Việc hình thành cavitation trong máy bơm ly tâm xảy ra khi áp suất chất lỏng tại vị trí cụ thể giảm xuống mức đủ để tạo thành các bong bóng hơi, sau đó các bong bóng này sẽ sụp đổ khi áp suất trở lại bình thường. Kết quả có thể là tiếng ồn lớn, rung động, dòng chảy không ổn định và hư hỏng các bề mặt bị làm ẩm. Để ngăn chặn tình trạng này, cần phải đánh giá lại các điều kiện hút thực tế và điểm hoạt động, thay vì chỉ đơn giản là thay thế máy bơm gây ra tiếng ồn. Đối với hệ thống vận chuyển chất lỏng, hãy bắt đầu từ mức độ lấp đầy, nhiệt độ, giới hạn đầu vào, công suất đo được và yêu cầu hút của nhà sản xuất. Hướng dẫn này giải thích cách phân biệt sự hình thành cavitation có khả năng xảy ra với các lỗi khác, tổ chức các kiểm tra an toàn và xác nhận liệu một thay đổi khắc phục có thực sự hiệu quả hay không.
Hiểu rõ vấn đề áp suất trước khi thay đổi thiết bị
Nước có thể bốc hơi cục bộ mà không làm sôi toàn bộ bể. Nhiệt độ ảnh hưởng đến áp suất hơi của nó, trong khi độ cao, áp suất bể và ma sát ảnh hưởng đến áp suất có sẵn ở đầu bơm. Sau đó, bánh công tác tạo ra những thay đổi áp suất cục bộ thêm nữa. Một hệ thống hoạt động với nước lạnh và bể đầy có thể hoạt động khác nhau khi có chất lỏng nóng hơn, mức độ thấp hơn hoặc cặn lọc bị chặn một phần. Hãy ghi lại những điều kiện đó cùng nhau; một chỉ số áp suất duy nhất mà không kèm theo thông tin về lưu lượng và mức độ chất lỏng có thể gây hiểu lầm.
The Giải thích của Viện Thủy lực về NPSH và vùng hoạt động Đây là điểm khởi đầu hữu ích để phân biệt khả năng hút của hệ thống với yêu cầu của máy bơm. NPSH sẵn có mô tả hệ thống; NPSH yêu cầu được lấy từ thông tin hiệu suất của máy bơm đã chọn. Yêu cầu NPSH được công bố không phải là sự cho phép hoạt động mà không có thêm biện pháp đảm bảo an toàn. Lợi thế an toàn phù hợp và vùng hoạt động cho phép phải được xác định dựa trên hướng dẫn của máy bơm và yêu cầu dự án áp dụng.
Phân biệt được một mô hình, chứ không phải chỉ một triệu chứng
Tiếng rít hoặc tiếng như sỏi có thể là dấu hiệu của hiện tượng cavitation, đặc biệt khi nó xuất hiện cùng với sự thay đổi áp suất hút hoặc khi quá trình vận chuyển không ổn định. Tuy nhiên, điều này không chứng minh được chẩn đoán. Bánh răng, các phần bị lỏng, các bộ phận bị ma sát và không khí bị cuốn vào cũng có thể gây ra tiếng ồn và rung động. Hồ sơ ghi chép hữu ích bao gồm thời điểm khởi phát triệu chứng, mức độ đầy bể, nhiệt độ nước, tốc độ, các chỉ số hút và xả, lưu lượng và vị trí van. So sánh hồ sơ với một điều kiện ổn định đã biết nếu có.
Miêu tả chính xác các sự quan sát. “Tiếng ồn bắt đầu sau khi bể nước xuống dưới mức được chỉ định” hữu ích hơn là “bơm gây ra tiếng ồn”. “Áp suất trong hệ thống dao động sau khi giảm áp suất ở bộ lọc hút” cho thấy một mối quan hệ có thể kiểm chứng được. Nếu độ rung mạnh, lượng nước được bơm giảm hoặc thiết bị vượt quá giới hạn được phê duyệt, hãy dừng hoạt động theo quy trình vận hành. Tiếp tục hoạt động để thu thập thêm dữ liệu có thể biến một vấn đề hệ thống có thể khắc phục được thành hư hỏng các bộ phận.
