ปิดวาล์วทางออกไว้ตลอดเวลาปั๊มแรงเหวี่ยงการดำเนินงานดังกล่าวมีความเสี่ยงทางเทคนิคหลายประการ
การแปลงพลังงานที่ไม่สามารถควบคุมได้และความไม่สมดุลทางเทอร์โมไดนามิก
- 1.1 ภายใต้สภาวะปิดของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของตัวกลาง พลังงานที่ป้อนเข้าไปเกือบทั้งหมดจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน ตัวกลางไม่สามารถระบายความร้อนออกไปได้ ทำให้อุณหภูมิในห้องปั๊มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว การทำงานอย่างต่อเนื่องจะทำให้ตัวกลางกลายเป็นไอ ซึ่งจะเร่งการเกิดคาร์บอนไนเซชันของวัสดุปิดผนึก
1.2 ความล้มเหลวของระบบซีล ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและการระเหยของสารหล่อลื่น ซีลเชิงกลที่อาศัยการหล่อลื่นและการระบายความร้อนของสารหล่อลื่นจะเกิดความล้มเหลวเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป – ซีลเชิงกลจะเกิดแรงเสียดทานแห้งและหน้าสัมผัสของซีลจะไหม้
ความเครียดเชิงกลที่ผิดปกติ
- 2.1 แรงตามแนวแกนเกินขีดจำกัด แรงตามแนวแกนของวาล์วปิดมักจะมากกว่าสภาวะการทำงานปกติ 1.5-5 เท่า และภาระของแบริ่งรับแรงอาจถึงหรือเกินขีดจำกัดของแบริ่ง ส่งผลให้กรงแบริ่งแตกหักหรือเสียรูป
2.2 ความเสียหายจากการสั่นสะเทือนและความล้า ความแตกต่างของการขยายตัวทางความร้อนที่เกิดจากอุณหภูมิสูงนำไปสู่การเสียรูปทางความร้อนหรือความเครียดทางความร้อน ช่องว่างที่ผิดปกติระหว่างใบพัดและตัวเรือนปั๊ม และอิทธิพลของภาระไฮดรอลิกที่ไม่สมดุล ซึ่งทำให้สมดุลไดนามิกของโรเตอร์เสียหาย การสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้น และชิ้นส่วนได้รับความเสียหายจากความล้า
การเกิดโพรงอากาศและความเสียหายของวัสดุ
3.1 ค่าเผื่อ NPSH ที่ทำให้การระเหยของตัวกลางกลับด้าน [ทำให้ค่าเผื่อการเกิดโพรงอากาศ (NPSHa) ของอุปกรณ์ต่ำกว่าค่า NPSHr ที่จำเป็นของปั๊ม] ก่อให้เกิดฟองอากาศ และคลื่นกระแทกที่เกิดจากการยุบตัวของฟองอากาศอาจมีความแรงถึง 690 MPa ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนและการแตกร้าวแบบรังผึ้งของใบพัด
3.2 การเสื่อมสภาพของโครงสร้างทางโลหะวิทยา สำหรับใบพัดเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก อาจเกิดการไวต่อการกัดกร่อนเฉพาะจุดที่อุณหภูมิสูง และอัตราการกัดกร่อนตามขอบเกรนจะเพิ่มขึ้นและความแข็งแรงดึงจะลดลง สำหรับใบพัดเหล็กกล้าคาร์บอน ปัญหาที่อุณหภูมิสูงจะรุนแรงกว่า เช่น การออกซิเดชันและการลดคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้ความแข็งแรงของพื้นผิวลดลงและคุณสมบัติโดยรวมเสื่อมลง หากมีสิ่งเจือปน เช่น กำมะถันและฟอสฟอรัส จะเกิดการแยกตัวที่ขอบเกรนได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดความเปราะจากความร้อนและแตกง่ายระหว่างการใช้งาน ภายใต้อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน เหล็กกล้าคาร์บอนมีความต้านทานต่อการคืบต่ำ และอุณหภูมิสูงเฉพาะจุดอาจเร่งการเสียรูปจากการคืบ ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การแตกหักของใบพัดหรือความล้มเหลวจากความล้า
