Mòn trung tâm cân bằng máy bơm nhiều tầng: Nguyên nhân, triệu chứng và cách phòng ngừa

Máy bơm ly tâm nhiều tầng được sử dụng rộng rãi trong-các ứng dụng cung cấp nước áp suất cao, cấp nước cho nồi hơi, khai thác mỏ, phát điện, hóa dầu và các ứng dụng quy trình công nghiệp. Bởi vì một số cánh quạt được sắp xếp nối tiếp nên những máy bơm này tạo ra lực đẩy dọc trục đáng kể trong quá trình vận hành.

Để kiểm soát lực đẩy này, nhiều máy bơm nhiều tầng sử dụng hệ thống cân bằng thủy lực nhưđĩa cân bằng, trục cân bằng hoặc trống cân bằng. Khi các bộ phận cân bằng hoạt động chính xác, chuyển động dọc trục quá mức có thể được giảm thiểu và máy bơm có thể duy trì hiệu suất ổn định.

Tuy nhiên, sự hao mòn của trục cân bằng hoặc bộ phận kết nối của nó có thể làm giảm hiệu suất thủy lực, tăng độ rung và cuối cùng dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng máy bơm. Do đó, hiểu rõ nguyên nhân gây hao mòn hệ thống cân bằng là rất quan trọng để vận hành đáng tin cậy.

 

 

1. Hub cân bằng trong máy bơm nhiều tầng là gì?

Trong quá trình hoạt động, các cánh quạt tạo ra lực thủy lực theo hướng dọc trục. Khi số tầng và áp suất vận hành tăng lên, lực đẩy dọc trục có thể trở nên đáng kể.

Một thiết bị cân bằng tạo ra lực thủy lực ngược chiều để giảm lực đẩy dọc trục tác động lên rôto.

Trung tâm cân bằng thường hoạt động với khoảng hở nhỏ, được kiểm soát so với bộ phận giao phối của nó. Khoảng hở này rất quan trọng đối với cả việc cân bằng thủy lực và hoạt động đáng tin cậy.

Khoảng hở quá nhỏ:các bộ phận quay và cố định có thể tiếp xúc với nhau.

Khoảng trống quá lớn:rò rỉ bên trong tăng lên và hiệu suất cân bằng có thể xấu đi.

Do đó, hệ thống cân bằng phải duy trì hình dạng và khe hở chính xác trong suốt thời gian vận hành của máy bơm.

 

2. Nguyên nhân chính khiến trục cân bằng bị mòn

Độ mòn của trục cân bằng thường là kết quả của một số yếu tố cơ học, thủy lực và vận hành chứ không phải là một vấn đề riêng lẻ.

2.1 Căn chỉnh trục không chính xác

Sự căn chỉnh kém giữa máy bơm và bộ dẫn động có thể gây ra lệch trục, chuyển động của rôto và khe hở không đều xung quanh thiết bị cân bằng.

Điều này có thể dẫn đến tiếp xúc cục bộ và mòn không đều.

Các dấu hiệu có thể bao gồm:

Vết mòn không đều

Tăng độ rung

Chuyển động trục bất thường

Các vấn đề về vòng bi hoặc vòng bi lặp đi lặp lại

Việc căn chỉnh trục chính xác đặc biệt quan trọng đối với máy bơm nhiều tầng áp suất cao-tốc độ cao và{1}}cao.

 

2.2 Lực đẩy dọc trục quá mức hoặc không ổn định

Lực đẩy dọc trục của máy bơm nhiều tầng thay đổi theo điều kiện vận hành thủy lực.

Vận hành cách xa điểm thiết kế đáng kể, dòng chảy quá mức, hao mòn bên trong hoặc thay đổi phân bổ áp suất giai đoạn có thể ảnh hưởng đến lực dọc trục tác động lên rôto.

Nếu hệ thống cân bằng được yêu cầu để bù đắp cho các điều kiện lực đẩy bất thường trong thời gian dài thì sự mài mòn có thể tăng tốc.

Do đó, máy bơm phải được vận hành trong phạm vi hoạt động được khuyến nghị của nhà sản xuất.

 

2.3 Thanh toán số dư không chính xác

Khoảng trống cân bằng là một trong những kích thước quan trọng nhất trong hệ thống cân bằng.

Nếu khe hở quá nhỏ, có thể xảy ra tiếp xúc giữa các bộ phận quay và bộ phận đứng yên. Nếu nó trở nên quá mức do bị mài mòn, nhiều nước có thể rò rỉ qua buồng cân bằng và hiệu quả cân bằng thủy lực có thể giảm.

Trong quá trình đại tu, khe hở phải được đo thay vì ước tính bằng mắt và so sánh với giới hạn quy định của nhà sản xuất.

 

2.4 Nước bị mài mòn hoặc bị ô nhiễm

Các hạt rắn có thể làm tăng đáng kể sự mài mòn trong các bộ phận thủy lực có khe hở nhỏ.

