Expertiza Tehnica a Pompei Olt 80 65 200×8 Produsa de Sc Mecanex Sa Botosani

CUPRINS

REZUMAT

ABSTRACT

LISTA DE NOTAȚII ȘI SIMBOLURI

INTRODUCERE

TIPURI DE POMPE. CLASIFICĂRI

POMPE CENTRIFUGE

SC MECANEX SA BOTOȘANI – PRODUCĂTOR POMPE

Pompe destinate alimentărilor cu apă, irigațiilor și desecărilor

Pompe destinate proceselor tehnologice și energetice

Pompe pentru hidro-transport și minerit

REPARAREA UNEI POMPE DE TIP OLT 80-65-200

Prezentarea problemei

Structura, parametrii și funcționarea pompelor din familia OLT

Reparația și întreținerea pompelor OLT

Posibile cauze ale defectării

Etape ale expertizei tehnice la pompa OLT 80-65-200 x 8

Echilibrarea rotorului

Bibliografie

REZUMAT

ABSTRACT

LISTA DE NOTAȚII ȘI SIMBOLURI

INTRODUCERE

Expertiza este o activitate de cercetare complexă, realizată de o persoană competentă cu domeniul necesar ce are ca scop stabilirea unor situații sau probleme la cererea beneficiarului.

CI Prezentare succintă a pompelor

I.1 TIPURI DE POMPE. CLASIFICĂRI

Privită la modul general, o pompă reprezintă un agregat (mașină sau aparat) care asigură transformarea unei energii mecanice, într-o altă formă de energie, de tip pneumatic sau hidraulic (în funcție de natura fluidului circulat), având rolul de a asigura transportul fluidului care primește energia utilă și de a ridica nivelul energetic al acestuia, prin consumarea unui lucru mecanic. Energia mecanică de antrenare este provenită uzual din acțiunea forței musculare (pompe cu antrenare manuală) sau de la un motoare de antrenare.

Clasificarea pompelor se poate realiza după multiple criterii, [ HYPERLINK \l "Rem66" 1 ],2], după cum urmează:

După numărul de fluide circulate:

pompe cu un fluid (cel transportat) – preiau energia necesară de la un corp solid (ex.: piston, paletele rotorului, etc.)

pompe cu două fluide (cel motor și cel transportat) – primesc energia de la fluidul motor (ex.: vâna de aer, vâna de apă).

După starea de agregare a fluidului transportat:

pompe hidraulice (pentru lichide),

pompe (pentru gaze).

După tipul de realizare a pompării,

pompe desmodrome (cu mecanism),

pompe cu lanț cinematic cu desmodromie variabilă (ex. pompa cu abur cu piston cu acțiune directă)

După numărul de curse active pe rotație:

pompe cu simplu efect (fluidul este pompat de o singură față a pistonului, iar cursa activă este într-un singur sens)

pompe cu dublu efect (fluidul este pompat de ambele fețe a pistonului, iar cursele din ambele sensuri sunt active).

Pompele hidraulice reprezintă un ansamblu de elemente strâns corelate între ele care transformă, cu ajutorul unui fluid, energie mecanică în energie hidraulică. Fluidul primește energia utilă în timpul transportului de la motorul de antrenare a pompei. Pompele hidraulice au rolul de a asigura deplasarea unui lichid aflat la o presiune inferioară în aval (de exemplu un nivel hidraulic inferior), la o presiune superioară în amonte (de exemplu un nivel hidraulic superior). Diferența de presiune pe care trebuie să o învingă pompa, exprimată uzual în m de coloană de apă, constituie înălțimea de ridicare a pompei. Întrucât atât în interiorul pompei cât și în conductele aferente apar pierderi, această din urmă valoare este întotdeauna mai mare decât cea obținută prin simpla diferență între mărimea presiunii din amonte și a celei din aval. Volumul de lichid deplasat în unitatea de timp este debitul pompei, exprimat de obicei în m3/s. Puterea necesară pentru pompare este proporțională cu debitul pompei și cu înălțimea de ridicare, [ HYPERLINK \l "Rem66" 1 ].

Clasificarea pompelor hidraulice se realizează, în principal, după patru criterii:

Criteriul funcțional, conform căruia se disting următoarele categorii:

pompe volumice;

pompe centrifuge;

pompe cu palete;

pompe axiale;

pompe cu roți dințate;

Criteriul constructiv care împarte pompele în următoarele tipuri constructive:

pompe centrifuge mono și multietajate;

pompe cu angrenaje;

pompe cu piston;

pompe cu membrane;

pompe cu rotor excentric;

pompe cu canal lateral;

etc.

Alte criterii specifice, care pot cuprinde: destinația, poziția de funcționare, materialele care intră în contact cu mediul transportat, etc.

Criteriul reversibilității transformării energiilor dintr-o natură fizică în alta. Conform acestui criteriu, se face diferențiere între pompe ce pot fi folosite și ca motoare hidraulice și iar altele la care nu se poate face schimbarea rolului de motor cu cel de pompă. Acest fapt se datorează particularităților funcționale, constructive sau de randament pe care le are fiecare pompă în parte. Numeroase unități de tip pompă pot funcționa ca motoare rotative, prin simpla schimbare a sensului de circulație a fluidului în interiorul acestora ele.

