Jak naprężenie rury wpływa na wydajność pompy odśrodkowej, jej wyrównanie i trwałość uszczelnienia

Właściwa instalacja rurociągów jest istotnym elementem niezawodnego działania pompy odśrodkowej. W wielu instalacjach przemysłowych nadmierne wibracje pompy, uszkodzenie sprzęgła, zużycie łożysk i awaria uszczelnienia mechanicznego nie są powodowane przez samą pompę, ale przez siły przenoszone przez nieprawidłowo zamontowane lub podparte rurociągi.

Stan ten jest powszechnie znany jakonaprężenie ruryLubnaprężenie rurociągów.

Naprężenia rur powstają, gdy podłączone rury wywierają nadmierne siły lub momenty na króćce lub obudowę pompy. Może odkształcić obudowę pompy, zmienić ustawienie wału, zwiększyć wibracje i znacznie skrócić żywotność uszczelnienia mechanicznego.

Zrozumienie związku pomiędzy wydajnością rurociągów i pomp jest zatem niezbędne podczas instalowania i konserwacji przemysłowych pomp odśrodkowych.

 

 

1. Co to jest naprężenie rury?

Odkształcenie rury to siła lub naprężenie przenoszone z instalacji rurowej na pompę, ponieważ rura jest nieprawidłowo ustawiona, podparta lub może się poruszać.

Zwykle system rurociągów powinien utrzymać swój własny ciężar i wytrzymywać ruchy termiczne niezależnie od pompy.

Problemy pojawiają się, gdy rura:

• Jest wciskany w położenie podczas instalacji
• Jest niewystarczająco wspierany
• Rozszerza się pod wpływem zmian temperatury
• Ugina się pod własnym ciężarem
• Jest nieprawidłowo zakotwiczony lub prowadzony
• Wykorzystuje śruby kołnierzowe do łączenia niewspółosiowych rur

Pompy nie należy używać do kompensacji nieprawidłowego położenia rurociągów.

Prosta zasada jest następująca:

Rurociąg powinien pasować do pompy,-a nie pompa powinna być na siłę dopasowana do rurociągu.

Nieprawidłowa instalacja rurociągów może spowodować stałe obciążenie zewnętrzne obudowy pompy i dysz.

 

2. Co powoduje naprężenie rury?

Kilka typowych warunków instalacji i eksploatacji może powodować nadmierne naprężenia rur.

Niewłaściwa instalacja

Podczas montażu pracownicy mogą używać śrub kołnierzowych, aby docisnąć do siebie dwa źle ustawione kołnierze. Chociaż połączenie może wydawać się akceptowalne, w rurociągach i pompie mogą pozostać znaczne naprężenia szczątkowe.

Nieodpowiednie podparcie rury

Długie odcinki rur wymagają odpowiednich wieszaków, podpór, prowadnic lub kotew. Bez odpowiedniego podparcia ciężar rury i płynu może zostać przeniesiony na pompę.

Rozszerzalność cieplna

Rurociągi przenoszące gorącą wodę, wodę zasilającą kocioł, węglowodory lub inne gorące płyny technologiczne rozszerzają się i kurczą pod wpływem zmian temperatury.

Jeśli ten ruch nie zostanie odpowiednio skompensowany, na pompę mogą zostać przeniesione siły cieplne.

Nieprawidłowe ustawienie rur

Rura, która nie jest w naturalny sposób wyrównana z kołnierzem pompy, po podłączeniu może wywierać ciągłe siły ciągnące, pchające lub skręcające.

 

3. Jak naprężenie rury wpływa na wyrównanie pompy

Jedną z najpoważniejszych konsekwencji naprężeń rurowych jest utrata współosiowości pompy i silnika.

Pompę i silnik można precyzyjnie ustawić przed podłączeniem rurociągu. Jednakże dokręcenie kołnierzy rur może spowodować przesunięcie obudowy pompy lub płyty podstawy i zmianę linii środkowej wału.

Może to spowodować:

Niewspółosiowość równoległa

Niewspółosiowość kątowa

Przeciążenie sprzęgła

Obciążenie łożyska

Zwiększone wibracje

W poważnych przypadkach naprężenia rury mogą nawet zniekształcić płytę podstawy, utrudniając utrzymanie stabilnego ustawienia.

