Jennifer Cardillo keskustelee pumpun luotettavuuden varmistamisesta hiomahuollossa

Hankaavien väliaineiden kuljetukseen käytettävien pumppujen luotettavuuden ylläpitäminen ja parantaminen voi olla huomattava haaste, erityisesti paljon energiaa kuluttavissa sovelluksissa. Suorituskyvyn optimointi ja seisokkien minimoiminen ovat tärkeitä prioriteetteja öljy- ja kaasuteollisuudessa – tavoitteita, jotka voidaan saavuttaa suunnittelemalla kunnossapitoa ja ottamalla käyttöön nykyaikainen materiaaliteknologia olemassa oleviin omaisuuseriin.

Jalostamot sekä öljy- ja kaasulaitokset sekä merellä että merellä käyttävät suurienergisiä pumppuja useissa sovelluksissa tuotteiden toimittamiseen suurilla virtausnopeuksilla ja korkeilla. Jokaisella sovelluksella on omat haasteensa, erityisesti ne, jotka koskevat eroosiota, korroosiota tai kulumista aiheuttavia materiaaleja. Näiden materiaalien toimittamisesta vastaavat pumput ovat jatkuvan hyökkäyksen kohteena, ja niiden suunnittelu vaikuttaa suoraan niiden kestävyyteen ja tehokkuuteen.

Haasteiden ratkaiseminen

Suurienergiset pumput käyttävät määritelmänsä mukaan suuria sähkömoottoreita ajamaan niitä, ja ne voivat muodostaa merkittävän osan toiminnan energiakustannuksista. Tehokkuuden parantaminen vain yhdellä prosenttiyksiköllä voi tuottaa merkittäviä säästöjä. Nämä kuitenkin haalistuvat merkityksettömiksi verrattuna tuloihin, jotka voidaan menettää, jos tuotanto joudutaan lopettamaan suunnittelemattomien pumpun seisokkien vuoksi.

On selvää, että pumppujen redundanssi on sisäänrakennettu näiden tuotantolaitosten suunnitteluun, mikä mahdollistaa omaisuuden ylläpitämisen ilman, että se vaikuttaa tuotantoon. Näiden huoltoikkunoiden tiheys on kuitenkin pidettävä mahdollisimman pienenä käyttökustannusten optimoimiseksi.

Epäsuotuisat käyttöolosuhteet voivat johtaa liialliseen kulumiseen ja eroosioon, joka on korjattava usein, joskus muutaman kuukauden välein. Tällaiset toistuvat korjaukset voivat saada käyttäjät tarkistamaan pumpun suunnittelun ja vertaamaan ylläpitokustannuksia uuteen omaisuuteen, joka voisi parantaa luotettavuutta ja tehokkuutta.

Kustannusten arviointi

Investoinnit ja seisokit, jotka liittyvät uusien pumppulaitteiden asennukseen, joilla voi olla erilaiset perustus- ja putkistovaatimukset, voivat hidastaa ponnisteluja laitteiden saatavuuden parantamiseksi. On kuitenkin olemassa keskitie, jota tulisi harkita, kun olemassa olevia malleja arvioidaan ja päivitetään kestävyyden parantamiseksi ja samalla ylläpitokustannusten vähentämiseksi. Vielä parempi, tämä vaihtoehto tulee olemaan huomattavasti halvempi kuin sijoittaminen uuteen omaisuuteen, joka ei ehkä ole yhtä asianmukaisesti suunniteltu.

Esimerkki tapaustutkimuksesta

Jalostamon koksinleikkaussuihkupumppu kului kiihtyvästi, mikä aiheutti huomattavia kustannuksia, ja keskimääräinen vikaantumisaika (MTBF) oli kuudesta kymmeneen kuukautta. Sovellus vaati pumpun, joka pystyi tuottamaan korkean eronkorkeuden ja käsittelemään erilaisia ​​nesteitä, jotka sisälsivät merkittävää hankausainepitoisuutta.