În afară de turația motorului de antrenare, pompele centrifuge se pot diferenția, la rândul lor, după o serie de criterii, după cum urmează,3]:

după tipul de fluid transportat, pompele pot fi:

centrifuge – pentru transportul lichidelor;

turbocompresoare – pentru transportul mediilor gazoase;

după direcția de intrare în rotor a fluidului:

cu simplu flux

cu dublu flux

după numărul de etaje:

mono-etajate sau cu un singur etaj

cu simplu flux

cu dublu flux

cu mai multe etaje

cu simplu flux

cu dublu flux (se întâlnesc în exploatarea petrolieră)

după poziționarea arborelui:

orizontal

vertical

înclinat

după înălțimea de refulare:

de mică presiune, unde H<15m

presiune medie, unde H=15-40m

presiune mare, unde H>40m.

I.2 POMPE CENTRIFUGE

Pompele centrifuge sunt la momentul actual cele mai răspândite dintre toate tipurile constructive. Un alt aspect important este faptul că acest tip de pompe are tendința de a înlocui pompe din alte categorii (pompe cu piston și pompe cu angrenaje) în situații în care sunt necesare debite mici și presiuni relativ mari. Această tendință este datorată atât simplității constructive cât și a costurilor de exploatare mici în comparație cu alte tipuri. Prin echiparea unei pompe centrifuge cu un motor cu turații ridicate se pot obține valori mari ale presiunii care, de altfel, nu s-ar fi putut obține decât cu ajutorul pompelor cu piston.

Pompele centrifuge standard (de construcție standard), al căror principiu constructiv este prezentat în Figura 1, asigură transmiterea energiei primite de la electromotorul de antrenare, prin intermediul arborelui 6, către fluidul de lucru, prin intermediul rotorului 2. Fluidul este antrenat de paletele rotorului în mișcare de rotație și împins, sub acțiunea forțelor centrifuge, către periferia acestuia. La ieșirea din zona rotorului, particulele de fluid vor avea viteze mari, deci energie cinetica mare, dar pe măsură ce avansează în zona colectorului, a cărui secțiune crește progresiv, viteza scade și se ridică presiunea. La ieșirea din pompă prin flanșa de refulare, fluidul de lucru va dispune atât de energie potențială (presiune), cât și de energie cinetică. Energia mecanică dată de combinarea celor două tipuri de energie deținute de fluid la trecerea prin tubulatura instalației constituie energia hidraulică.

Figura Principiu constructiv al pompelor centrifuge (1 – corp, 1a – duză de aspirare, 1b – difuzor, 2 – Rotor, 3 – capac închidere a părții hidraulice, 4 – cutia de etanșare (izolează partea hidraulică față de mediul exterior), 5 – zona port arbore (conținând lagărele și lubrifiantul), 6 – arbore (conectat la un motor, de obicei electric) transmite mișcarea de la motor la rotor, [ HYPERLINK \l "Wik151" 4 ]

Rotorul 2, este format din două discuri ce pot fi plane sau curbate, în spațiul dintre acestea fiind amplasate palele rotorice. Există variante constructive în care unul din cele două discuri poate să lipsească. Palele pot avea o construcție radială sau pot fi curbate spre exterior. Corpul 1, are o secțiune variabil crescătoare, ceea ce asigură ca o parte din energia cinetică acumulată de fluid să fie transformată în energie potențială. În mod uzual, această categorie de pompe asigură debite medii () și presiuni mici și medii (), [5]. Acest tip constructiv de pompe nu prezintă capacitate de autoamorsare, ceea ce înseamnă că pentru a fi puse în funcțiune, este necesară umplerea tubulaturii de aspirație cu lichid, sau evacuarea aerului de pe aceasta, până la intrarea fluidului în pompă. Aceste pompe asigură sarcini relativ mici la aspirație. Pentru a obține presiuni mai mari cu ajutorul pompelor centrifuge, acestea se construiesc cu mai mulți rotori, fixați pe același arbore. Fluidul de lucru este antrenat succesiv de fiecare rotor, presiunea acumulată crescând după trecerea de fiecare rotor. Acest tip constructiv de pompe centrifuge poartă numele de pompe supraetajate și asigură debite relativ mici și presiuni de 15 ÷ 20 bari.

CII prezentare suucintă a SC MECANEX

De scris indicatori financiari 2008-2012

2-3 grafice, cheltuieli venituri-investitii

SC MECANEX SA BOTOȘANI – PRODUCĂTOR POMPE

La ora actuală, SC MECANEX SA Botoșani este al doilea mare producător de pompe din România. Așa cum se arată în oferta curentă, [6], principalele activități desfășurate în cadrul acestei societăți sunt legate de producția, vânzarea și întreținerea următoarelor categorii de produse: pompe, electropompe și motopompe (pentru alimentări cu apă, irigații, desecări, procese tehnologice, energetice, pompe răcire motoare termice, hidro-transport și minerit, motoare electrice submersibile, pompe manuale cu clapetă), utilaje pentru deformare plastică (prese cu excentric și foarfeci combinate pentru debitat profile), mobilier stradal, precum și alte piese turnate, prelucrări și confecții metalice, realizate în principal în baza comenzilor clienților.

