Centrifugaal pompenzijn van vitaal belang bij industrieel vloeistoftransport, en lichte trillingen zijn normaal volgens ANSI/HI 9.6.4. Overmatige trillingen veroorzaken echter ernstige slijtage en hogere kosten. Omdat trillingen slechts een symptoom zijn, komen ze doorgaans voort uit drie overlappende categorieën: ontwerp-/selectiedefecten, interne fouten en externe systeeminterferentie. Dit artikel analyseert deze kernoorzaken als leidraad voor de inspectie en het onderhoud van apparatuur.
Dergelijke fouten komen ter plaatse weinig voor, maar zijn oorzaak van apparatuurproblemen die prioritair onderzoek vereisen, voornamelijk als gevolg van onjuist ontwerp, fabricage, materiaalkeuze en modelkeuze.
Kritische snelheid verwijst naar de theoretische rotatiesnelheid die overeenkomt met de inherente resonantie van apparatuur. Horizontale centrifugaalpompen zijn vóór levering optimaal ontworpen met een kritisch toerental dat hoger is dan het nominale toerental om resonantie te voorkomen. Verticale turbinepompen en andere verticale apparatuur zijn echter gevoelig voor resonantie tijdens bedrijf als de kritische snelheid niet in de ontwerpfase wordt gecontroleerd. Bovendien zullen ontbrekende pijpleidingsteunen en wanordelijke bedrijfsomstandigheden van eenheden met meerdere pompen de inherente frequentie van het systeem veranderen en trillingen veroorzaken, wat kan worden opgelost door de bedrijfssnelheid aan te passen of de structuur van de apparatuur te reconstrueren.
In overeenstemming met de ISO 1940/1-norm zijn centrifugaalpompwaaiers vereist om de dynamische balansnauwkeurigheid van klasse 6.3 te bereiken. Slechte fabriekskalibratie, snijden na onderhoud, langdurige kalkaanslag en corrosie, en de hechting van vreemde stoffen zullen de balans beschadigen. De periodieke middelpuntvliedende kracht die wordt gegenereerd tijdens werking op hoge snelheid veroorzaakt regelmatige trillingen, waarvoor demontage en professionele dynamische balanskalibratie nodig zijn. In enkele gevallen kan de ongebalanceerde productie van de motorrotor ook trillingen veroorzaken, die kunnen worden geïnspecteerd in overeenstemming met de elektrische normen van NEMA.
Een slechte combinatie tussen de materialen van het pomplichaam, de waaier en de getransporteerde media zal erosie en corrosie veroorzaken, wat de nauwkeurigheid van de componenten schaadt en trillingen veroorzaakt. Ondertussen zullen een onjuiste selectie van apparatuur en onvoldoende netto positieve zuighoogte (NPSH) tot ernstige cavitatie leiden. De onmiddellijke ineenstorting van bellen in de hogedrukzone genereert een sterke impactkracht, waardoor algemene pomptrillingen optreden. Continue cavitatie zal ook de waaier verslijten en fouten verergeren.
Hoewel de tolerantie van individuele componenten voldoet aan industriële specificaties, zal de accumulatie van toleranties na assemblage van meerdere onderdelen waarschijnlijk trillingen veroorzaken. Bovendien zullen veelvoorkomende problemen zoals zachte voet, ongebalanceerde koppeling en losse ankerbouten na nieuwe installatie of onderhoud resulteren in ongelijkmatige belasting van de apparatuur en voortdurende trillingen.
Interne fouten zijn de meest voorkomende trillingsprikkels ter plaatse, veroorzaakt door afwijkingen in pomp- en motorcomponenten met stabiele en herhaalbare foutkenmerken, die centraal staan bij het dagelijks onderhoud.
Offset-koppelingsmontage, operationele verplaatsing en niet-standaard onderhoud van pompen en motoren veroorzaken een verkeerde uitlijning van de as, waardoor tijdens bedrijf een radiale slagkracht ontstaat en trillingen worden veroorzaakt. De kalibratie moet strikt de ontwerpnormen van de pompfabrikant volgen. Bovendien leidt het buigen van de pompas als gevolg van overbelasting van de apparatuur, vervorming bij hoge temperaturen en externe impact tot excentriciteit van de rotor en wordt de trillingsamplitude aanzienlijk versterkt.