Phân biệt cavitation với các lỗi tương tự
| Quan sát | Giải thích có thể có | Kiểm tra tiếp theo hữu ích |
|---|---|---|
| Tiếng ồn tăng lên khi bể chứa nguồn nước cạn kiệt | Cơ chế hút giảm hoặc vòng xoáy hút | Đạt được mức độ lấp đầy chất lỏng tối thiểu, độ ngập đầu vào và áp suất hút cùng một lúc |
| Không khí xuất hiện sau khi bảo trì các khớp hút | Khuyết tật về rò rỉ khí hoặc khí bị mắc kẹt | Trước khi đổ lỗi cho sự hình thành hơi, hãy kiểm tra quy trình thử nghiệm và thông hơi chung đã được phê duyệt. |
| Tiếng ồn vẫn tiếp tục ở các mức độ nước khác nhau | Lỗi kỹ thuật hoặc khu vực hoạt động không phù hợp | Xem lại tình trạng vòng bi, các phần hỗ trợ, sự phù hợp của vòng bi nếu có và đo độ tải trọng |
| Hiệu suất sẽ xấu đi khi máy lọc bị tải quá tải | Tăng mức thất thoát dòng vào | Đo lường sự chênh lệch áp suất và kiểm tra chỉ sau khi đã tiến hành cách ly an toàn. |
| Các triệu chứng chỉ xuất hiện khi giao hàng rất thấp. | Quá trình tuần hoàn nội bộ hoặc hoạt động dưới giới hạn lưu lượng đã được phê duyệt | So sánh lưu lượng bơm thực tế với giới hạn của nhà sản xuất và hoạt động ngắt dòng |
Đây là một bảng điều tra định tính, dựa trên nguyên tắc hút và khu vực hoạt động hơn là ngưỡng chẩn đoán chung. Có thể tồn tại nhiều hơn một lỗi cùng một lúc. Ví dụ, mối nối hút bị rò rỉ và đường ống có kích thước quá nhỏ có thể cần được điều chỉnh riêng biệt. Không nên coi việc loại bỏ không khí có thể nhìn thấy là bằng chứng cho thấy giới hạn NPSH đạt yêu cầu.
Kiểm tra đường dẫn hút theo trình tự an toàn
Trước tiên hãy xác minh nguồn nước: mức hoạt động tối thiểu, bất kỳ áp suất hoặc chân không trong bể nào, nhiệt độ và cách thức nước đi vào máy hút. Hãy tìm kiếm hiện tượng xoáy, nguồn cấp không liên tục hoặc vị trí đầu vào gần dòng chảy bị xáo trộn. Tiếp theo, hãy xem xét lại đường dẫn hút theo bản vẽ đã phê duyệt. Xác định các mối nối bổ sung, độ dài ống bị thay đổi, van bị đóng một phần, các phần mềm dẻo bị hư hại, các bộ phận lọc và giảm áp bị nhiễm bẩn có thể chứa không khí. Mặc dù đường kính ống tiêu chuẩn không thay đổi, nhưng một sửa đổi gần đây cũng đáng được chú ý.
Việc kiểm tra một bộ lọc hoặc mở một mặt bích đòi hỏi phải có biện pháp cách ly, thoát nước và kiểm soát áp suất lưu trữ. Hãy tuân theo quy trình của công trường và các hướng dẫn sau đây: Hướng dẫn của HSE về việc cách ly điện trước khi bảo trì. Ngăn chặn việc khởi động lại tự động và đảm bảo rằng tất cả các nguồn năng lượng liên quan đều được kiểm soát. Bài viết này chỉ là một khuôn khổ giải quyết sự cố, không phải hướng dẫn để mở máy bơm đang hoạt động hoặc vô hiệu hóa thiết bị bảo vệ.
Đo áp suất bằng các dụng cụ phù hợp tại các vị trí được ghi nhận. Một máy đo áp suất ở vị trí xa hơn không đồng nghĩa với áp suất tại vòi bơm. Khi giải thích các giá trị đo, hãy tính đến độ cao và tổn thất giữa các điểm đo. Nếu được trang bị một thiết bị tạm thời, hãy tuân thủ quy trình lắp đặt và chỉ định áp suất phù hợp với dịch vụ. Không bao giờ tự ý khoan vào đường ống có áp suất khi đang hoạt động.