Activitățile de producție se desfășoară în principal în trei secții: turnătorie (se realizează piesele cu profile și forme complexe), prelucrări mecanice (se realizează operații precum debitare, frezare, strunjire, rectificare, găurire, ajustare, etc.) și montaj (se asamblează componentele, iar produsele finite se pregătesc de livrare).

În prezent, societatea colaborează cu firme de stat și private din Romania și din țările Uniunii Europene.

Pompele, electropompele și motopompele produse de SC MECANEX SA Botoșani se adresează unei game largi de utilizatori, din domenii din cele mai diverse, putând fi astfel grupate pe mai multe categorii, în funcție de destinație. Se pot astfel distinge pompe utilizate pentru:

asigurarea alimentării cu apă, irigații și desecări

procese tehnologice, energetice

răcirea motoarelor termice

hidro-transport și minerit

motoare electrice submersibile

Pompe destinate alimentărilor cu apă, irigațiilor și desecărilor

Dintre produsele oferite la ora actuală de SC MECANEX SA, [7], în categoria celor destinate alimentărilor cu apă, irigațiilor și operațiilor de desecare, se regăsesc următoarele tipuri de pompe: SADU, SUB, SDF, SD, RDN-NDS, ACV-ACV-D, MA200-MV253, SUBMEX, PSE-PSEG, 2AN și LCC (Lotru, Cerna și Criș). Principalele tipuri sunt prezentate succint în continuare.

Figura : Pompă centrifugală model 2AN (1 – Carcasă; 2 – Rotor; 3 – Corp etanșare; 4 – protecție; 5 – Corp lagăr; 6 – Arbore; 7 – Capac lagăr; 8 – Rulment; 9 – Azvârlitor; 10 – Flanșă presetupă; 11 – Bucșă presetupă; 12 – Inel alimentare;13 – Garnitură; 14 – Inel alimentare; 15 – Șaibă de siguranță; 16 – Inel labirint), [6], [7]

Pompele de tip 2AN sunt pompe centrifugale mono-etajate, acestea fiind destinate vehiculării de lichide curate, neagresive, a apei potabile sau industriale. În familia 2AN se regăsesc 24 de tipodimensiuni de bază și se pot realiza în funcționare parametri aflați în următoarele limite: Q=5-450m3/h și H=5-80 m. Obținerea acestor parametri se face echipând pompele 2AN cu motoare electrice având puteri în intervalul 0,75-90kW, [6].

Tot în categoria pompelor centrifugale intră cele de tip LOTRU, CERNA și CRIȘ. Acestea sunt utilizate pentru pomparea lichidelor curate sau puțin murdare, ce au temperaturi de până la 105oC sau până la 130oC în varianta LCC S1 (cu cameră de răcire). Pompele LCC sunt destlării de lichide curate, neagresive, a apei potabile sau industriale. În familia 2AN se regăsesc 24 de tipodimensiuni de bază și se pot realiza în funcționare parametri aflați în următoarele limite: Q=5-450m3/h și H=5-80 m. Obținerea acestor parametri se face echipând pompele 2AN cu motoare electrice având puteri în intervalul 0,75-90kW, [6].

Tot în categoria pompelor centrifugale intră cele de tip LOTRU, CERNA și CRIȘ. Acestea sunt utilizate pentru pomparea lichidelor curate sau puțin murdare, ce au temperaturi de până la 105oC sau până la 130oC în varianta LCC S1 (cu cameră de răcire). Pompele LCC sunt destinate pentru alimentarea cu apă a instalațiilor industriale, în cadrul șantierelor de construcții, în agricultură, pentru irigații, sau pentru ridicarea presiunii în diferite instalații. Pompele LCC se livrează pentru: Q=5-475m3/h și H=3-90m, prin echiparea cu motoare electrice de puteri cuprinse între 0,55-75kW, [6].

Figura : Pompe centrifugale model LOTRU, CERNA și CRIȘ, (1 – Capac aspirație; 2 – Piuliță rotor; 3 – Inel labirint; 4 – Carcasă spirală; 5 – Rotor; 6 – Inel alimentare; 7 – Garnitură presetupă; 8 – Bucșă presetupă; 9 – Azvârlitor; 10 – Rulment; 11 – Bușon; 12 – Corp lagăr; 13 – Capac lagăr; 14 – Arbore), [7]

Pompele SD sunt pompe orizontale multietajate destinate pompării de lichide curate sau ușor murdare în instalații de alimentare la presiuni medii și mari, ca pompe de proces în instalații de răcire pentru cuptoare, la transportul diverselor lichide. Familia pompelor SD cuprinde patru tipodimensiuni de bază, care echipate cu motoare electrice de puteri 1,5-400kW realizează parametrii între limitele: Q=10-170m3/h și H=20-900m, [6].

