Problemi comuni e soluzioni durante l'installazione di pompe centrifughe

Le pompe centrifughe, come apparecchiature principali per il trasporto di fluidi, sono ampiamente utilizzate in settori quali quello petrolchimico, dell'energia elettrica, dell'approvvigionamento idrico municipale e del trattamento delle acque reflue. La qualità della loro installazione influisce direttamente sull'efficienza operativa, sul consumo energetico e sulla durata delle apparecchiature. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, le pompe centrifughe spesso soffrono di problemi quali vibrazioni eccessive, perdite e surriscaldamento dei cuscinetti dovuti a installazione non corretta, errori di costruzione o difetti di progettazione. Questo articolo analizza i problemi comuni riscontrati durante l'installazione di una pompa centrifuga, attingendo a casi di progetto tipici e propone soluzioni per migliorare la qualità delle applicazioni pratiche.

 

 

1. Problemi di installazione della fondazione

Caso 1: Pompa di trasferimento di petrolio pesante in una raffineria

1.1 Problemi di installazione:

1) Resistenza insufficiente della fondazione (stagionata per soli tre giorni), che causa l'affondamento e l'inclinazione del corpo della pompa.

2) Bulloni di ancoraggio non serrati e misure anti-allentamento inadeguate.

1.2 Pratica di ingegneria:

1) Secondo le indicazioni del produttore del calcestruzzo: Tempo di stagionatura del sottofondo Maggiore o uguale a 7 giorni.

2) Lo spessore dello strato di stuccatura secondaria non deve essere inferiore a 25 mm.

1.3 Sintomi e conseguenze del problema

1) Dopo due mesi di funzionamento sono comparse crepe di 0,5 mm nella fondazione.

2) Vibrazioni aumentate da 2,8 mm/s a 6,5 ​​mm/s (45% sopra lo standard).

3) La durata dei cuscinetti è stata ridotta al 30% del valore di progetto.

1.4 Analisi delle cause:

1) Rigidità della fondazione insufficiente (misurata solo al 65% del valore di progetto).

2) Il ritiro dello strato di stuccatura ha causato vuoti (i test a ultrasuoni hanno mostrato che il 20% dell'area era vuota).

1.5 Soluzione:

1) Utilizzare una fondazione in cemento ad alta-resistenza e priva di ritiro-con un periodo di stagionatura di almeno 7 giorni.

2) Utilizzare una livella per calibrare la base della pompa, garantendo una deviazione di livello inferiore o uguale a 0,1 mm/m.

3) Utilizzare il corretto processo di cementazione secondaria per garantire che la coppia di serraggio dei bulloni di ancoraggio soddisfi le specifiche.

 

2. Problemi di installazione dei tubi

Caso 2: Pompa dell'acqua di raffreddamento (dotata di filtro di ingresso) in una fabbrica farmaceutica

2.1 Problemi di installazione:

1) La sezione orizzontale del tubo di ingresso era inclinata verso l'alto di 5 gradi (causando sacche d'aria)

2) Nel tubo di ingresso sono stati installati tre gomiti a raggio corto-.

2.2 Pratiche di ingegneria:

1) Non devono essere presenti punti elevati nel tubo di ingresso che potrebbero facilmente causare sacche d'aria.

2) Il tratto rettilineo dopo il gomito deve essere maggiore o uguale a 3 diametri di tubo; la pendenza del riduttore eccentrico deve essere rivolta verso il basso.

2.3 Sintomi del problema e conseguenze:

1) Sovraccarico della corrente operativa del 42%, con conseguente bruciatura del motore.

2) Arresti periodici-con tenuta d'aria (perdita di flusso maggiore o uguale al 25%), con conseguente diminuzione del 30% dell'efficienza del sistema.

2.4 Analisi delle cause:

1) L'inclinazione verso l'alto del tubo e il numero eccessivo di gomiti hanno causato l'accumulo di aria (causando sacche d'aria), riducendo la sezione trasversale del flusso effettiva.

2) L'area di filtrazione del filtro era troppo piccola, con conseguente margine di sicurezza NPSH insufficiente.

2.5 Soluzione:

1) Reindirizzare i tubi (eliminare i punti alti soggetti alla formazione di sacche d'aria e rimuovere i gomiti ridondanti)

2) Aumentare la lunghezza del tubo dritto dopo le curve

3) Aumentare l'area del filtro a 3-4 volte l'area della sezione trasversale del tubo per ridurre la resistenza

 

3. Problemi di stress sulle tubazioni

Caso 3: Pompa per acidi in un impianto chimico

3.1 Problemi di installazione:

1) I tubi di ingresso e uscita sono stati installati utilizzando giunti di testa forzati.

2) Non sono stati installati supporti per tubi.

3.2 Pratiche di ingegneria:

1) Sollecitazione della tubazione Inferiore o uguale a 0,1 volte il peso della pompa (confermare che il carico della tubazione rientri nella capacità di carico della pompa).

2) Spostamento della tubazione inferiore o uguale a 0,15 mm/m.

3.3 Sintomi del problema e conseguenze:

1) Tasso di perdita della flangia aumentato del 200%.

2) La vita media della tenuta meccanica era di sole 1.800 ore.

3) Il corpo della pompa presentava una deformazione permanente di 0,2 mm.

3.4 Analisi delle cause:

1) La dilatazione termica del tubo ha generato una forza aggiuntiva di 1,8 kN.

2) La sollecitazione dei bulloni della flangia ha superato il valore specificato (raggiungendo l'85% del limite di snervamento).

3.5 Soluzione:

1) Installare i supporti a molla sul tubo vicino alle flange di ingresso e uscita della pompa.

