What Causes Piston Gear Pump Shaft Breakage?

        Пасля таго, як вытворца дахавых пакрыццяў на працягу многіх гадоў выкарыстоўваў вялікія ўнутраныя зубчастыя помпы для падачы бітумнага флюсу, шэраг помпаў сутыкнуліся з некалькімі паломкамі вала. Гэтыя няспраўнасці вала ў мінулым былі рэдкасцю, і на іх звярнулі ўвагу пастаўшчыкі помпаў. Гэтыя помпы звычайна працуюць з хуткасцю 100 галонаў у хвіліну (галлонаў у хвіліну) з ціскам нагнятання ніжэй за 100 фунтаў на квадратны цаля (псі). У сістэме выкарыстоўваецца контур нагрэву тэрмічнага масла для падтрымання высокай тэмпературы бітумнага флюсу, каб паменшыць глейкасць прадукту да ўзроўню, дастатковага для забеспячэння плыўнага патоку і памяншэння назапашвання цвёрдага бітумнага флюсу на сценках.
       Помпы працуюць ад рухавіка магутнасцю 30 конскіх сіл (к.с.), 1750 абаротаў у хвіліну (абаротаў у хвіліну) і рэдуктара, які зніжае хуткасць помпы да 100 абаротаў у хвіліну пры патоку прадукту 100 галлонаў у хвіліну.
       Гэтыя помпы выкарыстоўваюцца для перадачы бітумнага флюсу з рэзервуараў для захоўвання ў дыстыляцыйнай установцы да канчатковага нанясення бітумнага флюсу на вытворчай лініі.
        Адны і тыя ж помпы выкарыстоўваюцца на гэтай пляцоўцы больш за 20 гадоў. Як правіла, гэтыя помпы маюць нашмат большы тэрмін службы ў такіх умовах, і такіх паломак ніколі не было. Характэрна, што кампанія выкарыстала дзве версіі помпы аднаго памеру для двух розных прыкладанняў. Адзін лічыцца мяккім помпай для нанясення асфальтавага флюсу, а другі - жорсткім помпам для запаўнення асфальту. Жорсткія помпы маюць ротары і валы з загартаванай сталі для памяншэння зносу ад абразіваў у насыпаным асфальце.
        Калі пастаўшчык помпаў заўважыў праблему са зламаным валам, колькасць помпаў, якія выйшлі з ладу, склала 6 прыкладна за 12 месяцаў. Усяго ў гэтым дадатку 18 помпаў. За апошнія некалькі гадоў сярэдняя колькасць няспраўнасцяў помпы за той жа перыяд была адна. У некаторых помпаў быў зламаны вал, і злучэнне вала/ротара было абарвана, у той час як у іншых вал круціўся ўнутры ротара, і ўсталявальны шруба, які павінен быў утрымліваць ротар і вал, быў адрэзаны.
        Вось зруху знаходзіцца на жорсткай помпе, а вал, які круціцца ўнутры ротара, - на мяккай помпе. Памылка была прааналізавана і наступныя вынікі былі выяўлены і вырашаны ў адпаведнасці з указаннямі.
        Пастаўшчыкі і вытворцы помпаў старанна аналізуюць помпы са зламанымі або якія верцяцца валамі. Вал і шруба падвяргаліся праверцы памераў і металургічнаму аналізу. Абодва адпавядаюць патрабаванням вытворцы. Пасля абпалу помпы для выдалення рэшткаў зацвярдзелай смалы анамальны знос помпы паказаў, што празмерны ціск нагнятання адхіліў вал і прывёў да таго, што ротар урэзаўся ў корпус помпы з боку ўсмоктвання (гл. малюнкі 2 і 3).
        Ёсць прыкметы зносу на баку ўсмоктвання корпуса, дзе ротар прыціскаецца да сценкі корпуса. На баку ўсмоктвання галаўной пласціны таксама ёсць прыкметы зносу, і ротар прагінаецца ў галаўную частку. Іншыя прыкметы зносу ўтулак, навісаў і паўмесяцаў таксама паказваюць на залішні ціск і наступнае выгіб і прагін вала. Калі ротар цісне на корпус і галоўку, празмерны крутоўны момант можа прывесці да таго, што вал унутры ротара зламаецца або пакруціцца, што прывядзе да адрыву ўсталявальнага шрубы.
        Па словах вытворцы, «наступны залішні ціск прывёў да згінання вала, што, у сваю чаргу, прывяло да зносу корпуса, зносу галавы і, у канчатковым рахунку, да паломкі вузла ротар/вал». Па выніках аналізу вытворцам унесены змены ў канструкцыю помпаў і праведзены аналіз парадкаў працы тэхналагічных працэсаў на аб'екце.
