Causas e contramedidas do superaquecimento do rolamento da bomba centrífuga

Nos processos de produção industrial, as bombas centrífugas são equipamentos principais para transporte de fluidos, e sua operação estável está diretamente relacionada à eficiência da produção e segurança operacional. Os rolamentos, como os principais componentes de transmissão das bombas centrífugas, suportam as funções importantes para apoiar o rotor e transmitir torque. O superaquecimento é uma de suas falhas mais comuns. Se não for descoberto e abordado adequadamente, pode levar a danos prematuros e tempo de inatividade do equipamento, ou mesmo acidentes graves, como convulsão de eixo, falha de vedação e até falha da bomba. Este artigo analisa as principais causas do superaquecimento do rolamento da bomba centrífuga e propõe algumas estratégias de tratamento para fornecer alguma referência superficial para operação e manutenção do equipamento.

 

 

• Causas centrais do superaquecimento do rolamento da bomba centrífuga

O superaquecimento do rolamento da bomba centrífuga não é causado por um único fator, mas pelos efeitos combinados de múltiplos problemas, incluindoLubrificação, instalação, carga, desgaste do componente e dissipação de calor. Esses problemas podem ser categorizados nas cinco categorias a seguir.

 

(1) superaquecimento causado por lubrificação

Padrões relacionados para seleção de lubrificantes:

1. Lubrificação por graxa

Aplicável a rolamentos de rolagem em pequenas e médios - tamanho, baixo - velocidade (menor ou igual a 3000 rpm) bombas centrífugas. De acordo com GB/T 3215 - 2007, o volume de preenchimento de graxa deve ser 1/2-2/3 do espaço interno do rolamento. Use uma graxa à base de lítio ou outra graxa que atenda aos requisitos de resistência à temperatura e água especificados no manual do equipamento. A verificação e a substituição devem ser realizadas de acordo com GB/T 29711-2013 após 3000-5000 horas de operação.

2. Lubrificação de óleo fino

Applicable to sliding or rolling bearings in large, high-speed (>3000 rpm) Bombas centrífugas. De acordo com GB/T 443 - 2016, use L - Uma série de óleo de perda total de perda (é claro, muitos também usam óleo de turbina de 32# ou 46#). Forneça óleo através de um banho de óleo ou método de circulação forçada. Mantenha o nível de óleo dentro da faixa especificada do medidor de óleo do equipamento. Verifique a qualidade do óleo a cada 6 a 12 meses. Substitua imediatamente se a oxidação ou contaminação for detectada.

3. Notas -chave

1. Limpe a porta e o recipiente de enchimento de óleo antes de adicionar lubrificante. Misturar diferentes tipos e marcas de lubrificantes é estritamente proibido para evitar reações químicas que degradam o desempenho.

2. Temperatura do rolamento do monitor durante a operação (não deve exceder 80 graus). Se forem detectadas anormalidades, desligue a máquina para inspeção. Isso está em conformidade com os requisitos de solução de problemas do GB/T 3215-2007.

2) Anormalidade do sistema de lubrificação

A lubrificação é essencial para manter a operação normal de mancal. A falha de lubrificação é a principal causa de superaquecimento do rolamento. O primeiro é o suprimento inadequado de lubrificação. O óleo insuficiente pode impedir que um filme de óleo completo se formasse nas superfícies de atrito, levando a intensa atrito e geração de calor de metal direto - a - contato de metal. O óleo excessivo aumenta a resistência interna de agitação, fazendo com que o óleo aqueça e transfira calor para os rolamentos. O segundo é a qualidade da lubrificação. O óleo ou graxa lubrificante pode se deteriorar devido a oxidação, emulsificação ou contaminação após uso longo -. Como alternativa, o tipo de óleo selecionado pode não corresponder às condições de operação do rolamento (por exemplo, grau de viscosidade inconsistente). Esses fatores podem reduzir o desempenho da lubrificação e exacerbar o desgaste do rolamento e a geração de calor.

 

(2) superaquecimento causado pelo desalinhamento de instalação e alinhamento

1. O mecanismo de correlação e as causas do superaquecimento do rolamento com desalinhamento

O desalinhamento entre o eixo do motor e o eixo da bomba de uma bomba centrífuga é categorizado principalmente como desalinhamento radial (não - concentricidade) e desalinhamento angular (não - paralelismo). Quando existe desalinhamento, os rolamentos são submetidos a cargas radiais ou axiais adicionais, o que danifica o filme lubrificante e aumenta a geração de calor por atrito, levando a temperaturas anormalmente altas (normalmente excedendo 70 - 80 graus). A operação de longo prazo também pode acelerar o desgaste do rolamento, reduzir a vida útil do serviço e até causar falhas graves, como a crise do eixo.

