ซีลวัว

สาเหตุของการสั่นสะเทือนของปั๊ม

อะไรทำให้ปั๊มสั่นสะเทือน? การสั่นสะเทือนที่มากเกินไปในปั๊มอาจทำให้ประสิทธิภาพลดลง ค่าบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น และแม้กระทั่งความล้มเหลวโดยสิ้นเชิง

ในบล็อกโพสต์นี้ เราจะสำรวจปัจจัยหลักที่มีส่วนทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของปั๊ม และให้ข้อมูลเชิงลึกเชิงปฏิบัติแก่คุณเพื่อระบุและแก้ไขปัญหาเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพ

ปั๊ม

สาเหตุทางกลของการสั่นสะเทือนของปั๊ม

1. ความไม่สมดุลของโรเตอร์

ความไม่สมดุลแบบคงที่และไดนามิก

ความไม่สมดุลของโรเตอร์ ซึ่งเป็นสาเหตุทั่วไปของการสั่นสะเทือนที่มากเกินไปในปั๊มแรงเหวี่ยง สามารถจำแนกได้เป็นแบบคงที่หรือไดนามิก

ความไม่สมดุลแบบสถิตเกิดขึ้นเมื่อจุดศูนย์กลางมวลถูกชดเชยจากแกนการหมุน ส่งผลให้โรเตอร์ได้รับแรงลัพธ์

ในทางกลับกัน ความไม่สมดุลแบบไดนามิกเกิดขึ้นเมื่อแกนเฉื่อยหลักไม่อยู่ในแนวเดียวกับแกนหมุน ส่งผลให้เกิดคู่สุทธิ

สาเหตุและผลกระทบต่อการสั่นสะเทือน

ปัจจัยต่างๆ เช่น ความไม่สม่ำเสมอของวัสดุ ความคลาดเคลื่อนในการผลิต และการสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้โรเตอร์ไม่สมดุล

โรเตอร์ที่ไม่สมดุลทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ไม่พึงประสงค์ ส่งผลให้รับน้ำหนักแบริ่งเพิ่มขึ้น อายุการใช้งานซีลลดลง และอาจทำให้โครงสร้างเสียหายได้

โดยทั่วไปความถี่การสั่นสะเทือนจะตรงกับความเร็วการทำงานของปั๊ม โดยมีความกว้างเป็นสัดส่วนกับระดับความไม่สมดุล

วิธีการแก้ไข

เพื่อลดผลกระทบของความไม่สมดุลของโรเตอร์ จึงมีการใช้เทคนิคการปรับสมดุลต่างๆ การปรับสมดุลระนาบเดียวเหมาะสำหรับโรเตอร์ที่สั้นและแข็ง ในขณะที่การปรับสมดุลระนาบสองจำเป็นสำหรับโรเตอร์ที่ยาวและยืดหยุ่น

2. เพลางอ

เพลาที่โค้งงอทำให้เกิดการสั่นสะเทือนได้อย่างไร

เพลาที่โค้งงอทำให้เกิดความไม่สมมาตรทางเรขาคณิตซึ่งทำให้โรเตอร์โยกเยกระหว่างการหมุน การโยกเยกนี้ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของเพลา ซึ่งมักจะมาพร้อมกับฮาร์โมนิคร่วมด้วย

ความรุนแรงของการสั่นสะเทือนขึ้นอยู่กับระดับการโก่งตัวของเพลาและความเร็วการทำงานของโรเตอร์

วิธีการตรวจจับและหาปริมาณการเบี่ยงเบนหนีศูนย์ของเพลา

การเบี่ยงเบนหนีศูนย์ของเพลา ซึ่งเป็นการวัดความเบี่ยงเบนของเพลาจากเส้นตรง สามารถตรวจจับได้โดยใช้ตัวบ่งชี้การหมุนหรือเครื่องมือจัดตำแหน่งด้วยเลเซอร์ เครื่องมือเหล่านี้จะวัดการเคลื่อนตัวในแนวรัศมีของเพลาที่ตำแหน่งต่างๆ เพื่อให้สามารถระบุปริมาณความรุนแรงของการโค้งงอได้

ข้อควรพิจารณาในการยืดเพลาและการเปลี่ยน

หากมีการระบุเพลางอ จะต้องดำเนินการแก้ไข สำหรับการโค้งงอเล็กน้อย อาจใช้เทคนิคการยืดเพลา เช่น การยืดด้วยความเย็นหรือความร้อน

อย่างไรก็ตาม หากการโค้งงอรุนแรงหรือเพลาพยายามยืดให้ตรงหลายครั้ง การเปลี่ยนมักจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าปั๊มทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ และป้องกันความเสียหายเพิ่มเติมต่อส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง

3. ความไม่สมดุลของใบพัด

สาเหตุของความไม่สมดุลของใบพัด

ความไม่สมดุลของใบพัดอาจเกิดขึ้นได้จากหลายปัจจัย รวมถึงการกัดเซาะ การกัดกร่อน และการเปรอะเปื้อน

การสึกกร่อนเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในของเหลวที่ถูกสูบทำให้วัสดุใบพัดสึกหรอไม่สม่ำเสมอ

การกัดกร่อนที่เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างใบพัดและของเหลวที่ถูกสูบ อาจทำให้สูญเสียวัสดุไม่สม่ำเสมอ

การเปรอะเปื้อน การสะสมของเศษบนพื้นผิวใบพัดยังก่อให้เกิดความไม่สมดุลอีกด้วย

ผลต่อการสั่นสะเทือนและประสิทธิภาพของปั๊ม

ใบพัดที่ไม่สมดุลจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ความเร็วการทำงานของปั๊มและความเร็วทวีคูณ การสั่นสะเทือนเหล่านี้อาจทำให้แบริ่งสึกหรอมากเกินไป ซีลทำงานล้มเหลว และข้อต่อเสียหาย

นอกจากนี้ ความไม่สมดุลของใบพัดยังส่งผลให้ประสิทธิภาพของปั๊มลดลง การใช้พลังงานเพิ่มขึ้น และอัตราการไหลลดลง เนื่องจากประสิทธิภาพทางไฮดรอลิกของใบพัดลดลง

เทคนิคการปรับสมดุลและการตัดแต่งใบพัด

ในการจัดการกับความไม่สมดุลของใบพัด อาจดำเนินการปรับสมดุลในแหล่งกำเนิดหรือตัดแต่งใบพัด

การปรับสมดุลในแหล่งกำเนิดเกี่ยวข้องกับการเพิ่มหรือนำวัสดุออกจากใบพัดขณะติดตั้งในปั๊ม โดยใช้เครื่องมือและเทคนิคพิเศษ

ในทางกลับกัน การตัดใบพัดจะต้องถอดใบพัดออกและตัดเฉือนพื้นผิวเพื่อคืนความสมดุล

4. ปัญหาแบริ่ง

ประเภทของความล้มเหลวของตลับลูกปืนและลักษณะการสั่นสะเทือน

โหมดความล้มเหลวทั่วไป ได้แก่ ข้อบกพร่องการแข่งขันภายใน ข้อบกพร่องการแข่งขันภายนอก ข้อบกพร่องลูกหรือลูกกลิ้ง และความล้มเหลวของกรง

ข้อบกพร่องเหล่านี้ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ความถี่ความผิดปกติเฉพาะ ซึ่งสัมพันธ์กับรูปทรงของตลับลูกปืนและความเร็วในการหมุน

การวิเคราะห์สเปกตรัมการสั่นสะเทือนสามารถช่วยระบุประเภทและความรุนแรงของความผิดปกติของตลับลูกปืนได้

สาเหตุของความล้มเหลวของตลับลูกปืน

ความล้มเหลวของตลับลูกปืนอาจเกิดจากหลายสาเหตุ เช่น การหล่อลื่นที่ไม่เหมาะสม การบรรทุกเกินพิกัด และการวางแนวไม่ตรง

การหล่อลื่นไม่เพียงพอทำให้เกิดการเสียดสีและความร้อนเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การสึกหรอเร็วขึ้น

การบรรทุกเกินพิกัดซึ่งเกิดจากแรงในแนวรัศมีหรือแนวแกนที่มากเกินไป อาจส่งผลให้เกิดความล้มเหลวเมื่อยล้าก่อนเวลาอันควร

การวางแนวที่ไม่ตรง ไม่ว่าจะเป็นเชิงมุมหรือขนาน จะทำให้เกิดความเค้นเพิ่มเติมกับตลับลูกปืน ส่งผลให้อายุการใช้งานลดลง

กลยุทธ์การตรวจสอบการบำรุงรักษาและสภาพตลับลูกปืน

การหล่อลื่นอย่างสม่ำเสมอโดยใช้สารหล่อลื่นและปริมาณที่เหมาะสมจะช่วยลดแรงเสียดทานและกระจายความร้อน

เทคนิคการตรวจสอบสภาพ เช่น การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน การตรวจสอบอุณหภูมิ และการวิเคราะห์น้ำมัน ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสภาพของตลับลูกปืน

5. การวางแนวเพลาไม่ตรง

ประเภทของการวางแนวที่ไม่ตรง

การวางแนวของเพลาไม่ตรงสามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท: เชิงมุม ขนาน และรวมกัน

การวางแนวเชิงมุมเกิดขึ้นเมื่อเพลาทำมุมกัน ในขณะที่การวางแนวแบบขนานเกิดขึ้นเมื่อเพลาเยื้องศูนย์แต่ยังคงขนานกัน การจัดตำแหน่งที่ไม่ตรงแบบรวมคือการรวมกันของการจัดตำแหน่งที่ไม่ตรงเชิงมุมและแบบขนาน และเป็นประเภทที่พบบ่อยที่สุดที่พบในสนาม