ความปลอดภัยของระบบและความเสี่ยงทางเศรษฐกิจ
4.1 แรงดันภายในตลับลูกปืนเกินขีดจำกัด และการทำงานของวาล์วปิดทำให้แรงดันขาออกของปั๊มสูงถึง 120-150% ของค่าพิกัด ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะทำให้แรงดันที่ตั้งไว้ของวาล์วนิรภัยทะลุผ่าน ส่งผลให้เกิดการระบายแรงดันหรือทำให้รอยเชื่อมท่อแตกได้
4.2 การใช้พลังงานและค่าบำรุงรักษาที่พุ่งสูงขึ้น การทำงานโดยที่วาล์วปิดสนิทเป็น "สภาวะอันตราย" ของปั๊มแรงเหวี่ยง ซึ่งจะทำให้การใช้พลังงานเพิ่มขึ้นอย่างมากในระยะสั้น และการทำงานในระยะยาวจะนำไปสู่ความเสียหายร้ายแรงต่ออุปกรณ์ และค่าบำรุงรักษาโดยรวมอาจเพิ่มขึ้น 3-10 เท่า
สภาพการทำงานของสื่อเฉพาะทางเสื่อมโทรมลง
สำหรับของเหลวที่ระเหยง่าย (เช่น LPG) การทำงานของวาล์วที่ปิดอยู่จะเร่งการระเหยของเฟสของเหลว และการไหลแบบสองเฟสของก๊าซและของเหลวในห้องปั๊มจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการไหลอย่างฉับพลัน ส่งผลให้แรงตามแนวแกนเกิดการแกว่งเป็นระยะ และเร่งการสึกหรอของชิ้นส่วนต่างๆ
ประสบการณ์ในอุตสาหกรรมและข้อกำหนดมาตรฐาน
6.1 ประสบการณ์ในอุตสาหกรรม จากประสบการณ์การใช้งานจริงในทางวิศวกรรม พบว่าระยะเวลาการทำงานของวาล์วปั๊มแรงเหวี่ยงไม่ควรเกิน 2 นาที และโดยทั่วไปจะจำกัดไว้ที่ 1 นาที แนะนำให้ติดตั้งระบบควบคุมแบบเชื่อมต่อเพื่อสั่งการให้โปรแกรมป้องกันการปิดระบบทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อวาล์วทางออกปิดและทำงานเกินเวลาที่กำหนด
6.2 ข้อกำหนดมาตรฐานกำหนดให้มาตรฐาน API 610 ฉบับที่ 12 ระบุว่า ปั๊มพลังงานสูง ปั๊มแบบมีเกียร์ในตัว หรือปั๊มหลายขั้นตอนบางชนิด มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อวาล์วทางออกปิด ซึ่งทำให้การทดสอบเป็นไปไม่ได้และ/หรือไม่ปลอดภัยเมื่อวาล์วปิด การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความหนาแน่นของกำลัง ความหนาแน่นของกำลัง PD สามารถประมาณได้ดังนี้:
P rated: กำลังไฟฟ้าต่อขั้นเมื่อต่อกับน้ำ หน่วยเป็นแรงม้า (หรือเมกะวัตต์)
D imp: เส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดที่กำหนดในหน่วยนิ้ว (หรือเมตร)
หัวฉีด D: ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหน้าแปลนทางออกที่ระบุเป็นนิ้ว (หรือเมตร) สำหรับปั๊มแบบดูดสองทางและขั้นตอนเดียว หัวฉีด D คือขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหน้าแปลนทางเข้า
ค่าวิกฤตทั่วไปสำหรับ PD คือ 0.286 แรงม้า/ลูกบาศก์นิ้ว (13 เมกะวัตต์/ลูกบาศก์เมตร) หากค่านี้สูงกว่านี้ แนะนำว่าไม่ควรเดินเครื่องปั๊มโดยปิดวาล์วทางออกในระหว่างการทดสอบประสิทธิภาพ
วันที่โพสต์: 4 มิถุนายน 2568