A  mélykút függőleges turbinás szivattyú  létfontosságú szerepet játszik olyan alkalmazásokban, mint a mezőgazdaság, a települési vízellátás és az ipari folyadékszállítás. Robusztus kialakítása és hatékonysága ellenére a tengelymeghibásodás az egyik leggyakoribb és legköltségesebb probléma az üzemeltetés során. A szivattyútengely-károsodás lehetséges okainak megértése elengedhetetlen a rendszer megbízhatóságának fenntartásához, az állásidő minimalizálásához és a költséges javítások elkerüléséhez. Ez a cikk a szivattyútengely meghibásodásának 10 fő okát vizsgálja, különös tekintettel az üzemeltetési, mechanikai és környezeti tényezőkre, amelyek befolyásolják a szivattyú teljesítményét és integritását. mélykút függőleges turbinás szivattyú.

1. Működés a legjobb hatásfokú ponttól (BEP) távol

A tengelymeghibásodás vezető oka a szivattyú BEP-től (beply propellertől) való távoli üzemeltetése. Amikor egy mély kút függőleges turbinás szivattyú optimális tartományán kívül működik, túlzott radiális erőknek van kitéve. Ezek az erők a tengely elhajlását és görbülését okozzák, ami szakítófeszültséget generál, ami idővel kifáradáshoz vezethet. Az ilyen körülmények között történő folyamatos működés jelentősen lerövidíti a tengely élettartamát.

2. Hajlított szivattyútengely

A görbült tengely kiegyensúlyozatlanságot és hibás illeszkedést okoz, ami hasonló káros hatásokat okoz, mint a BEP-n kívüli működés. Az ilyen deformáció gyakran a rossz gyártási minőségből vagy a nem megfelelő kezelésből ered a telepítés vagy szállítás során. A tengely egyenességének szigorú tűréshatárokon belüli – jellemzően 0.001 és 0.002 hüvelyk közötti – biztosítása elengedhetetlen.

3. Kiegyensúlyozatlan járókerék vagy rotor

A kiegyensúlyozatlan rotorok oldalirányú rezgéseket és tengely „rázkódást” keltenek. Ez az ismétlődő mozgás a tengely görbülését szimulálja, és kifáradást eredményez. A járókerekek rendszeres dinamikus kiegyensúlyozása kritikus fontosságú, még az alacsony sebességű mélykúti függőleges turbinás szivattyúk esetében is, a tengely stabilitásának fenntartása érdekében.

4. Folyadéktulajdonságok és változások

A szivattyúzott folyadék viszkozitásának, hőmérsékletének vagy fajsúlyának váratlan változásai befolyásolhatják a nyomatékot és a tengely terhelését. Például a 4-es számú fűtőolaj 0°C-on történő szivattyúzása a tervezett 35°C helyett drámaian megnöveli a viszkozitást, növelve az ellenállást és a mechanikai feszültséget. Ezenkívül a korrozív folyadékok csökkenthetik a tengelyanyagok kifáradási szilárdságát, ami miatt a szivattyútengely hajlamosabb a meghibásodásra.

5. Változtatható sebességű működés

Bár a változtatható frekvenciájú hajtások (VFD-k) rugalmasságot kínálnak, nem megfelelő konfigurálás esetén növelhetik a tengelyterhelést. A sebesség csökkenésével a nyomaték nő. Egy félsebességű szivattyú kétszeres nyomatékot igényelhet, ami potenciálisan meghaladhatja a tengely tervezési korlátait. A felhasználóknak figyelembe kell venniük a megengedett fékteljesítményt 100 fordulat/percenként, hogy elkerüljék a károsodást a változtatható sebességű működés során.

6. Helytelen használat és teljesítménycsökkentési problémák

A gyártó hajtáskonfigurációs ajánlásainak figyelmen kívül hagyása idő előtti tengelymeghibásodáshoz vezethet. A közvetlen csatlakozásra tervezett mélykúti függőleges turbinás szivattyúk a megnövekedett oldalirányú terhelések miatt nem biztos, hogy tolerálják a szíj- vagy lánchajtásokat. Az ANSI B73.1 szabványnak megfelelő modellek például nem alkalmasak szíjhajtásokra. Alternatív hajtásrendszerek használata esetén elengedhetetlen a teljesítmény megfelelő csökkentése.

7. Eltérés

A motor és a mélykúti függőleges turbinás szivattyú közötti akár kismértékű eltérés is hajlítóerőket generálhat, amelyek megterhelik a tengelyt, és végül meghibásodást okozhatnak. Az eltérés gyakran a csapágyak idő előtti kopásában vagy rezgésében nyilvánul meg először. A telepítés során precíziós beállító eszközöket és lézerrendszereket kell használni.

8. Külső forrásokból származó rezgés

Az egyensúlyhiány és a hibás beállítás mellett külső rezgésforrások, például kavitáció, csővezeték-rezonancia vagy hidraulikai instabilitás is további igénybevételt jelenthetnek a tengely számára. A rezgéselemző eszközökkel végzett folyamatos monitorozás segíthet a problémák korai felismerésében és kijavításában.

9. Az alkatrészek helytelen telepítése

A kritikus alkatrészek – például a járókerekek, tengelykapcsolók és hüvelyek – nem megfelelő felszerelése tengelycsúszást okozhat, ami lassan kopáshoz és kifáradáshoz vezet. A precíz beszerelés és a helyes nyomatékspecifikációk elengedhetetlenek a hosszú távú megbízhatóság biztosításához.

10. Nem megfelelő sebességválasztás

A szivattyú tervezett fordulatszám-tartományán kívüli működtetése nem csak a nyomatékra van hatással. Alacsonyabb fordulatszámokon a tengely elveszíti a Lomakin-effektusként ismert folyadékcsillapító hatást, amely segít stabilizálni a rotort. Nagyobb fordulatszámokon a megnövekedett tehetetlenség meghaladhatja a tervezési korlátokat, ami gyors kopáshoz és tengelymeghibásodáshoz vezethet.

Összegzés

A mélykúti függőleges turbinás szivattyúk tengelymeghibásodásai általában megelőzhetők megfelelő üzemeltetéssel, gondos felügyelettel és rendszeres karbantartással. Az olyan tényezők, mint a BEP-en kívüli üzemeltetés, a folyadékcserék és a nem megfelelő telepítések jelentősen csökkenthetik a szivattyútengely élettartamát. E 10 gyakori ok megértésével és enyhítésével az üzemeltetők növelhetik a megbízhatóságot, javíthatják a hatékonyságot és csökkenthetik a katasztrofális szivattyúmeghibásodás kockázatát. Mindig olvassa el a szivattyúgyártó irányelveit, és alkalmazza az adott alkalmazáshoz igazított legjobb gyakorlatokat, hogy biztosítsa a mélykúti függőleges turbinás szivattyú hosszú távú teljesítményét.