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技術(shù)文章/Technical articles
12個(gè)影響泵壽命的因素
2022-05-17 13:01:45力士霸泵業(yè)

12個(gè)影響泵壽命的因素


1.徑向力


行業(yè)統計數據表明,離心泵停止運轉的最大原因是軸承和/或機械密封件的故障。軸承和密封件是“礦井中的金絲雀”——它們是水泵健康狀況的早期指標,也是水泵系統內部情況的預兆。


從事該行業(yè)很長(cháng)時(shí)間的任何人都可能知道,最佳實(shí)踐之一是在或接近其最佳效率點(diǎn)(BEP)的情況下操作泵。在BEP上,設計的泵將承受最小的徑向力。由遠離BEP運轉而產(chǎn)生的所有徑向力的合力矢量與轉子呈90度角,將試圖使軸偏轉和彎曲。


徑向力大和隨之產(chǎn)生的軸撓度是機械密封的殺手,是縮短軸承壽命的重要因素。如果足夠大,則徑向力會(huì )導致軸偏轉或彎曲。如果停止泵并測量軸上的跳動(dòng),則不會(huì )出現任何錯誤,因為它是動(dòng)態(tài)條件,而不是靜態(tài)條件。


以3600rpm運行的彎曲軸(偏轉)每轉一圈將偏轉兩次,因此實(shí)際上每分鐘彎曲7200次。這種高循環(huán)撓度使得密封表面難以保持接觸并難以維持正確密封操作所需的流體層。


2.油污染


對于球軸承,超過(guò)85%的軸承故障是由于污物、異物或水進(jìn)入而造成的。僅僅百萬(wàn)分之二百五十(250ppm)的水將減少軸承壽命的四倍。


合理使用潤滑油對壽命至關(guān)重要。運轉泵類(lèi)似于以每小時(shí)96km的速度連續運轉的汽車(chē)。以每周7?24小時(shí)的速度行駛,里程表上的里程數不需要太長(cháng)時(shí)間——每天2317km,每周16222km,每年843553km。


3.吸入壓力


影響軸承壽命的其他關(guān)鍵因素還有吸入壓力、聯(lián)軸器對準以及管道應力。

對于單級臥式懸臂流程泵,作用在轉子上的合成軸向力朝向入口,因此在一定程度上和有限制的反向吸入壓力實(shí)際上會(huì )減少軸向力,從而降低推力軸承負載,從而延長(cháng)壽命。例如,吸入壓力為10 psig的標準S型泵通??梢灶A期軸承壽命為6到7年,但是在吸入壓力為200 psig時(shí),預期的軸承壽命將會(huì )提高超過(guò)50年。


4.校準


泵和電機的不對中會(huì )使徑向軸承過(guò)載。當計算不對中量時(shí),徑向軸承壽命是一個(gè)指數因子。例如,對于只有1.52mm的小偏差,最終用戶(hù)在運行三到五個(gè)月后可能會(huì )遇到某種軸承或聯(lián)軸器問(wèn)題。但是,對于0.0254mm的偏差,同一臺泵可能會(huì )運行90個(gè)月以上。


5.管道應力


管道應力是由于吸入管和/或排出管與泵法蘭的不對中引起的。即使在堅固的泵設計中,產(chǎn)生的管道應力也可以很容易地將這些潛在的高作用力傳遞給軸承及其各自的殼體。力(應變)導致軸承配合不當和/或與其他軸承不一致,從而使中心線(xiàn)位于不同的平面上。


6.流體特性


流體特性如pH值、粘度和比重是關(guān)鍵因素。如果介質(zhì)是酸性或腐蝕性的,泵的接觸部分,如殼體和葉輪材料,需要保持功能狀態(tài)。流體中存在的固體數量及其大小、形狀和研磨質(zhì)量都將是影響因素。


7.工作狀態(tài)


工作狀態(tài)的嚴格程度是另一個(gè)主要因素:在給定時(shí)間內泵多久啟動(dòng)一次?


我見(jiàn)過(guò)泵每隔幾秒鐘就啟動(dòng)和停止一次。與在相同條件下連續運行的泵相比,這些工作中的泵以指數級的速度磨損。在這種情況下,系統設計急需改變。


8.汽蝕余量

可用凈正吸入壓頭(NPSHA)的裕度越高,超過(guò)所需凈正吸入壓頭(NPSHR),泵發(fā)生汽蝕的可能性就越小??栈瘯?huì )損壞泵葉輪,并且產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì )影響密封件和軸承。

9.泵的轉速

泵的運行速度是另一個(gè)關(guān)鍵因素。例如,一個(gè)3,550 rpm的泵比1,750 rpm的泵的磨損要快4到8倍。


10.葉輪平衡


懸臂式泵或某些垂直設計上的葉輪不平衡會(huì )導致軸偏轉,就像泵在遠離BEP運轉時(shí)的徑向力一樣。徑向偏斜和偏轉可能同時(shí)發(fā)生。建議葉輪至少達到ISO1940 6.3級標準。如果葉輪由于任何原因被修整,則必須重新平衡。

11.管道形狀


延長(cháng)泵壽命的另一個(gè)重要考慮因素是管道的幾何形狀,或流體如何“加載”到泵中。


例如,泵吸入側垂直面上的彎頭比水平彎頭產(chǎn)生的有害影響更小。葉輪的水力負載更均勻,因此軸承的負載也更均勻。

吸入側的流體速度應保持在3.048m/s以下。建議將速度保持在2.4384m/s

以下,并且1.8288 m/s甚至更好(假設使用非泥漿液)。代替湍流的層流將影響葉輪的裝載方式并改變轉子動(dòng)力學(xué)。

12.工作溫度


無(wú)論是高溫還是低溫,泵的工作溫度,尤其是溫度變化率,都會(huì )對泵的壽命和可靠性產(chǎn)生重大影響。泵的工作溫度很重要,因此需要將泵設計為在此溫度下運行。然而,更重要的是溫度變化率。建議(比較保守情況)將變化率控制在每分鐘2華氏度以下。不同的質(zhì)量和材料以不同的速率膨脹和收縮,這可能會(huì )影響間隙和應力。



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