Pump specifications were the following: design: 8-stage barrel diffuser (BB5); speed: 4,200rpm; flow: approx. 1,200gpm (273m3/hr); and discharge pressure: >4,000 psig (275 barg).

Pumppu käytti koksinpoistovettä, joka koostuu pääosin muiden jalostamoiden jätevesistä. Tyypillisesti vesi voi sisältää koksin hienojakoista pitoisuutta 2500 ppm ja syövyttäviä aineita, kuten rikkivetyä.

Pumpun toistuva käyttö pienillä virtausnopeuksilla oli johtanut imu-/poistokierrätysvaurioihin. Noin kuuden kuukauden käytön jälkeen painelaakerin materiaalin menetys sai roottorin siirtymään painetyynyille, mikä johti korkeisiin laakerien lämpötiloihin. Lisätarkastuksia löytyi:

Juoksupyörän imusiipi kulunut epäoptimaalisten virtausolosuhteiden vuoksi

Suurinopeuksinen hankaus diffuusorin sisääntulossa

Korroosioeroosiota kulutusrenkaan sivupinnoilla

Vakava eroosio akselissa juoksupyörän vesistöissä

Merkittävä materiaalihäviö kulkupinnoilla

Välykset olivat 300 % suuremmat kuin alkuperäisessä suunnittelussa

Vaihtoehtoja tilanteen parantamiseksi ovat pumpun korvaaminen uudella tuotteella, jossa käytetään korkealaatuisempia materiaaleja, vaurioituneiden komponenttien vaihtaminen vastaavaan tai mekaanisten rakennemuutosten toteuttaminen ja vaurioituneiden osien korjaaminen kestävyyttä parantavalla pinnoitemateriaalilla. . Näistä kolmesta viimeinen on kustannustehokkain ratkaisu keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä.

Pitkäaikaiset ratkaisut

Perussyyanalyysi on välttämätöntä, jos tällaisia ​​tilanteita halutaan parantaa. Ellei alkuperäisissä materiaaleissa ole vikaa, samankaltaisten osien vaihtaminen johtaa samaan lopputulokseen. Ymmärtämällä ongelman syyn on mahdollista tarjota pitkäaikainen ratkaisu.

Tässä tapauksessa siipipyörän välyksiä lisäsi väliaineen hankaava luonne, mikä aiheutti pumpun rungon kulumisen. Lisäksi väliaineen virtausreittien terävät kulmat ja suuret tulokulmat saivat hankaavia hiukkasia kuluttamaan pohjamateriaalia.

Ensimmäinen parannus tuli työntörenkaiden uudelleensuunnittelusta tulokulmien pienentämiseksi ja terävien kulmien poistamiseksi. Lisäksi kuluviin osiin lisättiin säteitä.

Suurempi kestävyys voidaan kuitenkin saavuttaa lisäämällä erikoispinnoitteita, jotka voivat parantaa suorituskykyä ja luotettavuutta, mikäli niitä käyttävät palvelukeskukset, joilla on asiantuntemusta ja ymmärrystä. Kulumisen ja korroosionkestävyyden parantamiseen suunniteltuihin sovelluksiin käytetään yleisesti korkean nopeuden happipolttoaineen (HVOF) pinnoitteita.

Täydellinen liimaus

Eri pinnoitteilla on hieman vaihtelevat tarttumisominaisuudet eri alustoilla, joten on tärkeää ymmärtää täydellisen sidoksen saavuttamiseen vaadittavat olosuhteet. Pinnoitteiden sidos on yksi kriittisimmistä puolista sen menestyksen kannalta. Sellaisenaan sen tulisi olla keskipisteenä kaikissa pinnoitukseen liittyvissä prosesseissa.