Figura : Pompe orizontale multietajate model SD, [6]

Pompele SDF sunt pompe orizontale multietajate ce servesc la alimentari cu apă la presiuni medii, în termoficare, în procese tehnologice industrial. Familia pompelor SDF cuprinde două tipodimensiuni de bază care echipate cu motoare electrice de puteri cuprinse între 1,1-30kW, realizând parametric în limitele: Q=3-18m3/h și H=15-250m, [6]

Figura : Pompe orizontale multietajate model SDF (1 – Arbore; 2 – Corp lagăr; 3 – Capac corp lagăr; 4 – Etanșare mecanică; 5 – Carcasă aspirație; 6 – Rotor; 7 – Corp etaj; 8 – Difuzor; 9 – Difuzor refulare; 10 – Carcasă refulare; 11 – Corp lagăr refulare; 12 – Rulment; 13 – Etanșare moale; 14 – Tambur echilibrare, 15 – Inel labirint), [7]

Pompele RDN și NDS se utilizează la vehicularea apei sau a altor lichide curate sau ușor impurificate, în irigații, desecări, alimentarea cu apă industrială sau potabilă a orașelor sau a întreprinderilor, în circuite de răcire sau spălare în cadrul instalațiilor tehnologice. Temperatura de lucru este până la 105oC. Se echipează cu motoare electrice cu puteri cuprinse între 30-200kW, realizând parametri între Q=50-2000m3/h și H=25-95m, [6].

Figura 6: Pompe tip RDN și NDS, (1 – Corp pompă; 2 – Capac corp lagăr; 3 – Lagăr; 4 – Arbore; 5 – Garnitură de etanșare; 6 – Garnitură; 7 – Inel labirint; 8 – Capac pompă; 9 – Manșon protecție; 10 – Inel alimentare; 11 – Capac corp lagăr; 12 – Corp lagăr; 13 – Capac corp lagăr; 14 – Bucșă protecție; 15 – Azvârlitor; 16 – Bucșă; 17 – Rotor; 18 – Inel labirint; 19 – Garnitură), [7]

Pompele ACV și ACV-D sunt pompe centrifugale mono-etajate, verticale cu transmisii lungi. Sunt utilizate pentru vehicularea apelor murdare, uzate, nămolurilor, apelor reziduale sau menajere cu suspensii grosolane neabrazive. Construcția verticală a acestor pompe permite utilizarea lor în spații înguste de montaj (rezervoare, bazine, etc.). Varianta ACV este destinată funcționării în spații uscate, iar ACV-D este destinată funcționării scufundate în lichid. Pompele ACV și ACV-D realizează parametri intre limitele Q= 15-500m3/h și H=4-32m și sunt echipate cu motoare electrice de puteri cuprinse între 1,5-55kW la 1500rpm, [6].

Figura : Pompe centrifugale tip ACV și ACV-D, [6]

Pompele SADU sunt în construcție orizontală, multietajată și servesc la alimentarea cu apă a instalațiilor industriale de presiune, de circulație în instalații de încălzire, pentru a transporta apa la distanțe și înălțimi mari. Pompele SADU livrează pentru debite cuprinse între 2-22m3/h și înălțimi cuprinse între 200 și 200m. Se echipează cu motoare de putere cuprinse între 1,5-55kW, [6].

Figura 8: Pompa tip SADU, (1 – Bucșă distanțieră; 2 – Corp lagăr; 3 – Corp refulare; 4 – Bucșă de protecție; 5 – Difuzor R; 6 – Pană; 7 – Difuzor A; 8 – Corp etaj; 9 – Bucșă de protecție; 10 – Inel "O"; 11 – Corp aspirație; 12 – Corp lagăr; 13 – Inel "O"; 14 – Azvârlitor; 15 – Capac lagăr; 16 – Rulment; 17 – Inel elastic; 18 – Capac lagăr; 19 – Arbore; 20 – Garnitură; 21 – Inel distanță; 22 – Presetupă; 23 – Garnitură șnur teflon; 24 – Inel de alimentare; 25 – Bucșă distanțieră; 26 – Inel labirint; 27 – Tirant; 28 – Rotor; 29 – Șaibă; 30 – Piuliță; 31 – Capac lagăr; 32 – Corp etanșare; 33 – Inel "O"; 34 – Garnitură; 35 – Capac; 36 – Inel "O"; 37 – Capac lagăr; 38 – Inel "O), [6]

Pompe destinate proceselor tehnologice și energetice

În această categorie sunt încadrate următoarele tipuri de pompe produse de SC MECANEX SA Botoșani: TC, MIL, LOB, DLT și DL

Pompele auto-aspiratoare cu canal lateral tip TC sunt destinate pompării apei, lichidelor corozive, lichidelor ușor volatile (benzină, benzol, toluen, etc.) sau lichidelor amestecate cu gaze, care nu conțin impurități sau particule solide în suspensie. Prin echiparea cu motoare electrice de puteri cuprinse între 0,75-22kWla turația 1500rpm, realizează parametri cuprinși între limitele: Q=0,5-30m3/h și H=10-220m, [6].

Figura : Pompa auto-aspiratoare cu canal lateral tip TC, [6]

Pompele DL sunt pompe cu roti dințate și fac parte din categoria pompelor volumice care folosesc ca elemente de antrenare a lichidului două roti dințate amplasate în corpul pompei. Sunt destinate exclusiv pentru transvazarea lichidelor unguente, neagresive, fără impurități, cu vâscozitatea cuprinsă între 2-20oE și temperatură de maxim 80oC. Gama cuprinde 12 tipodimensiuni ce realizează parametri între limitele: Q=0,5-35m3/h și P=2-16bar prin echiparea cu motoare electrice de puteri cuprinse între 0,75-18,5 kW, [6].