A precisão da instalação do rolamento afeta diretamente sua carga - estado de rolamento. A instalação inadequada pode causar facilmente cargas e superaquecimento adicionais. Por um lado, as folgas inadequadas do conjunto de mancais podem levar a uma perda de depuração radial ou axial, resultando em atrito de extrusão durante a operação; Por outro lado, a frouxidão excessiva pode causar operação instável do rotor e sujeitar os rolamentos a impactar as cargas. Ambos os fatores podem levar a aumentos rápidos de temperatura. Por outro lado, a concordância excessiva entre o eixo da bomba e o eixo do motor pode sujeitar os rolamentos a forças radiais adicionais. Sobre - operação longa pode levar ao desgaste desigual das pistas e elementos rolantes, acompanhados por aquecimento e vibração anormal.

2. Padrões nacionais relevantes

GB/T 3215-2007 "Bombas centrífugas para as indústrias de petróleo, petroquímica e gás natural" especifica que o desvio de alinhamento do eixo entre a bomba centrífuga e o motor principal (por exemplo, motor) deve cumprir a documentação técnica do equipamento. Salvo indicação em contrário, o desvio radial deve atender aos requisitos de precisão menor ou igual a 0,10 mm e o escuridão final deve atender aos requisitos de precisão menor ou igual a 0,05 mm.

 

(3) carga operacional anormal

Quando a carga operacional real de uma bomba centrífuga excede sua faixa de design, os rolamentos superaquecem devido à sobrecarga. As causas comuns incluem: o impulsor fica preso em detritos, causando atrito entre o impulsor e o revestimento da bomba, resultando em um aumento repentino na resistência ao rotor; A viscosidade e densidade do meio bombeado excedendo em muito os valores de projeto, aumentando significativamente a potência do eixo da bomba; A válvula de saída se abrindo de repente ou a resistência do tubo sendo muito baixa, fazendo com que a bomba opere a altas taxas de fluxo, fazendo com que os rolamentos sejam sobrecarregados por um longo tempo, e a geração de calor por atrito excede a taxa de dissipação de calor.

 

(4) desgaste e dano dos componentes

O desgaste natural e a lesão ou danos acidentais a rolamentos e componentes associados é uma causa direta de superaquecimento. O envelhecimento do rolamento, como desgaste da bola/rolo, deformação da gaiola e fratura e espalhamento de pistas internas e externas do anel, pode interromper a operação suave e gerar atrito e calor anormal. O desgaste no diário ou no assento do rolamento aumenta a folga, deslocando o centro do rotor e causando cargas irregulares. A falha das vedações pode levar ao vazamento de fluido no alojamento do rolamento, contaminando o lubrificante e os componentes de rolamentos corroentes, exacerbando ainda mais o superaquecimento.

 

(5) Deterioração das condições de dissipação de calor

Se o calor gerado durante a operação do rolamento não puder ser dissipado imediatamente, a temperatura continuará a acumular e subir. As principais causas incluem: poeira e óleo obstruem os orifícios de dissipação de calor do rolamento e os dissipadores de calor (a maioria das bombas que eu vi não são abordadas e quase sempre estão entupidas. A estrutura da tampa do respiro varia, mas o princípio é geralmente o mesmo; veja a ilustração abaixo para um exemplo), resultando em ventilação e dissipação reduzida; temperaturas operacionais excessivamente altas, excedendo a faixa normal de temperatura operacional dos rolamentos; e bombas centrífugas com sistemas de resfriamento com escala da jaqueta de resfriamento, líquido de arrefecimento insuficiente ou linhas de resfriamento entupidas, levando a resfriamento ineficaz e remoção ineficaz do calor do rolamento.

 

• Contramedidas para o superaquecimento do rolamento da bomba centrífuga

Para as causas acima, é necessário seguir o princípio de "diagnóstico preciso e tratamento direcionado" e tomar medidas direcionadas para eliminar a falha e restaurar a operação normal do rolamento.

