione.

Per ulteriori informazioni sulla manutenzione delle pompe e la risoluzione dei problemi, si prega di esaminare le risorse da organizzazioni come il Istituto Hydraulic], che fornisce standard e guida tecnica per le applicazioni delle pompe.American Society of Mechanical Engineers (ASME)] offre anche risorse preziose per la manutenzione e l'analisi delle vibrazioni delle apparecchiature rotanti.