Figura : Pompe cu roți dințate, tip DL, (1-Arbore, 2-Corp suport, 3-Bucșă, 4-Ax, 5-Roată dințată, 6-Disc uzură, 7-Capac, 8-Corp, 9-Garnitură, 10-Presetupă, 11-Piulță), [7]

Pompele de vid cu inel de lichid tip MIL sunt destinate realizării vidului industrial necesar desfășurării diverselor procese din industrie, cum ar fi: deshidratare în vid, răcire și cristalizare, uscare în vid, instalații de transport în vid, sinterizare în vid, ambalare în vid, distilare în vid. Pompele MIL pot avea unul sau două etaje. Echipate cu motoare electrice de puteri cuprinse între 1.5-75kW, realizează debite în gama 16-2500m3/h și depresiuni de 30-760 torr.

Figura : Pompa de vid cu inel de lichid tip MIL, (1 – Corp lagăr; 2 – Arbore; 3 – Presetupă; 4 – Corp lagăr; 5 – Disc refulare; 6 – Rotor; 7 – Corp etaj; 8 – Disc aspirație; 9 – Corp mixt; 10 – Carcasă rotor; 11 – Rulment; 12 – Azvârlitor; 13 – Etanșare), [7]

Pompe pentru hidro-transport și minerit

În această familie de produse, se încadrează pompele de tip PAM, JIU, KSM, CEAHLĂU și BICAZ, aflate în oferta SC MECANEX SA Botoșani, [7].

Pompele JIU sunt pompe centrifugale multietajate destinate evacuării apelor de mină având un conținut de impurități de material abraziv în suspensie, cu diametrul de maxim 10mm. Ele sunt recomandate în orice instalații unde nu este posibilă utilizarea pompelor cu tambur de echilibrare (datorită caracterului abraziv al lichidului vehiculat). Temperatura lichidului vehiculat este de maxim 105oC, iar viscozitatea maximă de 5oE. Familia pompelor JIU cuprinde 3 tipodimensiuni ce realizează parametri în limitele: Q=20-180m3/h și H=30-300m, prin echiparea cu motoare electrice de puteri cuprinse între 15-250kW la 1500rpm, [6].

Figura : Pompe tip JIU, [6]

Pompele de tip KSM sunt pompe centrifugale, multietajate, destinate industriei miniere, pentru evacuarea apelor necorozive cu suspensii de până la 15g/l, cu temperatura sub 90oC și vâscozități ale lichidului sub 5oE. Această familie cuprinde trei tipodimensiuni de bază acoperind un domeniu cuprins între limitele: Q=20-80m3/h și H=20-220m, echipate fiind cu motoare electrice de 15-110kW la 1500rpm, [6].

Pompele BICAZ sunt destinate transportului de pasta de ciment în diferite faze ale procesului de fabricație al cimentului prin procedeul umed. Se pot utiliza și la transportul fluidelor cu suspensii abrazive (apă cu nisip, apă cu pământ, apă cu cocs sau minereu mărunțit). Familia pompelor BICAZ cuprinde 3 tipodimensiuni ce realizează parametri în limitele Q=20-360m3/h și H=20-40m, prin echiparea cu motoare electrice de puteri cuprinse între 18,5 și 75kW, [6].

Figura : Pompe centrifugale multietajate tip KSM (1 – Cuzinet; 2 – Corp lagăr refulare; 3 – Bucșă presetupă; 4 – Garnituri 10x10x220; 5 – Corp refulare; 6 – Difuzor refulare; 7 – Rotor; 8 – Diafragmă; 9 – Difuzor stator; 10 – Inel “O”; 11 – Rotor; 12 – Tirant; 13 – Corp aspirație; 14 – Arbore; 15 – Corp lagăr aspirație; 16 – Cuzinet; 17 – Inel de ungere; 18 – Bucșă; 19 – Bucșa labirint; 20 – Inel labirint; 21 – Bucșă de protecție; 22, 23 – Inel “O”; 24 – Disc de uzură; 25 – Disc de echilibrare), [6], [7]

Figura : Pompe tip BICAZ, (1 – Capac carcasă; 2 – Piuliță cu ochii; 3 – Carcasă; 4 – Blindaj spiral capac; 5 – Rotor; 6 – Labirint; 7 – Bucșă de protecție; 8 – Corp lagăr; 9 – Rulment; 10 – Inel etanșare; 11 – Capac lagăr; 12 – Rulment; 13 – Arbore; 14 – Rulment; 15 – Deflector; 16 – Șnur grafitat; 17 – Labirint; 18 – Blindaj spiral carcasă), [6], [7]

CIII Expertiză tehnică a pompei OLT 80-65-200×8 produsă de SC MECANEX SA- Botoșani

REPARAREA UNEI POMPE DE TIP OLT 80-65-200

Prezentarea problemei

Deși nu mai fac parte din oferta curentă a societății, pompele de tip OLT au fost produse și la SC MECANEX SA Botoșani. Drept urmare, societatea asigură servicii de mentenanță și reparații pentru clienții care au achiziționat pompe din această categorie. Expertizarea, repararea și recondiționarea unei pompe de tip OLT 80-65-200 fac obiectul de studiu al prezentei lucrări de disertație.

Pompa investigată este folosită într-o stație de comprimare gaze naturale la transportul apelor tratate chimic (var, sulfați, etc.).