Dlatego też należy sprawdzić ostateczną osiowość wałówpo zainstalowaniu i odpowiednim podparciu podłączonych rurociągów.

 

4. Naprężenia rur i wibracje pompy

Niewspółosiowość spowodowana naprężeniami rur często prowadzi do zwiększonych wibracji.

Typowy łańcuch awarii to:

Naprężenia rury → Odkształcenie obudowy → Niewspółosiowość wału → Wibracje → Uszkodzenie łożyska i uszczelnienia

Jednakże wibracje nie zawsze są spowodowane wyłącznie problemami mechanicznymi z ustawieniem. Należy również wziąć pod uwagę kawitację, niestabilność hydrauliczną, niewyważenie wirnika, defekty łożysk i pracę poza zalecanym zakresem.

Dlatego nadmierne drgania należy diagnozować systematycznie, a nie zakładać, że naprężenie rury jest zawsze jedyną przyczyną.

 

5. Jak naprężenia rurowe skracają żywotność uszczelnienia mechanicznego

Uszczelnienia mechaniczne zależą od kontrolowanego kontaktu pomiędzy wysoce wykończonymi powierzchniami uszczelniającymi a bardzo cienką warstwą płynu.

Gdy wał pompy ulegnie nadmiernemu ruchowi, ugięciu lub wibracjom, powierzchnie uszczelniające mogą przestać działać w stabilnych warunkach.

Możliwe wyniki obejmują:

Nierówne zużycie uszczelki-twarzy

Zwiększone tarcie i ciepło

Ruch lub zużycie pierścienia uszczelniającego-

Wyciek uszczelki

Uszkodzenie wału lub tulei

Przedwczesna wymiana uszczelki

Naprężenia rur mogą zatem spowodować łańcuch awarii, w którym problem z rurą ostatecznie objawia się jako:problem z uszczelnieniem mechanicznym.

Należy pamiętać, że wielokrotna wymiana uszczelnienia mechanicznego bez skorygowania leżących u podstaw wibracji, problemów z ustawieniem lub orurowaniem może zapewnić jedynie tymczasowe rozwiązanie.

 

6. Jak rozpoznać możliwe naprężenia rury

Kilka objawów terenowych może wskazywać na nadmierne naprężenie rurociągu.

Trudne połączenie kołnierzowe

Jeżeli kołnierze rur nie są naturalnie ustawione w jednej linii, a do wkręcenia śrub wymagana jest znaczna siła, rurociąg należy sprawdzić przed ostatecznym montażem.

Zmiany wyrównania po orurowaniu

Jeśli ustawienie-silnika pompy znacznie się zmieni po dokręceniu połączeń rurowych, w rurach mogą występować zewnętrzne siły.

Wysokie wibracje po uruchomieniu

Nieoczekiwane wibracje bezpośrednio po uruchomieniu mogą wskazywać na problemy z wyrównaniem, naprężenia rur, kawitację lub inne problemy z instalacją.

Powtarzające się awarie uszczelnień lub łożysk

Jeżeli w tej samej pompie wielokrotnie występują awarie uszczelnień mechanicznych lub łożysk, należy sprawdzić całą instalację, a nie wielokrotnie wymieniać jej elementy.

Widoczny ruch lub zwiotczenie rury

Odkształcenie rur, nadmierny rozstaw podpór lub ruchy termiczne mogą również wskazywać na problemy w systemie rur.

 

7. Najlepsze praktyki zapobiegania naprężeniom rur

Zapobieganie naprężeniom rur podczas instalacji jest znacznie skuteczniejsze niż korygowanie ich po awarii pompy.

7.1 Oddzielnie wyrównaj pompę i rurociągi

Najpierw ustal prawidłową pozycję pompy i silnika. Następnie zamontuj rurociąg tak, aby naturalnie pasował do dysz pompy.

Nie przesuwać pompy, wpychając rurociąg na swoje miejsce.

7.2 Zapewnij niezależne wsparcie rurowe

Rurociągi ssawny i tłoczny powinny mieć odpowiednią niezależną podporę.

System nośny rur powinien udźwignąć ciężar:

Rura

Zawory

Armatura

Płyn

bez przenoszenia nadmiernego obciążenia na pompę.

