泵阀轴承
泵送系统基础:泵的基本维护
2023-08-21 17:37  浏览:29

前言

离心泵因其维护要求低而被广泛使用。然而,像所有机器一样,它们仍然需要定期维护。离心泵常见的维护项目包括:

1)轴承润滑和更换

2)机械密封更换

3)填料拧紧和更换

4)耐磨环调整或更换

5)叶轮更换

6)泵/电机对中

7)电机维修或更换

常见故障

泵维护不当造成的最大损失是计划外停机。这种计划外停机的原因根据应用工况的不同而有所不同,例如在腐蚀性或危险的流体系统中,出于安全原因,机械密封泄漏通常需要关闭系统。在其它系统中,这种泄漏通常是可以容忍的。在某些系统中,轴承故障等问题可能对系统的持续运行构成最大威胁。由于每个系统对其泵/电机设备都有特殊要求,因此对主要维护方面的要求差异很大。

预防性维护及时间表

为了最大限度地减少计划外停机时间,应按预定的时间间隔进行基本的系统维护。在制定该计划时必须权衡的因素包括停机成本;灾难性故障的成本和风险;电机、轴承和密封的预期平均维修间隔时间(MTBR);以及备用设备的可用性。工作时间或日历间隔(例如,每季度或每半年一次)可以帮助确定时间表。

操作人员可以根据制造商的建议和他们自己在类似应用中使用泵的经验来决定维护频率。在没有异常苛刻的运行需求的系统中,可以遵循如下所示的典型维护时间表。

填料和机械密封调整。填料和机械密封调整应每周进行一次,并考虑以下因素:

1)对于填料,调整压盖螺栓的松紧度,以获得泵制造商允许的冷却流量泄漏量(通常为每分钟2至60滴)。不要过度拧紧螺栓 - 这样会烧坏填料,需要向填料函中重新安装填料。随着填料的磨损,需要增加更多填料。最终,填料函将需要所有新的填料。重新安装填料时,清洁并润滑压盖螺栓。

2)对于机械密封,检查密封性能,测量泄漏量。

轴承润滑。轴承应每半年或每年润滑一次。操作人员应特别注意以下事项:

1)对于润滑脂润滑的轴承,请按照泵的运行维护手册中的说明添加润滑脂。小心不要给轴承注入过多的油脂,因为这会干扰滚珠或滚子的运动,并可能导致过热。

2)检查润滑脂的质量,如有必要,重新加注、更换润滑脂。

3)对于油润滑轴承,检查油位和油品质量。如有必要,添加或更换润滑油。不要过量加注。

电机/泵对中。由于泵基础底座或管道的移动可能会导致泵/电机不对中(错位),因此应定期检查对中情况。对中通常通过使用千分表并读取泵/电机联轴器的总指示跳动或TIR – 总径向跳动或FIM – 泵/电机联轴器来测量。定期的振动读数可以显示轴承状态的变化。

对于需要异常精确对中的泵,激光测量系统提供了比其它类型更高的精度。对中要求通常可以在泵的运行维护手册中找到。

维修项目

通常必须定期更换的维修项目包括:机械密封和轴承、填料、耐磨环、电机和叶轮。

更换机械密封和轴承。尽管密封和轴承是正常的维护项目,但它们有时会发生灾难性故障。轴承磨损可能会导致不令人满意的噪音,甚至卡住。有时,轴承或机械密封卡住会损坏相应的轴套,这就需要拆卸泵轴并安装新的轴套。

机械密封通常用于需要比填料提供更好的密封的应用场合。尽管机械密封更昂贵,但与填料相比,它们的摩擦更小,并表现出优越的密封性能。机械密封依赖于其动态表面之间的精确配合接触。污染物会使密封迅速退化。然而,如果机械密封安装正确、保持清洁并按要求进行冲洗,则可以使用数千小时。

更换填料。填料是一种柔软、有延展性的绳状材料,当被填料压盖压缩时,在泵壳体与轴之间形成密封。由于填料直接接触旋转轴,因此它依靠系统流体进行冷却和润滑。当填料磨损时,必须通过拧紧压盖螺母对其进行压缩。然而,随着时间的推移,填料会失去了密封能力,必须更换。