Din datele oferite de către beneficiar, acesta a solicitat reparația pompei OLT 80-65-200×8 deoarece produsul nu mai realiza parametrii de funcționare pentru care a fost proiectată. S-a constatat că pompa este pusă în folosință din anul 2004, iar ultima reparație capitală, conform Cărții Tehnice, a avut loc în anul 2012.

Datorită faptului că pompa nu mai satisface condițiile impuse de funcționare prin nerealizarea parametrilor hidraulici, se va recurge la demontarea acesteia în scopul verificării și a analizei fiecărei componente în parte.

Structura, parametrii și funcționarea pompelor din familia OLT

Pompele OLT sunt pompe centrifugale de construcție orizontală, multietajate, cu carcase circulare secționate radial, rotor radial închis, având etanșare la ambele capete ale arborelui cu garnituri moi sau etanșări mecanice, posibilități de răcire la corpurile de etanșare și la lagăre. Aceste pompe sunt destinate pompării lichidelor curate sau ușor încărcate cu suspensii neabrazive, precum: apă industrială, apa curată, apa caldă, condens, apă de mare, păcura, produse petroliere necorozive. Uzual, aceste pompe se utilizează în structura unor instalații de: termoficare, încălzire, construcții civile și industriale, circulație lubrifianți, alimentare cu apă potabilă, etc. [6].

Figura : Pompe tip OLT, [6]

Caracteristica H-Q a corespunzătoare unei pompe de tip OLT este ilustrată în Figura 16, alături de principalele caracteristici ale acestui tip de pompe. Se observă că debitul generat de aceste pompe este cuprins între 20 și 85 m3/h, înălțimea de pompare fiind în gama 50 – 700 m. Temperatura lichidelor vehiculate de aceste pompe trebuie să fie sub 200oC.

Figura : Caracteristica H-Q pentru pompe OLT, [6]

Principalele componente întâlnite în structura pompelor de tip OLT și poziționarea acestora se regăsesc în Figura 17. Denumirile, cantitățile, precum și alte caracteristici importante ale reperelor din componența pompelor de tip OLT, se regăsesc în Tabelul 1.

Așa cum este cazul în toate pompele centrifuge, elementele principale care alcătuiesc o astfel de structură sunt rotorul și carcasa. În timpul funcționării, arborele este antrenat în mișcare de rotație de o sursă exterioară (motor electric) și pune în rotație palele rotorice. Această mișcare va conduce, sub acțiunea forței centrifuge, la deplasarea masei de fluid aflate în contact cu rotorul, către periferia acestuia. Prin geometria și poziționarea acestora, palele rotorice au rolul de a dirija traiectoriile particulelor de fluid astfel încât acestea să acumuleze până la ieșirea din rotor, o energie cinetică suficientă, care să poată fi transformată în energie potențială sub formă de presiune.

Figura : Pompe tip OLT, [8]

Tabelul : Componentele pompei OLT 80-65-200

În cazul folosirii unui singur etaj de pompare (un singur rotor), presiunile obținute sunt relativ reduse și nu satisfac cerințele aplicațiilor practice ale acestei categorii de pompe. Drept urmare, este necesar să se mărească presiunea de refulare generată de pompă. Acest deziderat ar putea fi atins, cel puțin teoretic, prin creșterea turației motorului de antrenare (ceea ce ar conduce la creșterea forței centrifuge), sau prin mărirea diametrului rotorului. Nici una din soluții nu este convenabilă din punct de vedere al aplicării practice, prima conducând la înrăutățirea condițiilor de aspirație și deteriorarea rapidă a rotorului, iar cea de-a doua nefiind recomandată din considerente de gabarit care pot conduce la dimensiuni neeconomice. S-a găsit că cea mai convenabilă soluție pentru ridicarea presiunii generate de pompă, este aceea de a monta mai multe rotoare în serie, adică de a folosi o pompă multietajată. Această construcție asigură obținerea înălțimii de refulare dorite, fără a mări diametrul rotoarelor sau turațiile de antrenare peste limitele admisibile.

Așa cum se observă din Tabelul 1 și Figura 16, pompele din familia OLT folosesc între 3 și 10 etaje, pentru a atinge înălțimi de refulare de 50 – 700 m, la turații de 2900 rpm ale motorului de antrenare.

Reparația și întreținerea pompelor OLT

În general, reparația este un proces de muncă organizat cu scopul de a repune utilajul în stare de funcționare și de a obține parametri funcționali inițiali. Se are în vedere că orice piesă uzată se va înlocui cu o piesă de schimb realizată din același material ca și piesa originală pentru a putea garanta mai ales un procedeu economic. La modul general, reparațiile pot fi: panificate și neplanificate.

Reparațiile planificate sunt determinate înainte de către compartimentul Mecanicului Șef în funcție de durata de funcționare a piesei sau a pieselor cele mai solicitate la uzură. În cazul pompelor centrifuge, piesele cu durată mică de funcționare sunt: bucșele de protecție, rotorii și labirinții. Pentru realizarea planului de reparație se folosesc date statistice, dar și recomandările fabricantului.

Reparațiile planificate se împart în: reparații curente și capitale. În cadrul reparațiilor curente se analizează starea generală a pompei, se înlocuiesc sau se remediază un număr redus de piese componente, se realizează reglajele acesteia, etc., asigurând funcționarea în condiții bune până la următoarea reparație planificată.