Các chất gây ô nhiễm tiềm ẩn bao gồm:

Cát

Tỉ lệ

Hạt rỉ sét

Mảnh vụn hàn

Chất rắn lơ lửng khác

Các hạt lọt vào khe hở cân bằng có thể gây mài mòn và tăng khe hở khi chạy.

Đối với nước cấp nồi hơi và các ứng dụng quan trọng khác, việc duy trì chất lượng nước phù hợp và ngăn ngừa ô nhiễm trong quá trình lắp đặt và vận hành là rất quan trọng.

 

2.5 Ăn mòn và tương thích vật liệu

Trục cân bằng hoạt động trong môi trường ăn mòn có thể bị hư hỏng bề mặt, rỗ hoặc mất độ chính xác về kích thước.

Do đó, việc lựa chọn vật liệu nên xem xét:

Thành phần chất lỏng

Nhiệt độ

Áp lực

Đặc tính ăn mòn

Điều kiện xói mòn

Sử dụng vật liệu không phù hợp với ứng dụng có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ của linh kiện.

 

2.6 Máy bơm rung quá mức

Rung động có thể làm tăng chuyển động tương đối giữa rôto và các bộ phận đứng yên.

Nguyên nhân tiềm ẩn bao gồm:

Mất cân bằng rôto

Mang mang

Khớp nối lệch

Cavitation

Căng ống

Vấn đề nền móng

Hoạt động ngoài phạm vi khuyến nghị

Nếu tiếp tục rung quá mức, các bộ phận của cân bằng có thể tiếp xúc nhiều lần hoặc chịu tải bất thường, làm tăng tốc độ mài mòn.

 

2.7 Vấn đề với sự cân bằng hoặc dòng chảy xả

Một số thiết kế máy bơm nhiều tầng yêu cầu bố trí-nước hoặc xả nước cân bằng phù hợp.

Đường dẫn bị tắc, dòng chảy không đủ, áp suất không chính xác hoặc nước xả bị ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến điều kiện thủy lực xung quanh thiết bị cân bằng.

Điều này có thể dẫn đến:

Tăng rò rỉ

Hiệu suất cân bằng kém

Quá nhiệt cục bộ

Tăng tốc mặc

Do đó, hệ thống cân bằng và xả nước phải được kiểm tra trong quá trình bảo trì định kỳ.

 

3. Các triệu chứng thường gặp của tình trạng mòn Hub cân bằng

Các vấn đề về hệ thống cân bằng không phải lúc nào cũng xuất hiện đột ngột. Một số thay đổi vận hành có thể đưa ra những cảnh báo sớm.

Chuyển động trục tăng

Sự dịch chuyển dọc trục hoặc rôto bất thường có thể cho thấy những thay đổi trong hệ thống cân bằng hoặc lực đẩy dọc trục tăng lên.

Tăng độ rung

Sự mài mòn của hệ thống cân bằng có thể góp phần gây ra rung động, đặc biệt khi kết hợp với các vấn đề về rôto, ổ trục hoặc căn chỉnh.

Giảm đầu bơm hoặc lưu lượng

Khi khe hở cân bằng tăng lên, rò rỉ bên trong có thể tăng lên và hiệu suất thủy lực có thể giảm dần.

Tăng mức tiêu thụ điện năng

Giảm hiệu suất thủy lực hoặc thay đổi điều kiện vận hành có thể dẫn đến dòng điện động cơ hoặc mức tiêu thụ điện năng cao hơn.

Tiếng ồn hoặc nhiệt độ bất thường

Tiếng ồn cơ học bất thường, sự thay đổi nhiệt độ ổ trục hoặc hiện tượng nóng cục bộ có thể cho thấy sự tiếp xúc bên trong hoặc các sự cố cơ học khác.

Những triệu chứng này nên được đánh giá cùng nhau thay vì chỉ quy cho trung tâm cân bằng.

 

4. Cách kiểm tra trung tâm cân bằng bị mòn

Khi nghi ngờ bị mòn trục cân bằng, nên tiến hành kiểm tra một cách có hệ thống.

Bước 1: Xem lại dữ liệu vận hành

So sánh hiện tại:

Chảy

Cái đầu

Áp lực

Dòng điện động cơ

Rung

Chuyển vị dọc trục

với dữ liệu hoạt động lịch sử.

Bước 2: Kiểm tra căn chỉnh máy bơm và bộ dẫn động

Xác minh sự căn chỉnh-động cơ bơm và kiểm tra khớp nối, bệ và đường ống để phát hiện các điều kiện có thể gây ra chuyển động của trục.

Bước 3: Kiểm tra các thành phần của cân

Trong quá trình đại tu, hãy kiểm tra:

Bề mặt trung tâm cân bằng

thành phần giao phối

Giải phóng mặt bằng chạy

Xói mòn

Ăn mòn

Mặc không đều

Chấm điểm hoặc dấu liên lạc

Bước 4: Kiểm tra đường dẫn thủy lực

Kiểm tra cân bằng và đường xả xem có bị tắc nghẽn, cặn lắng hoặc rò rỉ bất thường không.