填料通常是成卷的,它必须被切割成段,然后包裹在泵轴上。准确切割填料很困难,但对于确保适当的密封是必不可少的。许多机械师通过使用一根加工成泵轴精确直径的管道或棒材来简化这项工作。使用这个实体模型轴,机械师可以直接切割环绕其上的填料以进行装配,而无需先测量填料的长度,然后再切割。由于填料通常都具有一定的弹性,因此测量/切割方法通常会导致装配不良。

更换耐磨环。耐磨环固定在叶轮或泵壳体(或两者)上,作为不同叶轮级之间或叶轮和泵壳体之间的耐磨表面。耐磨环的尺寸是为了在叶轮的高压侧和低压侧之间建立一定的间隙。如果这个间隙过大,流体会滑回泵的吸入侧,从而造成效率损失。一些耐磨环有一个轴向间隙,可以补偿磨损;一些泵设计使用可调节的耐磨板。需要更换耐磨环的一个关键迹象是泵的性能大幅下降。不幸的是,必须拆解泵才能更换耐磨环。

更换电机。即使是维护良好的电机,也有有限的使用寿命。随着时间的推移,绕组绝缘会失效。当电机的绕组温度长时间超过其额定值时,绝缘层常常会更快地退化。在低于50马力(hp)的电机应用中,最常见的选择是简单地更换一台新的电机。然而,在较大的应用中,对现有电机(绕组)进行重绕通常更经济。尽管电机重绕通常是一种具有成本效益的替代方案,但在随后的重绕过程中,重绕电机可能会损失更多的效率。

对于电机重绕,操作人员应确保被维修的电机有适当的质量保证计划,因为质量差的电机重绕可能会影响电机的效率。

对于电机更换,应考虑使用高效电机。高效电机的效率通常比标准电机高3 %至8 %。在高使用率的应用中,这种效率优势通常提供有吸引力的投资回收期。1992年的《能源政策法案》规定了最低效率标准,该标准于1997年生效,适用于1至200马力的大多数通用电机。此外,美国国家电气制造商协会的NEMA PremiumTM能效电机计划,将优质高效电机的效率提高至EPAct制定的水平之上。对于具有长运行时间的泵来说,高效电机具有显著的成本效益。

美国能源部的MotorMaster+软件可以成为选择节能电机的一个有价值的工具。该程序还允许用户比较电机,并估计能源成本和节约以及生命周期成本。

更换叶轮。叶轮通常可以维持泵的使用寿命。然而,严重的汽蚀或侵蚀会降低叶轮的性能,从而降低泵的性能和效率。叶轮的更换与耐磨环的更换类似,必须首先拆解泵。

预测性维护

在许多应用中,泵的维护是被动的。例如,轴承噪音表明需要润滑或更换,填料或密封过度泄漏表明需要维修或更换,泵性能下降可能表明耐磨环过度磨损/退化。

幸运的是,随着仪器和信号分析软件的改进增加了振动测试设备的可用性,这有助于改进泵/电机的维护计划。振动分析设备本质上是人类耳朵的精细延伸。通过“聆听”电机或类似机械的振动,仪器可以检测轴承问题、电机绕组问题或其它动态不平衡的开始。

振动分析设备使用加速度计测量机械运行过程中的振动响应,并将数据记录在振幅/频率图上。这些测量到的振动与一组基线数据进行比较,这些数据通常是在机器首次运行时获得的。在问题变得更严重之前识别问题,使运营商能够安排所需的维修,并大大降低灾难性故障的风险。

因此,预测性维护使操作人员能够相对准确地计划设备维修。可以比较两种不同的特征来确定问题发展的速度。这些信息可能很有用,可以更有信心地将维修推迟到方便的停机时间。

另一种预测性维护技术涉及润滑油的监测和分析。对于采用稀油润滑轴承的泵,分析润滑油质量可以进一步了解轴承及其密封的运行状况。润滑油分析可以揭示泵是否在高温下运行、系统流体是否泄漏到润滑油中,以及轴承是否已接近其使用寿命的终结。

油品分析还可以增加计划更换油品的可信度,并消除不必要的油品更换。它还可以大幅节约成本,尤其是在油品价格昂贵的情况下 - 例如,含有复杂添加剂的合成油。每次分析大约1,000美元,油品监测并不是所有泵应用都不经济。然而,它可以提供一些关于工厂设备状况的有价值的情报。

此外,可以使用热成像或红外(IR)扫描。IR扫描提供了对热点的早期检测,并有助于避免意外停机。对于泵驱动机 - 电机,IR扫描提供了一种识别发展中的问题的方法,例如,轴承过热或绕组绝缘恶化。

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