Команда  глибоководний вертикальний турбінний насос  відіграє життєво важливу роль у таких сферах, як сільське господарство, водопостачання та промислове перекачування рідин. Незважаючи на міцну конструкцію та ефективність, поломка вала є однією з найпоширеніших та найдорожчих проблем, що виникають під час експлуатації. Розуміння потенційних причин пошкодження вала насоса є важливим для підтримки надійності системи, мінімізації простоїв та уникнення дорогого ремонту. У цій статті розглядаються 10 ключових причин поломки вала насоса, зосереджуючись на експлуатаційних, механічних та екологічних факторах, які впливають на продуктивність та цілісність насоса. глибоководний вертикальний турбінний насос.

1. Експлуатація поза межами точки найкращої ефективності (BEP)

Експлуатація насоса далеко від його максимальної допустимої робочої температури (BEP) є основною причиною поломки вала. Коли глибока свердловина вертикальний турбінний насос працює поза межами свого оптимального діапазону, він відчуває надмірні радіальні сили. Ці сили призводять до прогину та згинання вала, створюючи розтягувальні напруги, які з часом можуть призвести до втоми. Безперервна робота в таких умовах значно скорочує термін служби вала.

2. Зігнутий вал насоса

Вигнутий вал призводить до дисбалансу та перекосу, що призводить до подібних руйнівних наслідків, як і експлуатація поза межами допустимої продуктивності (BEP). Така деформація часто є результатом низької якості виготовлення або неправильного поводження під час встановлення чи транспортування. Забезпечення прямолінійності вала в межах суворих допусків, зазвичай від 0.001 до 0.002 дюйма, є надзвичайно важливим.

3. Незбалансоване робоче колесо або ротор

Незбалансовані ротори створюють бічні коливання та «вибої» вала. Цей повторюваний рух імітує вигин вала та призводить до втоми. Регулярне динамічне балансування робочих коліс є критично важливим навіть для низькошвидкісних вертикальних турбінних насосів глибоких свердловин для підтримки стабільності вала.

4. Властивості та зміни рідин

Несподівані зміни в'язкості, температури або питомої ваги рідини, що перекачується, можуть вплинути на крутний момент і навантаження на вал. Наприклад, перекачування мазуту № 4 при температурі 0°C, а не при розрахункових 35°C, значно збільшує в'язкість, збільшуючи опір і механічне напруження. Крім того, агресивні рідини можуть знизити втомну міцність матеріалів вала, роблячи вал насоса більш схильним до руйнування.

5. Робота зі змінною швидкістю

Хоча частотно-регульовані приводи (ЧРП) пропонують гнучкість, вони можуть збільшити навантаження на вал, якщо їх неправильно налаштувати. Зі зменшенням швидкості крутний момент зростає. Насос, що працює на половинній швидкості, може потребувати подвійного крутного моменту, що потенційно може перевищувати конструктивні обмеження вала. Користувачі повинні враховувати допустиму гальмівну потужність на 100 об/хв, щоб уникнути пошкоджень під час роботи зі змінною швидкістю.

6. Проблеми неправильного використання та зниження номінальних характеристик

Ігнорування рекомендацій виробника щодо конфігурації приводу може призвести до передчасного виходу з ладу вала. Вертикальні турбінні насоси для глибоких свердловин, розроблені для прямого зчеплення, можуть не витримувати ремінних або ланцюгових передач через підвищені бічні навантаження. Наприклад, моделі, що відповідають стандарту ANSI B73.1, не підходять для ремінних передач. Відповідно, зниження потужності є важливим при використанні альтернативних систем приводу.

7. Розбіжність

Навіть незначне перекісування між двигуном та вертикальним турбінним насосом глибокої свердловини може створювати згинальні сили, які напружують вал і зрештою призводять до поломки. Перекіс часто спочатку проявляється через передчасний знос підшипників або вібрацію. Під час встановлення слід використовувати прецизійні інструменти для вирівнювання та лазерні системи.

8. Вібрація від зовнішніх джерел

Окрім дисбалансу та перекосу, зовнішні джерела вібрації, такі як кавітація, резонанс трубопроводів або гідравлічна нестабільність, можуть передавати додаткове навантаження на вал. Постійний моніторинг за допомогою інструментів аналізу вібрації може допомогти виявити та виправити проблеми на ранній стадії.

9. Неправильне встановлення компонентів

Неправильне встановлення критично важливих компонентів, таких як робочі колеса, муфти та втулки, може призвести до повзучості вала, що поступово призводить до зносу та втоми. Точне встановлення та правильні характеристики крутного моменту є важливими для забезпечення довгострокової надійності.

10. Неправильний вибір швидкості

Робота насоса поза межами його проектного діапазону швидкостей впливає не лише на крутний момент. На нижчих швидкостях вал втрачає ефект демпфування рідини, відомий як ефект Ломакіна, який допомагає стабілізувати ротор. На вищих швидкостях збільшена інерція може перевищувати конструктивні обмеження, що призводить до швидкого зносу та руйнування вала.

Висновок

Поломки валу глибоководного вертикального турбінного насоса зазвичай можна запобігти за допомогою належної експлуатації, ретельного моніторингу та регулярного технічного обслуговування. Такі фактори, як експлуатація поза межами допустимої продуктивності (BEP), заміна рідини та неправильне встановлення, можуть значно скоротити термін служби валу насоса. Розуміючи та усуваючи ці 10 поширених причин, оператори можуть підвищити надійність, покращити ефективність та зменшити ризик катастрофічного виходу з ладу насоса. Завжди звертайтеся до інструкцій виробника насоса та застосовуйте найкращі методи, адаптовані до вашого конкретного застосування, щоб забезпечити довгострокову роботу вашого глибоководного вертикального турбінного насоса.