Jokaisessa kunnostusprojektissa prosessin määrittely on olennaista pinnoitteen pitkän aikavälin menestyksen ja kestävyyden kannalta. Tämä edellyttää hyväksyttyjen laitteiden ja prosessiparametrien sekä pinnoitteen hyväksymisen edellyttämien ominaisuuksien, kuten sen vetolujuuden, mikrorakenteen ominaisuuksien, kovuuden ja pinnan karheusarvojen, yksityiskohtaista selvittämistä.

Tarkastelemalla pinnoitteen mikrorakennetta ja mekaanisia ominaisuuksia voidaan varmistaa, että se on levitetty vaadittujen määritysten mukaisesti ja että se tarjoaa kaikki odotetut hyödyt käytössä.

Tarkkuuspinnoitteet

Palatakseni esimerkkipumppuun, HVOF on näköyhteysprosessi, ja levitystarkkuuden optimoimiseksi pinnoitteet levitettiin robottivarrella, joka oli varustettu automatisoidulla lämpösumutuslaitteistolla. Juoksupyörän ulko- ja mahdollisuuksien mukaan sisäpinnat käsiteltiin eroosionkestävällä pumppupinnoitteella, kun taas akselin porausreikään levitettiin hankaamista estävä pinnoite.

Pumpun akselin kunnostamiseksi alkuperäisiin mittoihinsa se rakennettiin uudelleen käyttämällä HVOF-pinnoitusprosessia. Pinnoite hiottiin sitten alkuperäisiin mittoihin ennen uudelleen kokoamista.

Kunnostettu pumppu asennettiin uudelleen ja sitä seurattiin huolellisesti MTBF:n kasvun määrittämiseksi. Itse asiassa pumppu jatkoi toimintaansa kaksi täyttä vuotta ennen kuin se tarkastettiin uudelleen kulumisen varalta. Käyttämällä uudelleen pumpun alkuperäisiä osia ja parantamalla niiden kulumisominaisuuksia päivitetyillä pinnoitteilla ja komponenteilla, jotka sopivat paremmin sovelluksen vaatimuksiin, korkeapaineholkin välykset olivat vain 0.002 tuumaa (0,05 mm) ylimitoitettu kahden vuoden käytön jälkeen.

Jos käyttäjä olisi jatkanut varaosien käyttöä samassa ajassa, patruuna olisi vaihdettu kahdesti tässä vaiheessa. Sen sijaan jalostamo oli säästänyt merkittävästi ylläpitokustannuksissa ja minimoinut seisokkeja valitsemalla osien päivittämisen kestävämmällä pinnoitteella ja parantamalla joidenkin osien mekaanista rakennetta.

Öljy- ja kaasualalla on monia pumppaussovelluksia, joissa käytetään nesteitä, jotka sisältävät hankaavia aineita. Ellei pumppuja ole suunniteltu ja valmistettu kestämään näitä haastavia olosuhteita, laitteen luotettavuus voi heikentyä huomattavasti. Muutokset prosessiparametreissa ja sovelluksissa voivat vaikuttaa haitallisesti vanhoihin laitteisiin, ja ilman asiantuntijan toimenpiteitä tai täydellistä vaihtoa ylläpitokustannukset voivat nousta dramaattisesti.

Suurienergiset pumput ovat huomattava investointi, ja niiden odotetaan tarjoavan tehokasta ja luotettavaa palvelua myös haastavissa ympäristöissä. Työskentelemällä kumppanin kanssa, jolla on alkuperäisen laitevalmistajan (OEM) asiantuntemus ja tilat, operaattorit voivat hyötyä laajasta tietovarannosta. Kokenut arviointi yhdistettynä asiantuntevaan suunnitteluanalyysiin mahdollistaa kestävyyden ja luotettavuuden parantamisen soveltamisen korkean energian pumppuihin. Nämä kustannustehokkaat ratkaisut tarjoavat ihanteellisen mahdollisuuden pidentää käyttöikää ja minimoida käyttökustannukset.