Thanh Sơn biên dịch, bản quyền thuộc về baoduongcokhi.com.
Nguồn: https://www.maintenance4.com/2022/01/failure-investigation-remedies-and.html
Xem thêm:
Hiệu ứng Lomakin là gì? Giải pháp nâng cấp vật liệu vòng mòn và ống lót trong bơm ly tâm
Quy trình tiêu chuẩn sửa chữa phục hồi bơm thân 2 nửa (Standard repair procedure for split case pumps)
Một bơm áp suất cao của cụm bơm nước cấp nồi hơi, có mức độ rung rất cao, trước khi người ta phải tiến hành đại tu.
Sau đó, bơm này đã bị một hư hỏng nghiêm trọng trong quá trình khởi động lại sau khi đại tu. Vỏ trong, rô to và ổ trục phía dẫn động của bơm đã bị hư hỏng.
Bơm nước cấp lò hơi của Flowserve.
Bơm ly tâm này là loại bơm nhiều cấp, có vỏ kép kiểu xoắn ốc (double –case volute), công suất 2200 Kw. Bơm có thiết kế chín cấp, lưu lượng 170 m3/h với áp suất đầu hút, 124 bar và áp suất đầu xả, 362 bar. Người ta đã tăng tốc độ định mức từ 6000 lên 6600 vòng trên phút để nâng cao hiệu suất thủy lực. Tuy nhiên, áp suất xả thực tế của bơm chỉ khoảng 310 bar, thấp hơn nhiều so với giá trị mong muốn là 345 bar.
Việc tăng số vòng quay của bơm lên, đã tạo ra mối lo ngại về vấn đề động lực học rô to, khi mà tốc độ của rô to tiến gần hơn đến tốc độ tới hạn, (critical speed). Phía Vận hành muốn có các biện pháp khắc phục và giảm thiểu rung động để tạm thời giữ bơm hoạt động thêm trong vòng 4-6 tháng nữa, cho đến khi các biện pháp khắc phục cuối cùng được thực hiện.
Quá trình tiến hành cuộc điều tra tìm nguyên nhân, bao gồm: tiến hành phân tích khe hở bên trong và nghiên cứu động lực học rô to đáp ứng cưỡng bức.
Một nghiên cứu kỹ lưỡng về khe hở bên trong đã được tiến hành. Kết quả cho thấy từ nghiên cứu này, với sự so sánh giữa các khe hở bên trong của vỏ trong bơm, từ các nguồn dữ liệu khác nhau, cụ thể là: dữ liệu khe hở thiết kế, kết quả đo tại xưởng, khe hở tối thiểu theo tiêu chuẩn về bơm ly tâm API-610 và khe hở thông thường cho một bơm tương tự có vấn đề về rung động. Do đó, nhóm điều tra đã khuyến nghị các khe hở của seal làm kín ở giữa rô to, piston cân bằng, mắt hút bánh công tác và vòng mòn wear ring trên các bánh công tác tăng lên như cho thấy ở bảng 1.
Do mức độ rung động cao, (phía khớp nối DE cao hơn gấp 4 lần phía không có khớp nối NDE) được báo cáo trước khi đại tu, một mô phỏng đáp ứng động học rô to cưỡng bức của bơm đã được thử, sử dụng một khối lượng thử nghiệm cân bằng động, gắn trên khớp nối. Một mô hình toán học khối lượng đàn hồi, kết hợp ảnh hưởng của các seal làm kín bên trong, ở khe hở thiết kế và gấp 2 lần khe hở thiết kế, (theo đề xuất của tiêu chuẩn API 610), đã được sử dụng cho mục đích này.
Người ta có thể mong đợi đáp ứng của rô to linh hoạt, (tốc độ tới hạn đầu tiên thấp hơn tốc độ vận hành), cho loại trục dài, tốc độ cao này, nhưng hiệu ứng làm cứng được cung cấp bởi các vòng mòn làm kín hay ống lót bên trong, giúp tăng tốc độ tới hạn đầu tiên trong vùng lân cận 9.000 RPM, ở xa tốc độ vận hành 6.600 RPM. (ghi chú: hiệu ứng làm cứng còn gọi hiệu ứng Lomakin hay độ cứng Lomakin, là một lực được tạo ra tại các vòng mòn và ống lót tiết lưu bên trong một bơm ly tâm. Một Lực tạo ra là kết quả của sự phân bố áp suất không đều xung quanh chu vi của vòng mòn hay ống lót, trong thời gian rô to bị lệch tâm trục).
