Yatay santrifüj pompaların yaygın titreşim arıza modları nelerdir?

Yatay santrifüj pompalar endüstriyel üretimde kritik bir rol oynar ve titreşim, çalışma koşullarının ve güvenilirliğinin temel göstergesidir. Anormal titreşim yalnızca rulmanlar, mekanik contalar ve kaplinler gibi kritik bileşenlerin aşınmasını hızlandırmakla kalmaz, aynı zamanda beklenmedik arıza sürelerine de yol açabilir.

1. Mekanik Arıza Modları

Santrifüj pompalardaki titreşimin en yaygın ve yıkıcı kaynağı mekanik arızadır. Karakteristikleri genellikle rotor hızının (1X), hızın iki katı (2X) veya daha yüksek harmonik frekanslarında ortaya çıkar.

1.1 Dengesizlik

Dengesizlik; pervane, kaplin veya pompa milindeki eşit olmayan kütle dağılımından kaynaklanır.

Nedenleri: Döküm kusurları, eşit olmayan aşınma, asimetrik kama veya kama yuvası veya uzun süreli çalışma sırasında pervane korozyonu/kirlenmesi.

Titreşim Özellikleri: Titreşim enerjisi öncelikle 1X hız frekansında yoğunlaşır, genlik tipik olarak büyüktür ve titreşim yönü (radyal) sabittir.

Etki: Bu, pompa şaftının dönüşü sırasında periyodik merkezkaç kuvvetlerinin oluşmasına neden olur, bu kuvvetler sürekli olarak yataklara uygulanır ve yatak yorulma arızasını hızlandırır.

1.2 Yanlış Hizalama

Yanlış hizalama, tahrik (örn. motor) ile pompa mili arasındaki merkez çizgisindeki veya açıdaki sapmayı ifade eder.

Türler: Paralel hizalama ve açısal hizalama aşağıdaki gibi sınıflandırılır.

Titreşim Özellikleri: En tipik özellik, dönme hızı frekansının 2 katı kadar titreşim enerjisinde önemli bir artıştır, ancak 1X ve 3X frekansları da oluşabilir. Radyal yanlış hizalama, dönme hızı frekansının 2 katı değerinde daha fazla olabilirken, açısal yanlış hizalama hem 1X hem de 2X frekanslarında yüksektir.

Darbe: Bu, dönme sırasında kaplinde periyodik bükülme ve gerilim değişikliklerine neden olur ve kapline, yataklara ve mekanik contalara ciddi şekilde zarar verebilecek önemli reaksiyon kuvvetleri oluşturur.

1.3 Rulman Arızaları

Rulmanlar radyal ve eksenel kuvvetlere dayanabilen kritik bileşenlerdir. Arızaları ekipmanın aksama süresinin önde gelen nedenlerinden biridir.

Titreşim Özellikleri: Rulman arızaları 1X veya 2X frekansında ortaya çıkmaz, bunun yerine rulman karakteristik frekansları olarak bilinen benzersiz yüksek frekanslı titreşimler üretir. Bu frekanslar iç yatak (BPFI), dış yatak (BPFO), bilye/makara (BSF) ve kafes (FTF) frekanslarını içerir.

Geliştirme Aşaması: Erken aşamadaki hatalar, yüksek frekanslı rastgele gürültü olarak ortaya çıkabilir; orta aşamada farklı yatak karakteristik frekansları ve bunların harmonikleri ortaya çıkar; Geç aşamada, bu frekanslar aşırı yüklenerek geniş bantlı yüksek frekanslı titreşimler olarak kendini gösterir.

1.4 Temel Gevşekliği ve Yapısal Rezonans

Temel gevşekliği ve rezonans, santrifüj pompa titreşim teşhisinde "görünmez katillerdir".

Mekanik Gevşeklik: Gevşek ankraj cıvataları, eşit olmayan taban plakaları veya yatak yuvası ile taban arasında aşırı boşluk.

Titreşim Özellikleri: Tipik olarak 1X, 2X ve 3X hız frekanslarında bir dizi harmonik titreşim olarak ortaya çıkan, genellikle yarı hız frekanslarının (0,5X) veya hatta daha karmaşık alt harmoniklerin varlığıyla ortaya çıkan, doğrusal olmayan mekanik gevşekliğin tipik işaretleridir.

Yapısal Rezonans: Pompanın çalışma frekansı (1X), pompanın veya boru sisteminin doğal frekansına yaklaştığında meydana gelir.

Etki: Titreşim genliğinde dramatik bir artışla sonuçlanır, en küçük dengesizlikler veya yanlış hizalamalar bile önemli titreşime neden olur.

2. Hidrolik Arıza Modları

Hidrolik arızalar sıvı akışındaki veya basıncındaki değişikliklerden kaynaklanır ve pompanın çalışma noktasıyla yakından ilgilidir.

2.1 Kavitasyon

Kavitasyon, pompanın emme tarafındaki basıncın, pompalanan sıvının doymuş buhar basıncının altına düşmesinden kaynaklanan kabarcık oluşumu ve çökme olgusudur.

Titreşim Özellikleri: Yüksek frekans aralığında yayılan titreşim enerjisiyle, pompa gövdesi içinde yuvarlanan veya kırılan taşlar gibi ses çıkaran benzersiz, rastgele, geniş bantlı bir gürültü üretilir.

Etki: Kavitasyon, pervane malzemesinde ciddi çukurlaşma hasarına neden olur, bu da yükte ve verimlilikte keskin bir düşüşe yol açar.

2.2 Dalgalanma ve Devridaim

Bir santrifüj pompa, özellikle düşük akışlarda, tasarım akış hızının (BEP) altında veya üstünde çalıştığında hidrolik dengesizlik meydana gelebilir.

Devridaim: Düşük akışlarda, sıvı pervane girişinde veya çıkışında geri akarak hidrolik şoka neden olabilir.

Dalgalanma: Bazı santrifüj pompalarda veya çok pompalı paralel sistemlerde, düşük akışlı çalışma sırasında basınç ve akışta büyük, periyodik dalgalanmalar meydana gelebilir.

Titreşim Özellikleri: Tipik olarak dönüş hızının 1 katının altındaki düşük frekanslı titreşim veya geniş bantlı düşük frekanslı enerji birikimi olarak kendini gösterir. Bu titreşim, rulmanlara döngüsel şok yükleri uygular.

2.3 Bıçak Geçiş Frekansı (BPF)

BPF, pervane kanatları salyangoz kesme suyu veya difüzör kanatlarından geçerken sıvının periyodik olarak bozulmasından kaynaklanan basınç titreşimidir.

Hesaplama: BPF = Hız × Kanat Sayısı.

Titreşim Özellikleri: Titreşim enerjisi BPF'de ve onun harmoniklerinde yoğunlaşır.

Etki: Genellikle normal bir çalışma olgusu olmasına rağmen, BPF genliği çok yüksekse, salyangoz dili ile pervane dış çapı arasındaki boşluğun (radyal açıklık) düzgün tasarlanmadığını veya ciddi şekilde aşındığını veya pervane ile salyangoz arasında hidrolik uyum sorunu olduğunu gösterir.