7.3 Zezwalaj na ruch termiczny

W przypadku zastosowań z gorącymi-płynami podczas projektowania rurociągów należy uwzględnić rozszerzalność cieplną.

W zależności od systemu mogą być wymagane odpowiednie pętle dylatacyjne, prowadnice, kotwy lub połączenia elastyczne.

7.4 Prawidłowe korzystanie z elastycznych połączeń

Elastyczne złącza mogą pomóc w dostosowaniu się do ograniczonego ruchu i zmniejszyć przenoszenie wibracji, jeśli jest to odpowiednio określone.

Nie należy ich jednak używać do kompensowania słabego podparcia rury lub wymuszonego wyrównania.

7.5 Ponowne sprawdzenie wyrównania po zamontowaniu rur

Ostateczne wyrównanie należy sprawdzić po zamontowaniu rur i wyregulowaniu wsporników.

Ten prosty krok pozwala zidentyfikować ruch-wywołany rurociągiem, zanim pompa zacznie pracować-długoterminowo.

 

8. Kontrola naprężenia rury podczas rozruchu

Praktyczna kontrola instalacji polega na porównaniu współosiowości wałów przed i po podłączeniu rurociągu.

Ogólna procedura jest następująca:

1. Wyrównaj pompę i silnik.

2. Zapisz początkowe odczyty ustawienia.

3. Podłączyć rurociąg ssawny i tłoczny bez wciskania kołnierzy.

4. Dokręcić połączenia rurowe zgodnie z obowiązującą procedurą.

5. Sprawdź, czy wszystkie wsporniki rur są prawidłowo zamontowane.

6. Sprawdź ponownie ustawienie-silnika pompy.

Jeżeli po podłączeniu rurociągów ustawienie ulegnie zauważalnej zmianie, należy sprawdzić system rurociągów pod kątem nadmiernych obciążeń zewnętrznych.

Takie podejście jest szczególnie przydatne podczas uruchamiania dużych przemysłowych pomp odśrodkowych.

 

9. Jak zmniejszyć wibracje pompy i wydłużyć żywotność uszczelnienia

Niezawodna instalacja pompy odśrodkowej powinna uwzględniać łącznie kilka czynników:

Prawidłowy dobór pompy

Pompę należy dobrać w oparciu o rzeczywisty przepływ, wysokość podnoszenia, właściwości cieczy, temperaturę i warunki pracy.

Stabilny fundament

Fundament i płyta podstawy powinny zapewniać wystarczającą sztywność i wsparcie.

Dokładne wyrównanie

Osiowanie pompy i silnika powinno spełniać wymagania producenta.

Stres-Bez instalacji rurowej

Podłączone rurociągi powinny być prawidłowo ustawione, odpowiednio podparte i zaprojektowane pod kątem ruchów termicznych.

Odpowiednie warunki pracy

Unikać długotrwałej pracy poza zalecanym zakresem pracy pompy.

Regularne monitorowanie

Monitoruj wibracje, temperaturę łożysk, wycieki uszczelnień, ciśnienie, przepływ i inne kluczowe parametry, aby wcześnie identyfikować nieprawidłowe trendy.

 

Naprężenia rur są często-przeoczaną przyczyną problemów z pompami odśrodkowymi. Nadmierne siły powodowane przez źle ustawione, niepodparte lub ograniczone termicznie rurociągi mogą wpływać na ustawienie pompy, zwiększać wibracje i skracać żywotność uszczelnień mechanicznych i łożysk.

Najskuteczniejsza strategia zapobiegania jest prosta:

Właściwy fundament + dokładne ustawienie + niezależne podparcie rury + kontrolowana rozszerzalność cieplna + naprężenie-Swobodne orurowanie

Pompa nigdy nie powinna być ustawiana na siłę przez podłączony rurociąg.

Prawidłowa instalacja chroni pompę, redukuje wibracje, wydłuża żywotność uszczelnienia mechanicznego i pomaga zapewnić niezawodną,-terminową pracę.

HNYB PUMPS oferuje przemysłowe rozwiązania pomp odśrodkowych do wymagających zastosowań. Skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów, aby przedstawić wymagania dotyczące przepływu, wysokości podnoszenia, płynu, temperatury i instalacji w celu profesjonalnego doboru pompy.