2) Utilizzare collegamenti flessibili (compensazione soffietto metallico maggiore o uguale a 10 mm).

 

4. Problemi di cavitazione

Caso 4: Pompa dell'acqua di alimentazione della caldaia in una centrale elettrica

4.1 Problemi di installazione:

1) Curvatura netta di 90 gradi nella tubazione di aspirazione

2) Margine di sicurezza NPSH non calcolato

4.2 Pratica ingegneristica:

1) NPSHa maggiore o uguale a 1,3 × NPSHr

2) Velocità di ingresso dell'aspirazione inferiore o uguale a 2 m/s

4.3 Sintomi del problema e conseguenze:

1) Cavitazione della girante (la profondità del pozzo raggiunge i 3 mm dopo 6.000 ore di funzionamento)

2) Calo di efficienza del 15%.

3) Fluttuazioni periodiche delle vibrazioni (±2 mm/s)

4.4 Analisi delle cause:

1) L'NPSHa effettivo è di soli 5,1 m (richiesto 6,6 m)

2) La perdita di resistenza locale raggiunge 0,35 MPa

4.5 Soluzione:

1) Modificare la linea di aspirazione (utilizzare un gomito a lungo-raggio R=5D)

2) Aumentare il livello del liquido di 2,5 m (NPSHa aumentato a 7,3 m)

 

5. Problemi di allineamento

Caso 5: Pompa di circolazione dell'acqua in un'acciaieria

5.1 Problemi di installazione:

1) L'allineamento a freddo non riesce a considerare l'espansione termica

2) Allineamento utilizzando un comparatore standard

5.2 Pratiche di ingegneria:

1) L'allineamento a freddo richiede una tolleranza per l'espansione termica

2) La deflessione radiale/angolare dell'accoppiamento deve essere generalmente inferiore o uguale a 0,05 mm

5.3 Sintomi del problema e conseguenze:

1) Aumento delle vibrazioni fino a 8 mm/s a temperature operative di 80 gradi

2) Rottura dei bulloni di accoppiamento (sostituire ogni 3 mesi)

3) La temperatura del cuscinetto raggiunge i 95 gradi

5.4 Analisi delle cause:

1) La dilatazione termica porta a una deflessione angolare di 0,12 mm/m

2) L'errore di allineamento causa un carico aggiuntivo (fino al 150% del valore di progetto)

5.5 Soluzione:

1) Utilizzare uno strumento di allineamento laser per l'allineamento della compensazione a caldo

2) Utilizzare un accoppiamento a membrana (consente una deflessione angolare di 0,3 gradi)

 

6. Problemi di lubrificazione

Caso 6: pompa di solvente in un impianto chimico (2019)

6.1 Problemi di lubrificazione:

1) Ingrassare eccessivamente- l'alloggiamento del cuscinetto (fino all'80% della capacità)

2) Non è prevista alcuna porta di scarico del grasso.

6.2 Pratica ingegneristica:

1) Il volume di riempimento del grasso deve essere inferiore o uguale al 50% dello spazio del cuscinetto.

2) Il grasso deve essere rilubrificato ogni 2.000 ore di funzionamento.

6.3 Sintomi del problema e conseguenze:

1) Temperatura operativa costantemente superiore a 85 gradi.

2) Carbonizzazione del grasso.

3) La durata media dei cuscinetti è di sole 4.000 ore.

6.4 Analisi delle cause:

1) La lubrificazione eccessiva provoca calore agitato (aumento della temperatura fino a 35K).

2) Il grasso in eccesso non può essere scaricato (il livello di contaminazione raggiunge ISO 4406 Classe 20/18).

6.5 Soluzione:

1) Installare un sistema di lubrificazione automatica (5cc di grasso per iniezione).

2) Passare al grasso sintetico (intervallo di temperatura applicabile da -30 gradi a 150 gradi).

 

7. Questioni accessorie e fondative

Caso 7: Pompa dell'acido

7.1 Problemi di installazione:

1) Il diametro interno della guarnizione della flangia era 1,5 mm inferiore al diametro del tubo, con conseguente strozzamento.

2) La deviazione del livello delle fondamenta era di 0,25 mm/m (150% superiore allo standard).

7.2 Pratica ingegneristica:

1) Diametro interno della guarnizione=diametro del tubo + 1mm

2) Livello della fondazione Inferiore o uguale a 0,1 mm/m

7.3 Sintomi del problema e conseguenze:

1) La portata è diminuita del 35%

2) Corrosione acida e perdite dalle guarnizioni

3) La mancata cementazione dei bulloni di ancoraggio-ha causato rotture per risonanza

4) La cilindrata del corpo pompa supera lo standard.

7.4 Analisi delle cause:

1) L'effetto di strozzamento ha aumentato la velocità del flusso locale

2) Lo stress da vibrazione della fondazione sovrapposto ha accelerato la fessurazione per fatica

7.5 Soluzione:

1) Sostituire la guarnizione con una qualificata e -misurare nuovamente il livello dopo la stuccatura della fondazione.

2) Eseguire l'allineamento a caldo e la ri-misurazione ogni 2.000 ore per prevenire il disallineamento.

 

La qualità dell'installazione di una pompa centrifuga influisce direttamente sulla sua affidabilità operativa e sulla durata. La costruzione standardizzata delle fondazioni, l'allineamento preciso, l'installazione ottimizzata e le misure di prevenzione della cavitazione possono ridurre significativamente il tasso di guasto. Dopo l'installazione, consigliamo di eseguire un test di prova senza-carico (maggiore o uguale a 2 ore) e un test di funzionamento a carico (maggiore o uguale a 4 ore) e di monitorare regolarmente parametri quali vibrazioni e temperatura per garantire un funzionamento stabile a lungo-termine.