Rekonstrukció után súlyos hibákkal üzemelő vízkezelő szivattyúk

ODS mozgásmodell  hatékony prezentáció hibaelemzéshez

A rezgésvizsgálat frekvenciaelemzéses technikája egyszerű forgógépeknél nagy biztonsággal alkalmazható géphibák feltárására és forrásuk azonosítására. Az elemzés adatainak értelmezéséhez viszont elengedhetetlen a megfelelő szakismeret és tapasztalat. A diagnózis, az elemzés eredményének elfogadtatását, ezáltal a döntési folyamatot is segíti, ha a feltárt hibák minden szemlélő számára meggyőző módon mutathatók be. Az ODS vagy lengéskép mozgásmodell ehhez is segítséget nyújt
 

Rezgésszint növekedés és rendszeres hibák átalakítás után

Négy, rendszeres időközönként vizsgált, 90 kW teljesítményű, 1490 1/min fordulatú szivattyú évekig kifogástalanul üzemelt, legnagyobb átlagos rezgésszintjük a 4-5 mm/s (vRMS) értéket nem haladta meg. Később rezgéstrendjük hirtelen megugrott, a rezgésszintek 10-25 mm/s-ra emelkedtek a közös nyomócsőre dolgozó szivattyúk mindegyikén, míg a motorokon eltérő rezgésszintek voltak mérhetők. A karbantartók 2-3 hetente jelentek meg egy-egy gép mellett: a csapágyak és tömítések nem bírták a megnőtt igénybevételeket, gépenként több százezer forintba került egy-egy javítás. A hibák forrását azonban e beavatkozások nem szüntették meg. 

Egy átalakítás és súlyos következményei

A hirtelen rezgésszintváltozás alapvető oka volt, hogy a megváltozott termelési igények, üzemi paraméterek miatt átalakításokat végeztek a nyomóvezetéken és szerelvényein. Ez az egyetlen szerencsétlen módosítás a hibák egész sorát vonta maga után. Az átalakítás következtében rezonanciába hangolt csővezeték egyik hegesztése a megnövekedett igénybevétel miatt alig egy hónapon belül elrepedt. A rezonáló csővezeték megnövekedett rezgése (álló szivattyú nyomócsonkján 10-40 mm/s, vRMS!) az álló gépek új csapágyait is károsította, az alapokat alig két hónap alatt olyan mértékben roncsolta, hogy több egység lefogató keretei szabadon deformálódhattak. A felszakadt tartókeret és gép rezgései miatt a tengelykapcsolók betétei gyorsan, alig pár hét alatt elhasználódtak. Az ok-okozat összefüggések tehát a rezgéselemzés eredményei és a helyszíni szemlék alapján egyértelműek voltak.
 
Vízkezelő szivattyú villamos motorjának gyenge rögzítése.
1. ábra: Vízkezelő szivattyú villamos motorjának gyenge rögzítése. A szerelhetőség miatt távoli alátámasztási pontok jöttek létre, a felfogató lemez dinamikus terhelés mellett lemezrugóként funkcionál.
 
Vízkezelő szivattyú rögzítő keretének egyik felszakadt csavarja.
2. ábra: Vízkezelő szivattyú rögzítő keretének egyik felszakadt csavarja. A nagymértékű igénybevétel több lehorgonyzó csavart 10-15 mm-re kihúzott, illetve eltört.

Az ODS lengéskép, mint prezentációs eszköz

A garanciális javítás érvényesítéséhez, másrészt a javasolt hibajavító beavatkozások költségének elfogadtatásához az üzemeltetőnek szüksége volt a hibák és hatásuk egyértelműen belátható prezentációjára. Az ODS mozgásmodell a mért rezgésértékek vizuális megjelenítésével ideális segítségnek bizonyult már több alkalommal is a problémák hatékony feltárására és tolmácsolására – az ODS mozgásmodell ez esetben is megfelelő eszköznek bizonyult mind az elemzés támogatására, mind az karbantartási költségek elfogadtatására.
 
Vízkezelő szivattyú és csatlakozó csővezetékének mozgásmodellje
3. ábra: Vízkezelő szivattyú ODS modelljének mozgásfázisai.
A villamos motor (kép bal oldalán) erősen kiegyensúlyozatlan és laza rögzítésű, az egység kerete felszakadt, a csővezeték nagy amplitúdóval lengett, mindez a tengelykapcsolót is jelentősen terhelte, továbbá az álló gépek csapágyait alig két hét alatt súlyosan károsította.

Vízkezelő szivattyú ODS modellje - a mozgásmodell hatékony eszköz a hibák bemutatására

4. ábra: Vízkezelő szivattyú ODS modellje - a mozgásmodell hatékony eszköz a hibák bemutatására.
 
A 4. ábrán a közös nyomócsőre dolgozó szivattyúk egyikének mozgása látható az alapfordulatról felvett rezgésjellemzők alapján. Az alapkeret mozgása is jól mutatja a tartókeret feszakadt állapotát. Az 1. ábrán bemutatott villamos motor rögzítés gyengesége szintén jól megmutatkozik. A villamos motor közepes mértékű kiegyensúlyozatlansága (a feltárt rögzítési hiba miatt végül padi mérés alapján lett pontosítva mértéke) a gyenge rögzítés miatt jelentős mozgássá alakul, ezzel a tengelykapcsoló gyors elhasználódását okozza. A szivattyú szabad végének rögzítése a csővezeték lengése miatt gyengült meg. A csővezeték rezonanciájának fárasztó igénybevétele az egyik hegesztési varrat károsodását, repedését okozta.

A megoldás és konklúzió

Az elfogadott javaslatok alapján a szükséges módosításokat elvégezhették, többek között az alapok javítását, tartókeretek módosítását, forgórészek kiegyensúlyozását és tengelybeállításukat, valamint a mérések eredménye szerint az üzemi paramétereket beállították. A javítás után a legnagyobb rezgésszint mindössze 2,8 mm/s (vRMS) értékre csökkent, mindezek után az első karbantartásra két év után volt szükség.
A leírt esetben megmutatkoztak az általános tervezési gyakorlat hiányosságai, az üzemeltetés felelőssége, a kivitelező által alkalmazott építési-szerelési technológiák gyengeségei. Mindezek hatásai kiválóan dokumentálhatók és prezentálhatók voltak az általános rezgésdiagnosztikai és az ODS mozgásmodellezéses eszközökkel. Az ODS-elemzéses technika így járult hozzá egy részletes hibafeltáráshoz, szemlélető eszközként egy jó döntéshez, nem utolsó sorban a biztonságos, kiszámítható és alacsony karbantartási költségű üzemeltetéshez.