Lagers zijn de belangrijkste ondersteunende componenten van het rotorsysteem. Onvoldoende, verslechterde of niet-overeenkomende smeerolie en vervuiling door onzuiverheden zullen de wrijving tijdens het gebruik vergroten en hoogfrequente trillingen veroorzaken. Ondertussen leidt langdurig gebruik van lagers tot vermoeidheidsslijtage, afbladderen van de loopbaan en overmatige speling. Het niet tijdig vervangen van lagers zal de trillingen voortdurend verergeren en zelfs leiden tot blokkering van de lagers en het uitschakelen van de apparatuur.
De omgekeerde rotatie van de pomp, veroorzaakt door onjuiste motorbedrading, zal de hydraulische omstandigheden verstoren en trillingen veroorzaken. Gedeeltelijke of volledige blokkering van de waaier leidt tot een onregelmatig mediumtransport en abnormale belasting, vergezeld van trillingen en stroomfluctuaties. Vervorming van de pompas veroorzaakt ongelijkmatige spanning op lagers en klepzittingen, waardoor op de lange termijn verborgen trillingsgevaren ontstaan.
Gegevens over gebruik en onderhoud in het veld laten zien dat de meeste trillingen van centrifugaalpompen voortkomen uit externe systeemproblemen, die zeer verborgen zijn en gemakkelijk verkeerd worden beoordeeld als inherente apparatuurfouten.
Trek- en extrusiespanningen die worden gegenereerd door het geforceerd aankoppelen van pijpleidingen, werken in op het pompinterface, waardoor de pomp vervormt en de as wordt verschoven. Ontbrekende pijpleidingsteunen, losse hangers en een onredelijke lay-out leiden tot trillen van de pijpleiding, en de trillingen die naar de pomp worden overgebracht, veroorzaken algehele trillingen van de unit. Ondertussen genereert het toegenomen eigengewicht van met water gevulde pijpleidingen gemakkelijk extra spanning en veroorzaakt het voortdurende trillingen.
Losse ankerbouten, gescheurd basisbeton, ongelijkmatige nivellering van de fundering en niet-standaard voegwerk veroorzaken defecten aan de zachte voet, wat resulteert in ongelijkmatige steunspanning en operationeel schudden van de pomp. Bovendien vormen trillingen een vicieuze cirkel die schade aan de fundering voortdurend verergert, wat vaak voorkomt bij nieuw geïnstalleerde apparatuur of apparatuur na onderhoud.
Het gehele pomp- en leidingsysteem heeft een eigenfrequentie. Resonantie treedt op wanneer de trillingsfrequentie van de pomp overlapt met de natuurlijke frequentie van het systeem, waardoor lichte trillingen worden versterkt en schade door vermoeidheid aan componenten en ernstige algehele trillingen worden veroorzaakt. Dit probleem kan worden vermeden door de pijpleidingstructuur te optimaliseren en de systeemindeling aan te passen.
Samenvattend,centrifugaal pomptrillingen worden veroorzaakt door de superpositie van ontwerp en selectie, interne component- en externe systeemfactoren, waaronder pijpleidingspanning en niet-standaard funderingsinstallaties gebruikelijke prikkels ter plaatse. Lichte trillingen zijn een normaal verschijnsel, maar overmatige trillingen brengen de levensduur van de apparatuur en de productieveiligheid in gevaar.
Effectieve trillingscontrole en stabiele en efficiënte pompwerking kunnen worden gerealiseerd door gestandaardiseerde selectie en installatie, regelmatig onderhoud, geoptimaliseerde pijpleidingindeling en het vermijden van resonantie.
Teffiko richt zich op R&D, productie en systeembeheer en onderhoud van pompapparatuur. Met volwassen ervaring op het gebied van vloeistoftechnologie biedt het bedrijf betrouwbare pompproducten en op maat gemaakte oplossingen voor verschillende industriële scenario's. Bezoek de officiële website voor meer technische parameters, bedienings- en onderhoudsvaardigheden of exclusieve oplossingen:www.teffiko.com.