Reparația capitală constă în demontarea completă a pompei și verificarea amănunțită a fiecărei componente a acesteia. În comparație cu reparația curentă, la reparația capitală se înlocuiesc sau se remediază un număr mult mai mare de piese.

În cazul reparațiilor neplanificate, aceste reparații sunt cauzate de defecțiuni mecanice (ruperea sau uzura rapidă a unui organ mecanic) apărute în urma unei întrețineri necorespunzătoare și a neîndeplinirii condițiilor recomandate de fabricant.

Conform cărții tehnice oferite de producător, [8], durata normală de funcționare a pompelor OLT este de 8 ani, în condițiile de exploatare și întreținere prevăzute. Timpul prevăzut între două reparații capitale este de 29520 ore de funcționare. În această perioadă trebuie realizate o serie de revizii și reparații planificate, după cum urmează, [8]:

la fiecare 820 h se va realiza o revizie tehnică (24 revizii în total);

reparații curente de gradul I (10 reparații la cca. 2460 h);

o singură reparație curentă de gradul II (după 14760 h);

la 29520 h, o reparație capitală.

Posibile cauze ale defectării

În cazul nerealizării parametrilor hidraulici (debitul și înălțimea de refulare), cauzele cele mai probabile și posibile remedieri ale acestor simptome, sunt, [5]:

lipsa fluidului în conducta de aspirație – recomandarea este să se verifice nivelul de fluid din rezervorul de aspirație, să se curețe grătarul sorbului și să se asigure acoperirea acestuia.

blocarea clapetei sorbului în poziție închisă – este de obicei datorată uzurii articulației sau a lipirii acestuia de garnitura de cauciuc. Se va verifica funcționarea clapetei și se vor înlocui piesele uzate.

inversarea sensului de rotație – sensul de rotație al motorului trebuie să corespundă cu cel al pompei.

funcționare în regim de cavitație (pompa se manifestă zgomotos, asemeni unui ferăstrău circular) – cauzele pot fi: temperatura prea mare a lichidului, mărirea rezistențelor hidraulice de pe aspirație, creșterea înălțimii de aspirație față de posibilitatea pompei de aspirație.

nerealizarea amorsării pompei – această problemă se rezolvă prin verificarea presiunii ce trebuie să fie maximă în momentul închiderii vanei de refulare. Dacă se constată o valoare redusă a presiunii, cauzele pot fi: pungi de aer pe conducta de aspirație, sens de rotație inversat, cavitație, turația pompei redusă față de valoarea nominală sau uzuri ale componentelor pompei.

expirarea duratei de exploatare – se va recurge la demontarea pompei pentru a verifica fiecare piesă.

Datorită faptului că pompa OLT 80-65-200×8 analizată în cadrul acestei lucrări nu realizează parametrii hidraulici, se va recurge la demontarea și expertizarea acesteia.

Etape ale expertizei tehnice la pompa OLT 80-65-200 x 8

Demontarea și montarea unei pompe se efectuează într-o anumită ordine tehnologică, ce trebuie să fie prestabilită înaintea tuturor operațiilor de demontare, pentru a se exclude posibilitatea deteriorării a pieselor componente ale ansamblului. Operațiile de demontare și montare se determină în funcție de tipul pompei, de forma și construcția acesteia.

Demontarea unei pompe centrifugale multietajate tine cont de următoarele reguli generale de demontare și montare:

montajul și demontajul se realizează numai cu dispozitive și scule adecvate, evitându-se pe cât posibil, supunerea pieselor la șocuri directe (lovituri de ciocan), mai ales la piesele realizate din materiale precum fontă, oțel călit sau aluminiu;

se recomandă ca dezasamblarea și asamblarea să se realizeze pe subansamble componente, acolo unde este posibil acest lucru;

piesele conjugate pot fi marcate prin diverse semne pentru a estima poziția relativă. Această operație se realizează cu scopul ușurării remontării și respectării toleranțelor recomandate de către proiectant;

depozitarea în locuri ferite de șocuri a pieselor ce urmează a fi refolosite.

Ținând cont de regulile generale de demontare a pompelor centrifuge, pentru pompa care face obiectul prezentei lucrări s-a procedat la parcurgerea următoarelor etape (numerotarea reperelor s-a făcut respectând indicațiile din Figura 17 și Tabelul 1):

deșurubarea piulițelor de fixare ale capacului de lagăr (poz. 26,), îndepărtarea acestuia, inclusiv a piuliței de strângere a rulmentului (poz. 25,), așa cum se observă în Figura 18;

desfacerea piulițelor care fixează corpul lagărului (poz. 1) de corpul de etanșare al aspirației (poz. 4), extragerea lagărului, a corpului acestuia (vezi Figura 20) și a corpului de etanșare aspirație (vezi Figura 19);

se deșurubează azvârlitorul (poz. 24), apoi se scoate bucșa distanțieră (poz. 2). Extragerea bucșei distanțiere și a presetupei (poz. 3) se facilitează prin aplicarea de lovituri ușoare cu un ciocan de cauciuc sau cu ajutorul unei bucăți de lemn. Se extrage apoi capacul (poz. 23) și carcasa de aspirație (poz. 25), Figura 22;

se poziționează capătul liber al arborelui pe o suprafață de sprijin, de scot piulițele de strângere ale tiranților (poz. 22), apoi se extrage rotorul (poz. 6), Figura 23, Figura 24, împreună cu bucșa (poz. 21);

în continuare, ca în, se scoate corp etaj (poz. 7) împreună cu difuzor (poz. 8) și se continuă astfel cu toate etajele pompei, așa cum este ilustrat în Figura 25 și Figura 26, până se ajunge la carcasa de refulare (poz. 10) ;

se va demonta lagărul rămas, se extrage presetupa carcasei de refulare și arborele (poz. 27) cu bucșa (poz. 17).

