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預測性維護:離心泵維護方式的未來

發布日期:2021-03-27 瀏覽次數:472

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一臺設計制造精良且滿足現場運行工況要求的高品質產品,如果得不到適當的維護,那么在其整個生命周期內故障的頻率將大大增加,而零部件的使用壽命則大大降低。

1. 常見的維護方式

離心泵常見的維護方式有三種:反應式維護、預防性維護和預測性維護。

1.1 反應式維護

設備已經失效,進行事故后維護。傳統的維護方式多為反應式維護。

1.2 預防性維護

通過采取適當的措施(如提高強度、加強檢測等),以防止設備發生故障。預防性維護還包括各種定期維護,如設備對中、軸承潤滑及儀控儀表的檢查等。

1.3 預測性維護

預測性維護是指使用數據、機器學習技術和統計算法來預測系統最可能發生的故障結果。分析監控裝置收集的設備數據,例如傳感器(有線或無線),以便就何時應更換或維護指定的零部件提供一致的預測,從而優化維護成本和停機時間[1]。

預測性維護是基于狀態的維護的一個分支,即通過監測設備隨時間而變化的狀態,以預測何時、何處可能出現問題以及為什么。在產品出現故障、意外停機之前對產品進行維護,這是制造業所追求的終極目標。

2. 維護方式的確定

不同行業、不同工況用泵的維護方式不盡相同。

維護方式主要由泵(在系統中)的重要程度及價值、用戶或市場要求等因素決定的。泵的重要程度通常按以下情況來劃分。

2.1 重要用泵

通常是指:

1)如果該泵發生故障,將對設備、系統、環境造成災難性后果或造成重大財產損失。2)故障的后果是非常危險的,可能會導致嚴重的不可逆的傷害甚至死亡。3)沒有備用泵。

2.2 較重要用泵

1)如果該泵發生故障,可能會造成一定的經濟損失,如生產線停工、泵部分零部件損壞(和/或備件交貨期較長)。

2)現場無人看管或看管不便(如海上平臺用泵、野外輸油泵站等)。

2.3 非重要用泵

在一些不重要的工況中使用的泵,如普通農用泵等。

對于重要、較重要用泵或有特別要求的泵(及系統),通常要進行重點關注和特別維護;而對于非重要用泵,通常只進行相對簡單的維護、甚至不需要維護。

以下將就重要、較重要用泵或有特別要求的泵(及系統的)維護方式進行探討。

3. 維護方式的現狀

3.1   國內現狀

目前,我國離心泵維護方式基本上為兩種:反應式維護和預防性維護。反應式維護主要針對一些普通的、沒有安裝監測裝置的非重要用泵上,如:普通農田灌溉和排澇用泵、冷卻循環水泵等。

在石化行業的實際工程應用中,對于很多重要用泵(如高溫、高壓、高速泵,執行API 610標準[2],以下簡稱“標準”),通常通過提高強度及可靠性、增加機械保護系統、加強定期日常維護的方式來達到預防性維護。具體措施如:

1) 提高強度及可靠性

標準條款6.3.3 壓力泵殼應設計成:

a) 在同時承受最大允許工作壓力(及最高工作溫度)和表5中列出的作用到每個管口上兩倍允許管口負荷的最壞組合情況下,做到運轉無泄漏或旋轉部件與靜止部件之間無接觸。

b) 經得住水壓試驗。

標準附錄K.1:給出了OH2和OH3型懸臂式泵的軸剛性的判定原則以及撓性系數L3/D4與泵尺寸因子的關系圖。

撓性系數是轉子剛度的度量標準。對于某一尺寸因子的懸臂泵,如果其撓性系數位于剛性線之下,則表明該泵為剛性軸設計,滿足API泵要求,是安全的;L3/D4越小,轉子撓度越小,這有利于提高機械密封的可靠性。如果L3/D4太大,特別是在接近泵關死點位置運行、水力徑向負荷過大的地方,可能會造成斷軸的風險。

如何提高產品的可靠性?這里有一些指導性原則[3]:盡量采用經過驗證的成熟的技術。盡可能簡化結構,減少零件數量。盡可能采用標準化、模塊結構。設置故障監測和診斷裝置。給出適當的設計裕度。必要時采用冗余設計。失效安全設計。加強重要零部件的可靠性分析。進行可靠性確認試驗。

2) 機械保護系統

隨著傳感器技術的發展、設備運行數據采集的使得,預防性維護便成了目前最普遍的一種維護方式。

為了提高運行可靠性,在一些重要用泵(組)上,均裝有(感知、測量、監測和顯示機器參數以表明其運行狀態的)機械保護系統,如軸承溫度監測、軸承座或泵軸振動監測等。當一個參數超過預先定義的限值、表明出現異常情況時,系統會將事件傳達給操作人員和/或停機系統。該系統的目標是減輕對機器的損壞。



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