離心泵使用壽命常見因素
作者：泵 來源：離心泵 發(fā)布時(shí)間：2024-05-14
用戶經(jīng)常會(huì)問：“泵將運(yùn)行多長時(shí)間？”標(biāo)準(zhǔn)的答案是，“視情況而定。”
在泵可靠性預(yù)期壽命公式中，幾乎每個(gè)因素都取決于用戶，特別是泵的操作和維護(hù)方式。例如，如果標(biāo)準(zhǔn) L 型結(jié)構(gòu)ANSI泵在設(shè)計(jì)工作點(diǎn)附近運(yùn)行并得到適當(dāng)維護(hù)，則預(yù)計(jì)運(yùn)行 15 到 20 年，在許多情況下超過 25 年。
對(duì)于給定的泵設(shè)計(jì)，用戶可以控制哪些因素來延長泵的使用壽命？雖然不是一個(gè)詳盡的列表，但以下值得注意的因素是延長泵壽命的重要考慮因素。
1. 潤滑污染
對(duì)于軸承，超過85%的軸承故障是由污染物進(jìn)入引起的，無論是污垢，異物還是水。僅百萬分之 250 （ppm） 的水就會(huì)使軸承壽命縮短四倍。
潤滑油使用壽命至關(guān)重要。連續(xù)運(yùn)行泵類似于以每小時(shí) 100 公里的速度連續(xù)開動(dòng)的汽車。每周 7 天、每天 24 小時(shí)，在里程表上輸入一些里程并不需要很長時(shí)間——每天 2400 公里，每年 870 000 公里。
2. 吸入壓力
影響軸承壽命的其他關(guān)鍵因素包括吸入壓力、驅(qū)動(dòng)設(shè)備對(duì)中以及一定程度的管道應(yīng)變。
對(duì)于單級(jí)臥式懸臂流程泵，轉(zhuǎn)子上的軸向力朝向吸入，因此抵消吸入壓力（在一定程度上且有限制）實(shí)際上會(huì)降低軸向力，從而降低推力軸承載荷，從而延長使用壽命。
3. 徑向力
行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，離心泵停止使用的原因是軸承或機(jī)械密封的故障。軸承和密封件是泵運(yùn)行狀況的早期指標(biāo)，也是泵系統(tǒng)內(nèi)部正在發(fā)生的事情的預(yù)兆。
離心泵實(shí)踐是將離心泵運(yùn)行在其效率點(diǎn) （BEP） 或附近。在BEP點(diǎn)，泵的設(shè)計(jì)將承受的徑向力。
高徑向力和隨之而來的軸撓度是機(jī)械密封的殺手，也是導(dǎo)致軸承壽命縮短的因素。如果足夠高，徑向力會(huì)導(dǎo)致軸偏轉(zhuǎn)或彎曲。如果停泵并測(cè)量軸的跳動(dòng)，則不會(huì)發(fā)現(xiàn)任何問題，因?yàn)檫@是動(dòng)態(tài)出現(xiàn)的。
例如：以 3,600 RPM運(yùn)行的彎曲軸，每分鐘彎曲 7,200 次。高周偏轉(zhuǎn)將使密封表面難以保持接觸并保持正確密封操作所需的流體層。
4. 設(shè)備對(duì)中
泵和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的不對(duì)中使徑向軸承過載。徑向軸承壽命與不對(duì)中量呈指數(shù)系數(shù)。例如：由于僅 1.5 mm的不對(duì)中，用戶在運(yùn)行三到五個(gè)月時(shí)可能會(huì)遇到某種軸承或聯(lián)軸器問題；然而在 0.025mm的不對(duì)中下，同一泵可能會(huì)運(yùn)行 90 個(gè)月以上。
5. 管道應(yīng)變
管道應(yīng)變是由吸入或排放管道與泵法蘭未對(duì)中引起的。即使在堅(jiān)固的泵設(shè)計(jì)中，由此產(chǎn)生的管道應(yīng)變也很容易將潛在的應(yīng)力傳遞到軸承及其各自的軸承座。力會(huì)導(dǎo)致軸承配合不良或與其他軸承位置不一致。
6. 流體特性
流體特性如PH、粘度和比重是關(guān)鍵因素。如果流體是酸性或腐蝕性的，則接觸液體的部件（如外殼和葉輪材料）需要特殊設(shè)計(jì)。流體中存在的固體量及其大小、形狀和磨料質(zhì)量都是因素。
7. 管道幾何形狀
延長泵壽命的另一個(gè)重要考慮因素是管道幾何形狀，或流體如何“加載”到泵中。例如，泵吸入側(cè)垂直平面上的彎頭比水平彎頭的彎頭引起的有害影響更少。葉輪的液壓負(fù)載更均勻，因此軸承的負(fù)載也均勻。
8. 泵工作溫度
無論是高溫還是低溫，泵的工作溫度，尤其是溫度變化率，都會(huì)對(duì)泵的壽命和可靠性產(chǎn)生很大的影響。泵的工作溫度很重要，泵需要設(shè)計(jì)適應(yīng)這個(gè)問題。更重要的是溫度變化的速度。
建議將變化率控制在每分鐘低于 2 ℃。不同的材料以不同的速率膨脹和收縮，會(huì)影響間隙和應(yīng)力。
9. 泵殼貫穿件
雖然不經(jīng)常考慮，但泵殼貫穿件的數(shù)量會(huì)對(duì)泵的壽命產(chǎn)生一些影響。許多用戶希望對(duì)泵殼進(jìn)行鉆孔和攻絲，如：安裝振動(dòng)傳感器。每次在泵殼上鉆孔和攻絲時(shí)，都會(huì)成為泵殼應(yīng)力裂紋的起源與腐蝕的起始位置
10. 服務(wù)
服務(wù)的嚴(yán)重性是另一個(gè)主要因素，在給定時(shí)間內(nèi)泵多久啟動(dòng)一次？比如：每隔幾秒鐘啟停一次的泵，磨損率比在相同條件下連續(xù)運(yùn)行的泵高得多。
在相同條件下，浸沒式吸入的泵將比提升式吸入的泵更可靠地運(yùn)行。提升條件需要更多的額外工作，并為空氣攝入或更糟的情況（干涸）提供了更多機(jī)會(huì)。
11. 凈吸入揚(yáng)程
可用凈正吸入揚(yáng)程 （NPSHA） 相對(duì)于所需凈正吸入揚(yáng)程 （NPSHR） 的裕度越高，泵氣蝕的可能性就越小。氣蝕會(huì)對(duì)泵葉輪造成損壞，由此產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)影響密封件和軸承。
12. 泵轉(zhuǎn)速
泵的運(yùn)行速度是另一個(gè)關(guān)鍵因素。例如，3,550 rpm 泵的磨損速度比 1,750 rpm 泵快4到8倍。
13. 葉輪平衡
懸臂泵或某些垂直設(shè)計(jì)上的不平衡葉輪會(huì)導(dǎo)致軸攪動(dòng)的情況， 它會(huì)使泵軸偏轉(zhuǎn)，就像泵在遠(yuǎn)離 BEP 運(yùn)行時(shí)的徑向力一樣。徑向偏轉(zhuǎn)和攪動(dòng)可以同時(shí)發(fā)生。
建議葉輪至少按照標(biāo)準(zhǔn) （ISO） 1940 6.3 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行平衡。如果葉輪因任何原因被修改，則必須重新平衡。
