علل و راه حل های رایج برای خرابی پروانه پمپ گریز از مرکز

پمپ های گریز از مرکز، به عنوان تجهیزات اصلی برای حمل و نقل سیال، به طور گسترده ای در صنایع پتروشیمی، حفاظت از آب و شهری، برق و صنایع دارویی استفاده می شود. پروانه به عنوان "قلب" یک پمپ گریز از مرکز در نظر گرفته می شود و وضعیت عملکرد آن به طور مستقیم بر راندمان، عملکرد و قابلیت اطمینان کلی پمپ تأثیر می گذارد. بر اساس تمرین مهندسی، این مقاله به طور سیستماتیک چندین حالت خرابی معمولی پروانه‌های پمپ گریز از مرکز، از جمله کاویتاسیون، سایش، خوردگی، انسداد جسم خارجی و شکستگی خستگی را مرور می‌کند و آنها را با مطالعات موردی عملی تجزیه و تحلیل می‌کند. در نهایت، پیشگیری و اقدامات متقابل مربوطه برای ارائه مرجع مفید برای تکنسین های مهندسی پیشنهاد شده است.

 

 

• خطاهای رایج پروانه پمپ گریز از مرکز

 

آسیب کاویتاسیون

مکانیسم: وقتی فشار موضعی در ورودی پمپ کمتر از فشار بخار اشباع مایع در آن دما باشد، مایع تبخیر می‌شود و حباب‌هایی تشکیل می‌دهد. این حباب ها که توسط سیال به ناحیه فشار بالا منتقل می شوند، به سرعت فرو می ریزند و یک نیروی ضربه موضعی آنی و بسیار قوی (تا صدها مگاپاسکال) ایجاد می کنند. این ضربه میکروسکوپی مداوم باعث ریزش خستگی سطح مواد پروانه می شود و در نهایت حفره ها و منافذی مانند لانه زنبوری- را تشکیل می دهد.

ویژگی ها: در مراحل اولیه کاویتاسیون، عملکرد پمپ بدتر می شود (سرعت جریان و هد کاهش می یابد)، همراه با صداها و لرزش های قابل توجه. ناحیه نزدیک صفحه پوشش جلویی در لبه ورودی تیغه پروانه محل اصلی آسیب کاویتاسیون است.

 

سایش و خوردگی

سایش: هنگامی که محیط پمپاژ حاوی ذرات جامد (مانند سیلت، دوغاب، پودر کاتالیزور و غیره) باشد، این ذرات به طور مداوم سطح پروانه را برش داده و می شستند و منجر به از دست دادن مداوم مواد می شود. درجه سایش به سختی، غلظت، هندسه ذرات و سرعت سیال بستگی دارد.

خوردگی: این به واکنش الکتروشیمیایی یا شیمیایی بین محیط و ماده پروانه اشاره دارد که منجر به خراب شدن و انحلال مواد می شود. هنگامی که سایش و خوردگی با هم عمل می کنند، آنها یک اثر هم افزایی ایجاد می کنند و به طور قابل توجهی روند شکست مواد را تسریع می کنند. میزان مجموع خسارت بسیار بیشتر از مجموع اثرات فردی آنهاست.

خصوصیات:

سایش: سطح پروانه صاف است، ضخامت دیواره کانال جریان کاهش می یابد و نوک تیغه ها به تدریج نوک تیز می شوند.

خوردگی: به صورت نازک شدن یکنواخت کلی یا حفره‌های موضعی و زخم{0}}مانند چاله‌ها ظاهر می‌شود.

 

انسداد و درهم تنیدگی اجسام خارجی

مکانیسم: هنگامی که فیلتر قبل از پمپ از کار می افتد، یا خود محیط پمپ شده حاوی الیاف یا زباله های بلند و نازک است، این اجسام خارجی می توانند وارد محفظه پمپ شوند و در ورودی پروانه یا کانال های جریان بین تیغه ها گیر کنند و باعث انسداد شوند.

ویژگی ها: افزایش قابل توجه ارتعاش پمپ، کاهش شدید سرعت جریان یا حتی قطع جریان. جریان غیرعادی موتور بالا، که در موارد شدید ممکن است منجر به قطع شدن اضافه بار موتور یا شکستن شفت پمپ شود.

 

شکستگی خستگی

مکانیسم: در حین کار، پروانه تحت نیروی گریز از مرکز چرخشی و تنش متناوب ناشی از یک میدان جریان ناهموار قرار می گیرد. در نقاط تمرکز تنش (مانند شعاع انحنا در اتصال ریشه تیغه به کفه، یا عیوب ریخته گری)، بارهای متناوب طولانی مدت می تواند باعث ایجاد ریزترک شود. این ترک ها به تدریج منتشر می شوند و در نهایت منجر به شکستگی تیغه یا پارگی کامل پروانه می شوند.