Kiểm tra các giới hạn về tốc độ, tải trọng và lưu lượng
Một máy bơm bơm nhiều nước hơn dự kiến có thể gây ra tổn thất hút lớn hơn và yêu cầu một khoảng hút khác nhau. So sánh lưu lượng và áp suất hút đo được với đường cong cho tốc độ vận hành và cấu hình cánh quạt đã được lắp đặt. Hướng dẫn điểm làm việc của máy bơm Giải thích tại sao điểm vận hành đến từ sự tương tác giữa máy bơm và hệ thống. Chỉ riêng công suất của bảng đồng hồ hoặc đường kính của đầu ra không thể cho biết liệu nhiệm vụ hiện tại có chấp nhận được hay không.
Áp suất dòng chảy rất thấp cũng cần được xem xét kỹ lưỡng. Lưu lượng trong hệ thống, hệ thống sưởi và sự không ổn định thủy lực là những lý do riêng biệt để tuân thủ vùng hoạt động cho phép của máy bơm. Đọc thêm Giải thích về dòng chảy tối thiểu Khi các triệu chứng xuất hiện trong thời gian nhu cầu thấp hoặc hoạt động kéo dài trong điều kiện xả hạn chế. Thiết bị xả bypass dòng chảy tối thiểu phải được định cỡ và bố trí phù hợp với thiết bị thực tế; đây không phải là phụ kiện chung dùng để khắc phục mọi vấn đề về cavitation.
Việc thay đổi tốc độ hoặc điều chỉnh mức tiêu thụ điện có thể làm thay đổi triệu chứng, nhưng sự cải thiện tạm thời là bằng chứng cần được nghiên cứu, không phải là bằng chứng cho thấy việc sửa chữa đã hoàn thành. Không nên điều chỉnh mức tiêu thụ điện để khắc phục hiện tượng cavitation. Bất kỳ thay đổi nào về điều khiển cũng phải đảm bảo duy trì yêu cầu của quy trình, giới hạn động cơ, lưu lượng tối thiểu và các điều kiện an toàn đã được phê duyệt. Hãy ghi lại cài đặt ban đầu để đảm bảo thử nghiệm không tạo ra sự thay đổi vĩnh viễn không được ghi nhận.
Đánh giá các biện pháp khắc phục đối với nguyên nhân được xác định
Nếu xác định được đầu hút không đủ, các biện pháp khắc phục có thể bao gồm thay đổi mức độ đầy bể tối thiểu, giảm tổn thất đầu vào, cải thiện bố trí hút hoặc xem xét lại vị trí máy bơm. Mỗi lựa chọn đều có những hậu quả đối với khả năng tiếp cận, lượng nước có sẵn và hoạt động của hệ thống. Nếu nhiệt độ chất lỏng là nguyên nhân gây ra vấn đề, cần xem xét điều kiện quá trình thay vì cho rằng điểm hiệu suất của nước lạnh vẫn còn nguyên giá trị. Nếu nguyên nhân là lưu lượng quá lớn, cần xem xét lại nhiệm vụ và điều khiển đã chọn với nhà cung cấp.
Đối với một hệ thống xử lý nước sạch tiềm năng, Trang sản phẩm máy bơm ngang BorraPumps ISW Cung cấp một dòng sản phẩm thực tế để trao đổi với nhà cung cấp. Hình ảnh trên trang web không thể xác định được động cơ cánh quạt đã được lắp đặt, đường cong NPSH của nó hoặc công suất phù hợp cho trang web của bạn. Hãy yêu cầu được cung cấp thông tin cấu hình chính xác và các tài liệu về hiệu suất hỗ trợ. Đừng chọn một thiết bị thay thế chỉ vì công suất động cơ của nó tương ứng với thiết bị cũ.
Trong trường hợp có hư hỏng bề mặt, hãy lưu giữ ảnh chụp và xác định vị trí trước khi thay thế các bộ phận. Khi kiểm tra thông thường, sự xuất hiện của các vết xước, ăn mòn và bào mòn có thể tương tự nhau. Kỹ thuật viên nên so sánh các hư hỏng với lịch sử dịch vụ, chất lượng nước và các bằng chứng thủy lực. Việc thay thế cánh quạt mà không khắc phục vấn đề hút nước có thể dẫn đến sự cố tương tự một lần nữa.