Bước 5: Xác định nguyên nhân gốc rễ

Không chỉ đơn giản là thay thế thành phần bị mòn. Xác định xem vấn đề tiềm ẩn có liên quan đến việc căn chỉnh, chất lượng nước, vận hành thủy lực, độ rung, khe hở hay tình trạng khác hay không.

 

5. Cách ngăn chặn tình trạng mòn trung tâm cân bằng

Một hệ thống cân bằng đáng tin cậy đòi hỏi phải có thiết kế, sản xuất, lắp đặt, vận hành và bảo trì phù hợp.

Lựa chọn máy bơm phù hợp

Chọn máy bơm theo yêu cầu:

Tốc độ dòng chảy

Cái đầu

Tính chất chất lỏng

Nhiệt độ

Áp lực

Phạm vi hoạt động

Tránh kích thước quá lớn không cần thiết có thể buộc máy bơm hoạt động xa phạm vi mong muốn của nó.

Sản xuất và lắp ráp chính xác

Trục cân bằng, các bộ phận kết nối, trục và các bộ phận liên quan yêu cầu gia công chính xác và khe hở lắp ráp chính xác.

Cài đặt đúng

Đảm bảo:

Căn chỉnh động cơ-máy bơm chính xác

Nền móng ổn định

Định vị trục thích hợp

Hỗ trợ đường ống chính xác

Làm sạch đường thủy lực

Hoạt động ổn định

Tránh xa:

Hoạt động lâu dài-ngoài phạm vi được đề xuất

Cavitation

Rung quá mức

Thường xuyên khởi động và dừng không cần thiết

Chất lỏng vận hành bị ô nhiễm

Bảo trì phòng ngừa

Thường xuyên theo dõi:

Rung

Chuyển động dọc trục

Đầu bơm và lưu lượng

Dòng điện động cơ

Tình trạng ổ trục

Giải phóng mặt bằng số dư

Cân bằng hoặc xả dòng chảy

Giám sát xu hướng có thể giúp xác định sự suy giảm trước khi xảy ra sự cố lớn.

 

5. Cách ngăn chặn tình trạng mòn trung tâm cân bằng

Một hệ thống cân bằng đáng tin cậy đòi hỏi phải có thiết kế, sản xuất, lắp đặt, vận hành và bảo trì phù hợp.

Lựa chọn máy bơm phù hợp

Chọn máy bơm theo yêu cầu:

Tốc độ dòng chảy

Cái đầu

Tính chất chất lỏng

Nhiệt độ

Áp lực

Phạm vi hoạt động

Tránh kích thước quá lớn không cần thiết có thể buộc máy bơm hoạt động xa phạm vi mong muốn của nó.

Sản xuất và lắp ráp chính xác

Trục cân bằng, các bộ phận kết nối, trục và các bộ phận liên quan yêu cầu gia công chính xác và khe hở lắp ráp chính xác.

Cài đặt đúng

Đảm bảo:

Căn chỉnh động cơ-máy bơm chính xác

Nền móng ổn định

Định vị trục thích hợp

Hỗ trợ đường ống chính xác

Làm sạch đường thủy lực

Hoạt động ổn định

Tránh xa:

Hoạt động lâu dài-ngoài phạm vi được đề xuất

Cavitation

Rung quá mức

Thường xuyên khởi động và dừng không cần thiết

Chất lỏng vận hành bị ô nhiễm

Bảo trì phòng ngừa

Thường xuyên theo dõi:

Rung

Chuyển động dọc trục

Đầu bơm và lưu lượng

Dòng điện động cơ

Tình trạng ổ trục

Giải phóng mặt bằng số dư

Cân bằng hoặc xả dòng chảy

Giám sát xu hướng có thể giúp xác định sự suy giảm trước khi xảy ra sự cố lớn.

 

Độ mòn của trục cân bằng là mối quan tâm quan trọng trong việc bảo trì đối với máy bơm ly tâm nhiều tầng, đặc biệt là trong các ứng dụng-áp suất cao và hoạt động{1}}liên tục.

Các nguyên nhân chính có thể bao gồmcăn chỉnh không chính xác, lực đẩy dọc trục quá mức, khe hở không phù hợp, chất lỏng bị ô nhiễm hoặc ăn mòn, rung động quá mức và các vấn đề về cân bằng hoặc dòng xả.

Giải pháp hiệu quả nhất không chỉ đơn giản là thay thế trục cân bằng bị mòn. Nguyên nhân gốc rễ cần được xác định và khắc phục để ngăn ngừa thất bại lặp lại.

Với việc lựa chọn máy bơm thích hợp, chế tạo và lắp ráp chính xác, lắp đặt chính xác, vận hành ổn định và giám sát tình trạng thường xuyên, tuổi thọ của hệ thống cân bằng và tổng thể máy bơm nhiều tầng có thể được cải thiện đáng kể.