ผลต่อการสั่นสะเทือนและการสึกหรอของข้อต่อ

เพลาที่ไม่ตรงแนวจะสร้างการสั่นสะเทือนที่ข้อต่อ โดยความถี่มักจะเป็นทวีคูณของความเร็วในการหมุนของเพลา

การสั่นสะเทือนเหล่านี้อาจทำให้ส่วนประกอบข้อต่อสึกหรอเร็วขึ้น ส่งผลให้เกิดความเสียหายก่อนเวลาอันควร

นอกจากนี้ การวางแนวที่ไม่ตรงอาจทำให้เกิดภาระในแนวรัศมีและแนวแกนมากเกินไปบนตลับลูกปืน ส่งผลให้อายุการใช้งานลดลง และเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายร้ายแรง

เทคนิคการจัดตำแหน่งและความคลาดเคลื่อน

เพื่อแก้ไขการเยื้องศูนย์ของเพลา ต้องใช้เทคนิคการจัดตำแหน่งต่างๆ รวมถึงการจัดตำแหน่งด้วยเลเซอร์ วิธีแสดงวงแหวนหมุนกลับ และวิธีการเฟลเลอร์เกจ

การจัดตำแหน่งด้วยเลเซอร์เป็นเทคนิคที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยใช้ลำแสงเลเซอร์ในการวัดและปรับตำแหน่งสัมพัทธ์ของเพลา

ปั๊ม

สาเหตุทางไฮดรอลิกของการสั่นสะเทือนของปั๊ม

1. โพรงอากาศ

คำอธิบายของ Cavitation และสาเหตุของมัน

โพรงอากาศเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อความดันเฉพาะในของเหลวลดลงต่ำกว่าความดันไอ ทำให้เกิดฟองไอ ในปั๊มแบบแรงเหวี่ยง การเกิดโพรงอากาศมักเกิดขึ้นที่ทางเข้าของใบพัด ซึ่งของเหลวจะมีแรงดันลดลงอย่างรวดเร็ว

ปัจจัยต่างๆ เช่น หัวดูด Net Positive (NPSH) ไม่เพียงพอ อุณหภูมิของของเหลวที่สูง และท่อดูดที่จำกัด มีส่วนทำให้เกิดการเกิดโพรงอากาศ

ผลกระทบต่อการสั่นสะเทือน เสียง และความเสียหายของปั๊ม

การเกิดโพรงอากาศอาจส่งผลร้ายแรงต่อสมรรถนะและอายุการใช้งานของปั๊ม เมื่อฟองอากาศยุบตัว พวกมันจะสร้างคลื่นกระแทกที่มีความเข้มสูง ส่งผลให้ระดับการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนเพิ่มขึ้น กระบวนการนี้เรียกว่าการกัดกร่อนของโพรงอากาศ อาจทำให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่อใบพัด รูปก้นหอย และส่วนประกอบอื่นๆ ของปั๊ม

การเกิดโพรงอากาศยังลดประสิทธิภาพของปั๊ม และอาจส่งผลให้ปั๊มขัดข้องโดยสิ้นเชิงหากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ตรวจสอบ

ข้อกำหนด NPSH และกลยุทธ์การป้องกันการเกิดโพรงอากาศ

เพื่อป้องกันการเกิดโพรงอากาศ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องแน่ใจว่า NPSH (NPSHA) ที่มีอยู่นั้นเกิน NPSH (NPSHR) ที่กำหนดโดยผู้ผลิตปั๊มเสมอ

ซึ่งสามารถทำได้โดยการออกแบบระบบที่เหมาะสม รวมถึงขนาดท่อดูดที่เพียงพอ ลดการสูญเสียสายดูดให้เหลือน้อยที่สุด และรักษาแรงดันในการดูดให้เพียงพอ

การใช้งานปั๊มใกล้กับจุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุด (BEP) และการเลือกปั๊มที่มีความเร็วจำเพาะการดูดที่เหมาะสม (Nss) ยังช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดโพรงอากาศอีกด้วย

2. การไหลเป็นจังหวะ

สาเหตุของการไหลเป็นจังหวะ

การเต้นเป็นจังหวะของการไหลในปั๊มแรงเหวี่ยงสามารถเกิดขึ้นได้จากหลายปัจจัย เช่น การทำงานใกล้กับส่วนหัวของระบบปิด หรือการสั่นพ้องของระบบ

เมื่อปั๊มทำงานใกล้กับหัวปิด การไหลจะไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดความผันผวนของแรงดันและการเป็นจังหวะ