Xây dựng hồ sơ xác minh sau khi thay đổi
Lặp lại các phép đo trong điều kiện tương tự sau khi thực hiện các điều chỉnh đã thỏa thuận. Ghi lại lưu lượng, tốc độ, áp suất, mực nước, nhiệt độ và vị trí của thiết bị. So sánh độ ồn và độ rung với các dữ liệu trước đó, đồng thời đảm bảo vẫn đạt được dòng chảy yêu cầu. Một máy bơm êm hơn không còn cung cấp dòng chảy cần thiết không phải là kết quả chấp nhận được. Ngoài ra, hãy kiểm tra hiện trạng dòng điện và hoạt động bảo vệ của động cơ thông qua quy trình nghiệm thu đã được phê duyệt.
Việc xác minh nên bao gồm các điều kiện hoạt động đáng tin cậy nhất, chẳng hạn như mức độ lấp đầy chất lỏng tối thiểu theo kế hoạch hoặc nhiệt độ nước bình thường cao nhất khi có thể thực hiện thử nghiệm an toàn và hợp lý. Không nên tạo ra một điều kiện gây hại một cách giả tạo chỉ để chứng minh một điều gì đó. Nếu trường hợp bất lợi không thể được kiểm nghiệm, hãy ghi chép lại các tính toán và mức độ không chắc chắn còn lại. Thay vì chấp nhận một giả định chưa được xác minh, nên lập lịch theo dõi các lần quan sát trong quá trình vận hành bình thường.
The Sổ tay nguồn cung cấp hệ thống bơm của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ Hỗ trợ phương pháp tiếp cận toàn hệ thống để đánh giá máy bơm. Lưu trữ các phép tính, sửa đổi đường cong, số đo thử nghiệm và các biện pháp khắc phục trong một sổ ghi chép. Điều này giúp dễ dàng đánh giá các thay đổi trong tương lai và giúp các đội bảo trì phân biệt các vấn đề hút hút liên tục với các vấn đề cơ học mới.
Sử dụng giáo dục hiệu suất để giải thích các bằng chứng
Bài giảng NPTEL sau đây giải thích các đặc tính của máy bơm ly tâm và cung cấp nền tảng để giải thích điểm vận hành được đo. Bài giảng này nhằm hỗ trợ việc giáo dục, không phải để phê chuẩn theo mẫu cụ thể hay thay thế hướng dẫn sử dụng của máy bơm đã được lắp đặt. Để tính toán chính xác, hãy sử dụng Dung tích NPSH có sẵn so với hướng dẫn yêu cầu cùng với dữ liệu của nhà sản xuất chính xác.
Các câu hỏi thường gặp
Có phải tiếng cavitation luôn luôn nghe giống như tiếng sỏi không?
Không. Âm thanh có thể hỗ trợ cho một cuộc điều tra, nhưng nó không phải là một thử nghiệm độc lập đáng tin cậy. Hãy so sánh nó với các yếu tố như lưu lượng, áp suất, mực nước, nhiệt độ và tình trạng cơ học.
Liệu một động cơ lớn có thể giải quyết được vấn đề cavitation của máy bơm ly tâm không?
Một động cơ lớn hơn không khắc phục được tình trạng áp suất hút không đủ. Trước tiên, hãy xác định rõ mức công suất và khoảng cách hút thực tế; có thể cần thiết phải thay đổi cấu hình máy bơm, nhưng chỉ dựa vào công suất là không đủ để đưa ra lựa chọn.
Có phải một bộ lọc sạch là đủ để ngăn ngừa hiện tượng cavitation không?
Một bộ lọc sạch sẽ loại bỏ một hạn chế có thể xảy ra. Mức độ đầy bể, nhiệt độ, tổn thất đường ống, điều kiện hút và yêu cầu của máy bơm đã chọn vẫn cần được xem xét lại.
Một máy bơm tự làm sạch có còn có thể bị rò rỉ không?
Vâng. Khả năng làm sạch trước và hiệu suất hút trong quá trình hoạt động liên tục là hai vấn đề khác nhau. Một thiết kế tự làm sạch vẫn cần các điều kiện đầu vào phù hợp khi hoạt động thực tế.
Khi xem xét một khiếu nại, nhà cung cấp nên nhận được những gì?
Cung cấp mô hình và cấu hình, bản sửa đổi đường cong, công suất đo được, điều kiện chất lỏng, bố trí hút, mức hoạt động, hình ảnh và lịch trình các triệu chứng và những thay đổi gần đây.