ویژگی ها: معمولاً با افزایش آهسته اما مداوم در مقادیر ارتعاش همراه است. سطح شکستگی غالباً دارای رگه‌های خستگی{1} مانند conchoidal یا ساحلی است که می‌تواند به عنوان یک معیار مهم برای تشخیص شکستگی عمل کند.

 

• راه حل ها و اقدامات پیشگیرانه

 

پیشگیری از کاویتاسیون

1. بهینه سازی طراحی سیستم: اطمینان حاصل کنید که NPSHA به طور قابل توجهی بزرگتر از NPSHr است، معمولاً با حاشیه ایمنی 0.5-1.0 متر.
2. بهره برداری و نگهداری: از کارکرد طولانی پمپ در شرایط جریان بسیار کم خودداری کنید. فیلتر ورودی را به طور مرتب تمیز کنید و خطوط مکش بدون مانع را حفظ کنید تا از ایجاد حفره ناشی از انسداد جلوگیری کنید.
3. مواد و تعمیر: موادی را انتخاب کنید که مقاومت حفره‌ای بالاتری دارند، مانند فولاد ضد زنگ، فولاد دوبلکس، یا پوشش جوش آلیاژی Stellite در نواحی مستعد کاویتاسیون- پروانه. برای پروانه هایی که قبلاً توسط کاویتاسیون آسیب دیده اند، می توان از فرآیندهای پیشرفته مانند روکش لیزری برای تعمیر برای بازیابی عملکرد و افزایش طول عمر استفاده کرد.

 

مبارزه با سایش و خوردگی

1. انتخاب مواد: موادی با عملکرد{0} بالا انتخاب کنید که با ویژگی های ساینده و خورنده محیط پمپاژ شده مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، چدن با کروم بالا برای شرایط بسیار ساینده مناسب است، در حالی که هاستلو و تیتانیوم در محیط های بسیار خورنده استفاده می شوند.
2. درمان سطحی: سطح پروانه را سفت یا محافظت کنید. روش‌های رایج شامل پاشش پوشش‌های کاربید تنگستن، پوشش‌های سرامیکی یا نیتریدینگ برای بهبود سختی سطح و مقاومت در برابر خوردگی است.
3. بهینه سازی طراحی: با کاهش سرعت خروجی پروانه، اثر آبشستگی سیال را کاهش دهید. اولویت بندی ساختارهای پروانه بسته برای بهبود پایداری هیدرولیکی و مقاومت مکانیکی؛ به طور همزمان، ضخامت تیغه ها و صفحات پوششی را در مرحله طراحی به طور مناسب افزایش دهید و اجازه خوردگی کافی را بدهید.

 

جلوگیری از گرفتگی و گرفتگی

1. پیش{0}}تصفیه پیشرفته: دستگاه های فیلتراسیون قابل اعتماد (مانند فیلترهای سبدی، فیلترهای چرخشی و غیره) را قبل از پمپ نصب کنید و یک سیستم تمیزکننده منظم برای کاهش ورود مواد خارجی به منبع ایجاد کنید.
2. طراحی سازه ای بهینه: برای کاربردهایی که شامل انتقال رسانه های حاوی ناخالصی های فیبری هستند، ساختارهای پروانه با طرح های ضد درهم تنیدگی، مانند پروانه های کانال و پروانه های گردابی را در اولویت قرار دهید.

 

جلوگیری از شکستگی ناشی از خستگی

1. اطمینان از کیفیت ساخت: فرآیندهای ریخته‌گری و ماشین‌کاری پروانه را به شدت کنترل کنید و از تکنیک‌های آزمایش غیرمخرب (مانند آزمایش اشعه ایکس-و اولتراسونیک) برای اطمینان از عدم وجود عیوب داخلی مانند سوراخ‌های شن، تخلخل، و ترک‌ها استفاده کنید.
2. کاهش منابع ارتعاش: پروانه باید تحت تعادل دینامیکی دقیق قرار گیرد. به طور همزمان، از دقت تراز پمپ و موتور اطمینان حاصل کنید تا تنش های دوره ای اضافی ناشی از ناهماهنگی را از بین ببرید.
3. بازرسی منظم: از فناوری‌های نظارت بر وضعیت (مانند تجزیه و تحلیل ارتعاش و فناوری انتشار صوتی) برای نظارت بر وضعیت عملکرد پروانه در زمان واقعی استفاده کنید که امکان تشخیص به موقع و هشدار اولیه ترک‌های خستگی احتمالی را فراهم می‌کند.

 

خرابی پروانه یکی از رایج ترین خطاها در عملکرد پمپ گریز از مرکز است که عمدتاً ناشی از آسیب تیغه، تغییر شکل، ساختار سست و سایش است. برای رفع عیوب مختلف می توان از روش های مختلف تعمیر استفاده کرد. در طول تعمیر و نگهداری، مراحل ایمنی و عملیاتی باید رعایت شود تا از اثربخشی و قابلیت اطمینان تعمیر اطمینان حاصل شود.