Việc thay mới ổ trục và khớp nối và các biện pháp khắc phục trình bày sau đây, sẽ tăng tốc độ tới hạn đầu tiên này lên khoảng 10.000 RPM, do đó loại bỏ khả năng cộng hưởng, mặc dù biểu đồ rung động thu được trong quá trình khảo sát ban đầu tăng dạng dốc đứng.
Bảng 1: Phân tích khe hở bên trong bơm.
CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC VÀ GIẢM THIỂU.
Sự chú ý của nhóm điều tra tập trung vào việc cân bằng động và
ảnh hưởng đến độ ổn định động học của kết cấu bệ gối ổ trục rôto. Một ổ
trục và khớp nối được đề nghị trang bị mới, với mặt phẳng cân bằng trên khớp
nối và khối lượng bổ sung trên vỏ bệ gối ổ trục.
Người ta phát hiện ra rằng, trục bơm dài quá mức ở phía dẫn
động. Nên việc làm ngắn trục, cùng với giảm mô men khớp nối, đã được chứng
minh là có lợi, trong việc giữ cho đáp ứng đồng bộ của rôto, tránh xa tốc độ cộng
hưởng. Thiết kế khớp nối như vậy, giúp cho tâm của trọng lực của khớp nối
và tâm trọng lực của các tấm thép đàn hồi trong khớp nối, di chuyển về gần ổ
trục hơn.
Ổ trục với bạc ba bít nhiều miếng, (Tilting Pad bearing), là một
lựa chọn tốt cho sự ổn định của trục tốc độ cao và có đường kính nhỏ của bơm này.
Một phân tích phân bố tải trọng trên các miếng pad bạc đỡ, cho
thấy, khe hở tăng lên khi mất tải ở các miếng bạc trên cùng và ổ trục với sáu
miếng bạc, mang lại sự đỡ trục tốt nhất. Hơn nữa, một phân tích độ ổn định
ngang, cho thấy, ổ trục sáu miếng bạc, có các thông số ổn định tốt nhất.
Các biện pháp giảm thiểu rung cao đã được thực hiện trong vài
tháng, với mức độ rung động chấp nhận được, các biện pháp đó là:
1. Tăng
68kg khối lượng vào vỏ bệ gối ổ trục.
2. Tăng
khe hở bên trong bơm và khe hở ổ trục (tối đa 0,15 mm).
3. Tạo
các cánh fin ngoài vỏ gối ổ trục để tăng cường khả năng tản nhiệt.
4. Sử
dụng khớp nối làm mặt phẳng cân bằng; điều chỉnh và cân bằng động khớp
nối.
5. Sửa
chữa biến dạng ở gối ổ trục.
KẾT LUẬN
Nguyên nhân hư hỏng có thể xảy ra nhất, là do khe hở quá nhỏ,
được tìm thấy trong các vòng seal làm kín bên trong của vỏ trong của bơm.
Thiết kế của nhà sản xuất thiết OEM và thậm chí cả khe hở theo
chuẩn API được coi là quá nhỏ. Việc giảm khe hở bên trong theo các khuyến
nghị API 610 khi thực hiện đại tu bơm, khiến các bơm này gặp phải những hư hỏng
nghiêm trọng trong quá trình khởi động sau đó.
Đối với mắt hút cánh bơm, chúng tôi khuyên bạn nên tăng khe hở
lên 50% so với các giá trị trong API cho các cấp 1 đến cấp 4 và tăng 25% cho
các cấp 5 đến cấp 9. Khe hở cho các vị trí rôto khác được thể hiện trong
Bảng 1.
Nhận xét
Đăng nhận xét
Các bạn có câu hỏi gì, cứ mạnh dạn trao đổi nhé, baoduongcokhi sẵn sàng giải đáp trong khả năng của mình.