1. Радиальная сила
Отраслевая статистика показывает, что основной причиной остановки центробежных насосов является выход из строя подшипников и/или механических уплотнений. Подшипники и уплотнения — это «канарейки в шахте» - они являются ранними индикаторами состояния водяных насосов, а также предвестником внутреннего состояния систем водяных насосов.
Любой, кто долгое время работает в этой отрасли, может знать, что одна из лучших практик — эксплуатировать насосы в точке наилучшей эффективности (BEP) или рядом с ней. В BEP спроектированный насос выдерживает минимальную радиальную силу. Результирующий вектор всех радиальных сил, возникающих при работе вдали от BEP, образует угол 90 градусов с ротором, пытаясь отклонить и согнуть вал.
Большая радиальная сила и возникающее в результате отклонение вала разрушают механические уплотнения и являются важными факторами сокращения срока службы подшипников. Если она достаточно велика, радиальная сила приведет к отклонению или изгибу вала. Если насос остановлен и измерено биение на валу, ошибок не возникнет, поскольку это динамическое, а не статическое состояние.
Гибочный вал (отклонение), работающий со скоростью 3600 об/мин, будет отклоняться дважды за оборот, поэтому фактически он сгибается 7200 раз в минуту. Такое сильное циклическое отклонение затрудняет поддержание контакта уплотняющей поверхности и сохранение слоя жидкости, необходимого для правильной работы уплотнения.
2. Нефтяное загрязнение
Более 85% отказов шарикоподшипников вызваны попаданием грязи, посторонних предметов или воды. Всего лишь 250 частей на миллион (250 частей на миллион) воды сократят срок службы подшипников в четыре раза.
Разумное использование смазочного масла имеет решающее значение для его срока службы.
3. Давление вдоха
Другие ключевые факторы, влияющие на срок службы подшипников, включают давление всасывания, выравнивание муфты и нагрузку на трубопровод.
В одноступенчатых горизонтальных консольных технологических насосах совокупная осевая сила, действующая на ротор, направлена в сторону впуска, поэтому в определенной степени ограниченное обратное давление всасывания фактически снижает осевую силу, тем самым уменьшая нагрузку на упорный подшипник и продлевая его срок службы.
4. Калибровка
Несоосность насоса и двигателя может привести к перегрузке радиальных подшипников. При расчете смещения срок службы радиального подшипника является экспоненциальным фактором.
Например, при небольшом отклонении всего в 1,52 мм конечный пользователь может столкнуться с какой-либо проблемой подшипника или муфты после трех-пяти месяцев эксплуатации. Однако при отклонении 0,0254 мм один и тот же насос может работать более 90 месяцев.
5. Напряжение трубопровода
Напряжение в трубопроводе возникает из-за несоосности всасывающих и/или нагнетательных труб с фланцем насоса. Даже в надежных конструкциях насосов возникающие напряжения в трубопроводе могут легко передавать эти потенциальные высокие силы на подшипники и соответствующие им корпуса. Сила (деформация) приводит к неправильной посадке подшипников и/или несоответствию с другими подшипниками, в результате чего осевая линия оказывается в разных плоскостях.
6. Характеристики жидкости
Характеристики жидкости, такие как pH, вязкость и удельный вес, являются ключевыми факторами. Если среда кислая или коррозионная, контактные детали насоса, такие как материалы корпуса и рабочего колеса, должны сохранять свое функциональное состояние. Количество, размер, форма и качество измельчения твердых частиц, присутствующих в жидкости, будут влияющими факторами.
7. Статус работы
Строгость рабочего состояния – еще один важный фактор: как часто включается насос в течение заданного времени.
Некоторые насосы запускаются и останавливаются каждые несколько секунд. По сравнению с насосами, которые работают непрерывно в тех же условиях, эти насосы в процессе эксплуатации изнашиваются с экспоненциальной скоростью. В этой ситуации необходимо срочно изменить конструкцию системы.
8. Допуск на кавитацию
Чем выше запас доступной чистой положительной высоты всасывания (NPSHA), тем меньше вероятность возникновения кавитации в насосе, если он превысит требуемую чистую положительную высоту всасывания (NPSHR). Кавитация может повредить рабочее колесо насоса и вызвать вибрации, которые могут повлиять на уплотнения и подшипники.
9. Скорость насоса
Еще одним ключевым фактором является рабочая скорость насоса. Например, насос со скоростью 3550 об/мин изнашивается в 4–8 раз быстрее, чем насос со скоростью 1750 об/мин.
10. Балансировка рабочего колеса
Несбалансированные рабочие колеса консольных насосов или некоторых вертикальных конструкций могут вызвать отклонение вала, точно так же, как радиальная сила насоса при работе вдали от BEP. Радиальное отклонение и отклонение могут возникать одновременно. Если крыльчатка по какой-либо причине обрезана, ее необходимо отбалансировать.
11. Форма трубы
Еще одним важным фактором продления срока службы насоса является геометрия трубопровода или способ «загрузки» жидкости в насос.
Например, колена на вертикальной стороне всасывания насоса оказывают менее вредное воздействие, чем горизонтальные колена. Гидравлическая нагрузка на рабочее колесо более равномерна, поэтому нагрузка на подшипники также более равномерна.
12. Рабочая температура
Будь то высокая или низкая температура, рабочая температура насоса, особенно скорость изменения температуры, будет иметь существенное влияние на срок службы и надежность насоса. Рабочая температура насоса очень важна, поэтому насос должен быть рассчитан на работу при этой температуре. Однако более важным является скорость изменения температуры. Предложите (в более консервативном сценарии) поддерживать скорость изменения ниже 2 градусов по Фаренгейту в минуту. Различные качества и материалы расширяются и сжимаются с разной скоростью, что может повлиять на зазоры и напряжения.