 

(1) Otimizando o gerenciamento de lubrificação

Primeiro, siga estritamente o manual do equipamento e selecione o lubrificante ou graxa apropriado. Evite misturar lubrificantes de diferentes marcas e especificações. Em segundo lugar, padronize procedimentos de lubrificação. Use um indicador de medidor de nível de óleo ou nível de óleo para controlar o nível do óleo, garantindo que ele permaneça entre 1/2 e 2/3 do espaço interno do rolamento. O preenchimento de graxa não deve exceder 1/2 a 2/3 do espaço interno do rolamento. Se a deterioração do lubrificante for detectada, limpe completamente o alojamento do rolamento e qualquer contaminante de óleo restante dentro do rolamento, substitua o lubrificante e estabeleça um sistema de inspeção de lubrificação regular, definindo intervalos de lubrificação com base nas condições operacionais.

 

(2) Corrigindo a precisão da instalação e alinhamento

Para desalinhamento de instalação, desmonte a montagem do rolamento e reajuste a folga do rolamento. Use um medidor de sensação ou instrumento especializado para garantir que a liberação atenda aos padrões de design. Se o assento do rolamento for usado, repare -o com pulverização, inserindo mangas ou simplesmente substitua -o por um novo. Para desalinhamento do eixo, use um indicador de discagem ou outra ferramenta para executar o alinhamento. Ajuste a posição do motor ou do corpo da bomba para manter o deslocamento radial e a extremidade - fuga da bomba e eixos do motor dentro das tolerâncias permitidas e reduza forças radiais adicionais.

 

(3) Ajuste a carga operacional para um intervalo razoável

Se ocorrerem cargas anormais, desligue imediatamente a bomba para inspeção. Limpe os detritos do impulsor e do caminho do fluxo e repare quaisquer impulsores desgastados ou carcaças da bomba. Se as características do meio de bombeamento forem incompatíveis com o tipo de bomba, substitua a bomba por uma bomba centrífuga adequada ou pré -} trate o meio (por exemplo, aquecimento para reduzir a viscosidade). Além disso, ajuste a abertura da válvula de saída adequadamente. Use instrumentos de monitoramento de fluxo e pressão para controlar os parâmetros operacionais da bomba dentro da faixa de design para evitar sobrecarga prolongada.

 

(4) Substitua os componentes desgastados e danificados

Desmonte regularmente e inspecione os rolamentos. Se o desgaste, rachaduras ou descamação forem observados em componentes como rolamentos de esferas, gaiola, anéis internos e externos, substitua -os prontamente. Verifique se os rolamentos são do mesmo modelo e use ferramentas especializadas para montá -las para evitar danos causados ​​pelo manuseio áspero. Para componentes gastos, como o diário e o assento do rolamento, repare ou substitua -os com base na gravidade dos danos, garantindo o ajuste necessário. Além disso, inspecione a integridade das vedações e substitua quaisquer vedações com falha para evitar vazamentos e contaminação do sistema de lubrificação.

 

(5) Melhorar a dissipação de calor

Limpe regularmente a poeira e o óleo das aberturas de alojamento e dos dissipadores de calor e mantenha a ventilação adequada (isso geralmente é esquecido). Se a temperatura operacional do equipamento for muito alta, medidas de resfriamento, como instalar ventiladores e os toldos, podem ser implementados. Para bombas centrífugas com sistemas de resfriamento, limpe regularmente a escala da jaqueta de resfriamento, reabasteça ou substitua o líquido de arrefecimento, verifique as linhas de resfriamento quanto ao fluxo desobstruído e repare quaisquer bloqueios ou vazamentos para garantir a operação adequada do sistema de refrigeração e dissipar efetivamente o calor gerado pelos rolamentos.

 

O superaquecimento do rolamento da bomba centrífuga envolve vários aspectos do projeto, instalação, operação e manutenção de equipamentos, necessitando de uma filosofia operacional e de manutenção que priorize a prevenção, combinando prevenção com o tratamento. Fortalecer as inspeções e o monitoramento de rotina (como monitorar regularmente as temperaturas do rolamento com termômetros infravermelhos), padronizar procedimentos de lubrificação e instalação e substituir regularmente as peças vulneráveis ​​podem reduzir efetivamente a incidência de falhas de superaquecimento por rolamento. Uma vez que o superaquecimento ocorre, a causa deve ser rapidamente identificada e contramedidas científicas implementadas para minimizar o tempo de inatividade do equipamento, garantir uma operação estável e eficiente da bomba centrífuga e fornecer suporte confiável para a produção industrial.