เสียงสะท้อนของระบบเกิดขึ้นเมื่อความถี่ของการเต้นเป็นจังหวะตรงกับความถี่ธรรมชาติของระบบท่อ ซึ่งจะขยายการสั่นสะเทือนและอาจก่อให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรง

ผลต่อการสั่นสะเทือนและความเสถียรของระบบ

การเต้นเป็นจังหวะของการไหลสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อระดับการสั่นสะเทือนและความเสถียรโดยรวมของระบบปั๊ม

การไหลแบบสั่นทำให้เกิดแรงสลับกันบนส่วนประกอบของปั๊มและท่อ ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนและความเครียดเพิ่มขึ้น

ในกรณีที่รุนแรง การไหลเป็นจังหวะอาจทำให้ท่อแตก อุปกรณ์เสียหาย และเวลาหยุดทำงานที่ไม่ได้กำหนดไว้

นอกจากนี้ยังอาจรบกวนการควบคุมกระบวนการและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่มีความละเอียดอ่อน

ข้อพิจารณาเกี่ยวกับการลดแรงสั่นสะเทือนเป็นจังหวะและการออกแบบระบบ

เพื่อบรรเทาผลกระทบของการไหลเป็นจังหวะ สามารถใช้เทคนิคการหน่วงการเต้นเป็นจังหวะต่างๆ ได้

ซึ่งรวมถึงการติดตั้งตัวหน่วงการเต้นเป็นจังหวะ เช่น กระเพาะปัสสาวะหรือตัวสะสมไดอะแฟรม ในท่อระบายเพื่อดูดซับความผันผวนของแรงดัน การออกแบบท่อที่เหมาะสม โดยคำนึงถึงส่วนรองรับท่อ พุก และความยืดหยุ่น สามารถช่วยลดความเสี่ยงของการสั่นพ้องของระบบได้

นอกจากนี้ การใช้งานปั๊มให้ห่างจากหัวปิดและตรวจให้แน่ใจว่า NPSH ที่เพียงพอจะช่วยลดความไม่เสถียรของการไหลได้

3. การดำเนินงานนอก BEP

จุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุด (BEP) และเส้นโค้งประสิทธิภาพของปั๊ม

จุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุด (BEP) คืออัตราการไหลที่ปั๊มหอยโข่งทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด กราฟประสิทธิภาพของปั๊ม ซึ่งแสดงส่วนหัว กำลัง และประสิทธิภาพเทียบกับอัตราการไหล ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับคุณลักษณะการทำงานของปั๊ม

การใช้งานปั๊มที่หรือใกล้กับ BEP ช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูงสุด ลดการใช้พลังงาน และลดความเสี่ยงของปัญหาทางกล

ผลที่ตามมาจากการดำเนินงานห่างจาก BEP

การใช้งานปั๊มให้ห่างจาก BEP อย่างมากอาจส่งผลเสียต่อระดับการสั่นสะเทือนและอายุการใช้งานของปั๊ม

ที่อัตราการไหลต่ำกว่า BEP ปั๊มจะรับภาระในแนวรัศมีเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เพลาโก่งตัวและการสึกหรอของแบริ่งสูงขึ้น

ที่อัตราการไหลสูงกว่า BEP ปั๊มอาจพบกับโพรงอากาศ เสียงรบกวนมากเกินไป และการสั่นสะเทือน

การทำงานโดยห่างจาก BEP เป็นเวลานานอาจส่งผลให้ตลับลูกปืนเสียหายก่อนเวลาอันควร ซีลเสียหาย และใบพัดสึกหรอ

ความสำคัญของการเลือกปั๊มและการออกแบบระบบที่เหมาะสม

ควรเลือกปั๊มให้ทำงานใกล้กับ BEP ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ โดยคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราการไหล ส่วนหัว และคุณสมบัติของของไหล

ระบบควรได้รับการออกแบบเพื่อลดการสูญเสียแรงดันและรับประกันสภาพการไหลที่มั่นคง

การตรวจสอบประสิทธิภาพของปั๊มและระดับการสั่นสะเทือนเป็นประจำสามารถช่วยตรวจจับการทำงานนอก BEP และดำเนินการแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว

สรุปแล้ว

การสั่นสะเทือนของปั๊มอาจเกิดจากปัจจัยต่างๆ เช่น การเกิดโพรงอากาศ การวางแนวที่ไม่ตรง ความไม่สมดุล และปัญหาทางกล การระบุและแก้ไขสาเหตุที่แท้จริงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาประสิทธิภาพของปั๊มและอายุการใช้งานที่ยาวนาน

หากต้องการความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญในการวินิจฉัยและแก้ไขปัญหาการสั่นสะเทือนของปั๊ม โปรดติดต่อทีมงานที่มีประสบการณ์ของเราเลยวันนี้

ดูข้อมูลเชิงลึกล่าสุดจาก Cowseal