От чего зависит срок службы насоса

А. Собокар
Очень часто производителям и поставщикам насосов задают вопрос относительно того, какой период прослужит оборудование. Естественный ответ: «Всё зависит от…». Итак, попробуем рассмотреть основные факторы, влияющие на срок эксплуатации.

Nasos_200 На практике встречаются случаи, когда насосное оборудование работает практически без остановки (за исключением нескольких капитальных ремонтов для смены колец и подшипников) около полувека. Такое вполне возможно, если насос изначально качественный, предназначен для работы в течение длительного времени, бережно эксплуатируется, своевременно проводится техническое обслуживание.

В общей формуле для безотказной и продолжительной работы насоса многое зависит от конечного пользователя. Например, стандартный консольный насос, по данным Американского национального института стандартов (ANSI), в среднем будет работать на протяжении 15–20 лет, а при правильном обращении – свыше 25 лет. Мощный многоступенчатый насос для подпитки котлов может прослужить 40 и больше лет.

Какие же основные факторы необходимо контролировать, чтобы продлить срок службы насоса?

Центробежная сила

Отраслевая статистика свидетельствует о том, что главной причиной выхода из строя центробежных насосов является отказ подшипников и/или уплотнительных втулок. Именно по состоянию этих деталей можно определить, что происходит с насосной системой в целом.

Специалисты знают о том, что эксплуатировать насос лучше всего при параметрах, как можно ближе к точке максимальной эффективности. В номинальной рабочей точке (с оптимальной производительностью и КПД) насос, в соответствии с проектом, будет испытывать наименьшее воздействие центробежной силы. Суммарная сила, которая состоит из векторов всех центробежных сил, направленных под углом 90° к ротору, будет пытаться отклонить и согнуть вал.

Чрезмерная центробежная сила, которая вызывает прогибвала, является причиной выхода из строя механических втулок. Это и есть фактор, который сокращает срок службы насоса. При этом, данная характеристика динамическая, а не статическая. И при остановке насоса измерить ее невозможно.

В то же время, вал, при вращении со скоростью 2 900 оборотов в минуту, отклонится дважды за один оборот. В итоге он «согнётся» 5 800 раз за минуту! Такой высокочастотный цикл отклонений затрудняет выполнение функций уплотнителей, которые контактируют с жидкостью и поддерживают необходимый её уровень для правильной работы.

Загрязнения

Более 85% отказов шарикоподшипников обусловлены попаданием в них воды, грязи и других посторонних частиц. Их содержание в количестве всего лишь 250 мг/л жидкости приводит к снижению эксплуатационного периода подшипников в четыре раза.

Замена масла

Существуют ограничения по сроку службы масла. Необходимо контролировать уровень его загрязнения. Менять масло большинство производителей рекомендуют по истечении выработки 8 тыс. моточасов. Более подробную информацию об этом можно найти в технической документации к насосу.

Давление всасывания

Nosos Еще одними ключевыми факторами, влияющими на срок службы подшипников, являются давление всасывания и, в некоторой степени, деформация труб. Для одноступенчатого центро бежного насоса суммарное осевое усилие на роторе по направлению всасывания про тиводействует значению давления всасывания. Тем самым будет уменьшаться осевое усилиена подшипник, что продлевает его срок службы. Например, стандартный конструкции SPLIT CASE фирмы DP-Pumps (DPAS) с давлением вса сывания 0,7 атм., как правило, имеет ожидаемый срок службы подшипника от шести до семи лет, а при давлении 14 атм. – этот период возрастёт более чем до 50 лет.

Соосность

Несоосность насоса и направляющей части перегружает радиальные подшипники. Например, с небольшим перекосом, лишь в 1,524 мм, конечные пользователи могут ожидать поломки подшипника или других деталей в течение всего трёх–пяти месяцев эксплуатации. Тогда как с отклонением в 0,025 мм тот же насос проработает, скорее всего, более 90 месяцев.

Деформация труб

Деформация труб вызывается перекосом присоединения всасывающей и/или напорной трубы к фланцам насоса. Даже в прочных конструкциях, в результате такого изменения формы, нагрузка может передаваться на корпус подшипников. Эта сила (напряжение), в свою очередь, вызывает изменение положения подшипников. В результате, они становятся несовместимыми, так как находятся на разных осях.

Свойства жидкости

Свойства жидкости, такие как показатель рН, значения вязкости и удельного веса являются ключевыми факторами. Если рабочая среда является кислой или щелочной, то необходимо особое внимание уделять корпусу и деталям насоса, контактирующим с жидкостью, например, рабочему колесу. Нужно учитывать ещё и количество твёрдых частиц, присутствующих в жидкости, их размер, форму, абразивные свойства.

Сервисное обслуживание

Интенсивность сервисного обслуживания насоса в значительной степени зависит от того, насколько часто он запускается и останавливается. Если это происходит каждые несколько секунд, то оборудование изнашивается намного быстрее, чем насосы, работающие непрерывно, при тех же условиях эксплуатации. Поэтому во избежание частых пусков-остановов крайне необходимо оптимизировать работу системы.

Кавитация

Кавитация является нередкой причиной повреждения рабочего колеса. Вероятность такого негативного влияния определяется соотношением допустимого кавитационного запаса системы (NPSHA) к кавитационному запасу насоса (NPSHR). Значение NPSHR определяется уточнением полного напора насоса при различных подпорах на всасывании. С этой целью давление в питающем резервуаре понижается посредством дроссельного устройства. Чем больше разрежение на входе рабочегоколеса, тем больше воздействие кавитации. Кроме того, это ослабляет общий напор насоса, что, в свою очередь, влияет на работоспособность втулок и подшипников.

Cкорость вращения ротора

Скорость, с которой работает насос, является ещё одним ключевым фактором, определяющим срок службы. К примеру, насос, вал которого вращается со скоростью 2 900 об./мин., будет изнашиваться вдвое быстрее, чем его аналог со скоростью вращения 1 450 об./мин.

Балансировка рабочего колеса

Несбалансированное рабочее колесо на консоли насоса или на некоторых вертикальных конструкциях может вызвать наклон вала, что усугубляется воздействием центробежной силы. Поэтому рекомендуется производить балансировку крыльчатки (согласно стандартам ISO). Если рабочее колесо подрезается, оно должно быть вновь отрегулировано.

Геометрия трубопровода

Ещё одним важным фактором для продления срока службы оборудования является правильность геометрии трубопровода. Ведь от нее зависит то, как жидкость «загружается» в насос. Например, колено трубы в вертикальной плоскости на стороне всасывания будет вызывать меньше вредных эффектов, чем такой же угол, но в горизонтальной плоскости. В общем случае, на загрузку крыльчатки и динамику ротора влияют характеристики потока: ламинарный он или турбулентный. Важно достичь того, чтобы рабочее колесо равномерно погружалось в жидкость. В этом случае сбалансированную нагрузку будут испытывать и подшипники. Кроме того, важно не превышать скорость движения жидкости. Со стороны всасывания она не должна превышать 10 м/с. Рекомендуемый показатель – 6–8 м/с.

Рабочая температура

Высокая температура работающего насоса оказывает большое воздействие на срок служ бы и надёжность оборудования. Поэтому важно правильно рассчитать и подобрать эту характеристику. Но еще более важным фактором является быстрота нагрева. Ведь различные материалы по-разному расширяются и сжимаются. Это может повлиять на зазоры и распределение напряжений в насосе. Рекомендуется, чтобы скорость изменения температуры не превышала 1°С в минуту.



Оставьте комментарий