        Вытворца помпы заяўляе, што максімальны ціск падачы для гэтага помпы складае 150 фунтаў на квадратны дюйм, часткова з-за памеру вала і наступнага суадносін даўжыні да дыяметра (L/D) вала. Любы ціск вышэй за 150 фунтаў на квадратны дюйм можа прывесці да згінання і адхілення вала, што відаць пры разбіцці прадмета.
        Стандартныя працэдуры працы прыбора кампенсуюць максімальна дапушчальны ціск нагнятання 150 фунтаў на квадратны дюйм, і былі прыняты меры для падтрымання тэмпературы і глейкасці бітумнага флюсу, каб ціск нагнятання не перавышаў гэтую мяжу. Фактычна, калі каманда тэхнічнага абслугоўвання аб'екта пазней сабрала інфармацыю аб працэсе, ціск рэдка перавышаў 100 фунтаў на квадратны дюйм.
        Аднак неабходна таксама ўлічваць, ці могуць энергазберагальныя меры прывесці да таго, што ціск нагнятання перавышае максімальна дапушчальны ціск нагнятання помпы. Падчас спынення працы завода, напрыклад, у выхадныя дні, тэмпература бітумнага флюсу, якая падтрымліваецца контурам ацяплення тэрмамаслам, зніжаецца для эканоміі энергіі. Пасля расследавання было ўстаноўлена, што час запуску, неабходны для давядзення бітуму да прымальнай тэмпературы і глейкасці, нельга павялічыць, каб кампенсаваць больш халодныя выхадныя. Такім чынам, пасля адключэння ў выхадныя дні асфальт можа быць занадта халодным і занадта вязкім пры запуску, а ціск нагнятання помпы перавышае мяжу ў 150 фунтаў на квадратны дюйм. Не было запісаў тэмпературы і ціску падчас гэтых пускаў або збояў помпаў, таму было зроблена такое меркаванне.
        Улічваючы гэтыя фактары, вытворца прыняў меры для вырашэння праблемы прагіну вала помпы, у той час як каманда па тэхнічным абслугоўванні аб'екта засяродзілася на вырашэнні праблемы стандартных аперацыйных працэдур. Кожная група прымае меры па ліквідацыі далейшых паломак вала.
        Вытворца помпы змяніў канструкцыю помпы, каб уключыць большы вал. Дыяметр вала павялічыўся на 40%.
        Гэты больш тоўсты вал дапамагае паменшыць прагін вала на 66%, зніжаючы заўчасны знос і верагоднасць выхаду з ладу вузла ротар/вал. Вялікія валы павялічваюць каэфіцыент прагіну вала L/D і павялічваюць максімальна дапушчальны ціск на выхадзе да 200 фунтаў на квадратны дюйм.
        Гэта змяненне канструкцыі пазней стала стандартам для помпаў такога памеру ва ўсіх будучых прадуктах вытворцы. Дыяметр вала з боку прывада помпы не змяніўся, таму існуючае абсталяванне для перадачы энергіі, такое як шківы і муфты, па-ранейшаму прымяняецца да помпы.
        Пастаўшчыкі помпаў размяшчаюць абсталяванне для маніторынгу працэсу на бітумных флюсовых помпах для вымярэння тэмпературы тэхналагічнага контуру, ціску нагнятання і току рухавіка. Супрацоўнікі сайта кожныя дзве секунды запісвалі ў электронным выглядзе і праводзілі візуальны кантроль тры разы на дзень на працягу трох месяцаў.
        Група па тэхнічным абслугоўванні аб'екта прагледзела стандартныя эксплуатацыйныя працэдуры, у прыватнасці звязаныя з працэдурамі адключэння і запуску тэмпературнага контуру флюсавання бітуму. Першапачаткова змены былі ўнесены для прадухілення сітуацыі халоднага запуску.
       Прааналізаваўшы схемы зносу помпы, каб вызначыць, ці быў у помпе залішні ціск, каманда змагла засяродзіцца на прычыне ўзнікнення высокага ціску і якія меры можна прыняць, каб прадухіліць выхад з ладу вала ў будучыні і непатрэбныя прастоі.
        Каманда кіраўніцтва завода ўважліва вывучыла тэмпературу і глейкасць прадукту ва ўмовах працы, падчас прастою і падчас запуску. Яны вызначылі, што змены ў працоўных працэдурах могуць быць скарэкціраваны для прадухілення ўмоў халоднага запуску, якія могуць павялічыць глейкасць бітумнага флюсу і выклікаць высокія скокі ціску. Вытворцы помпаў згодныя з тым, што ў помпах такога памеру можна выкарыстоўваць большыя валы і што можна дасягнуць меншага прагіну вала і большага ціску. Дызайн цяпер з'яўляецца стандартнай прапановай для вытворцы.
       Аналізуючы асноўную прычыну няспраўнасці, каманда тэхнічных спецыялістаў, вытворцаў і пастаўшчыкоў помпаў працавала над тым, каб паменшыць колькасць адмоваў помпаў з-за пераломаў вала.