După demontarea tuturor componentelor pompei, următoarea etapă importantă în vederea expertizării și reparării, este reprezentată de evaluarea stării tuturor elementelor componente și controlul calitativ al pieselor.

O etapă importantă după demontarea componentelor pompei este ca piesele să fie curățate de rugină și impurități și degresate prin spălare cu petrol sau alt lichid cu rol detergent, pentru a li se putea aprecia cât mai real gradul de uzură. În cazul de față, înaintea procesului de curățare s-a procedat la sablarea tuturor pieselor deoarece acestea prezentau rugină și alte depuneri. După sablare s-a recurs la spălare conform celor descrise mai sus.

Figura : Rugină și depuneri pe suprafața componentelor, înainte de sablare

În urma analizei pieselor demontate s-a stabilit că principalele cauze ale uzurii acestora au fost eroziunea, coroziunea și fenomenul de cavitație.

S-a constatat ca este necesar o reparatie capitala (inainte de termen, pompa este fabricata din 2004, in 2012, a avut ultima reparatie, cauze care ar putea fi: exploatare necorespunzatoare de catre beneficiar, materialele alese de proiectant pot fi gresite, nerealizarea reparatiilor la timp sau chiar lipsa acestora)

În imaginea ilustrată în Figura 27 se poate observa starea pieselor după demontare, suprafața acestora fiind acoperită cu depuneri și rugină.

Datorită uzurii avansate, o parte din componente (de exemplu rotorii pompei) s-au deteriorat în timpul procesului de demontare, așa cum se poate observa în Figura 28.

În cazul pieselor deteriorate prin procesul de demontare (Figura 28), s-a procedat la propunerea spre înlocuire directă a componentelor respective, fără a mai ajunge în etapa de verificare dimensională.

Figura : Componente din structura pompei după procesul de sablare

După curățarea componentelor, s-a procedat la inspecția vizuală a acestora. În situațiile în care s-a constatat prezența unor fisuri vizibile (Figura 30), componentele respective au fost propuse spre înlocuire înainte de efectuarea controlului dimensional.

Privitor la alte componente, precum arborele pompei, s-a observat uzură semnificativă a acestuia, găsindu-se tronsoane ce au în mod normal diferențe mici între diametre care s-au uzat aproape în întregime, așa cum se poate observa în Figura 31. În aceste situații s-a propus recondiționarea componentei în vederea readucerii la starea de funcționare normală.

Figura : Uzură în reperul arbore

S-a realizat apoi controlul dimensional individual al tuturor cotelor funcționale ale pieselor componente rămase. În vederea realizării acestei operații se utilizează instrumentele de măsură corespunzătoare dimensiunii verificate și a domeniului de măsură (șubler digital cu precizia de 0,02 mm, micrometru de interior, având precizia de măsurare de 0,001 mm etc.), așa cum se poate observa în Figura 32. Astfel s-a putut stabili care dintre componentele pompei pot fi utilizate în continuare ca atare și care trebuie recondiționate și readuse la dimensiunile prescrise pentru a putea funcționa corespunzător.

Figura Controlul dimensional al componentelor

S-a constatat că pompa OLT 80-65-200 x 8 trimisă de client spre verificare și reparare, prezenta uzuri pronunțate ale rotoarelor și labirinților, luându-se decizia de înlocuire a acestor componente. De asemenea, au fost propuse spre înlocuire toate garniturile și bucșele. Fiecare dintre componentele pompei analizate a fost introdusă într-o fișă de evaluare a reparației, așa cum se arată în Tabelul 2. În această fișă se menționează recomandarea făcută în urma analizei, pentru fiecare componentă în parte. Variantele avute în vedere sunt: menținerea piesei ca atare, recondiționarea acesteia sau înlocuirea.

După analiza componentelor prezentată anterior, pentru fiecare componentă ce urmează a fi înlocuită sau recondiționată se stabilește un preț orientativ, pe baza căruia se face oferta de preț pentru repararea pompei. Această ofertă este apoi transmisă clientului în vederea aprobării operațiilor propuse. Centralizarea costurilor aferente reparării se face în Tabelul 3. După stabilirea (de comun acord cu clientul), a reperelor ce vor fi înlocuite sau recondiționate se poate face lansarea în execuție a acestora.

Un aspect foarte important, de care trebuie ținut cont în mod obligatoriu este acela ca piesele înlocuite să fie executate din aceleași materiale ca și piesele originale. În situația în care acest lucru nu este posibil, piesele se vor executa din materiale echivalente, ținând cont de caracteristicile fizico-chimico-mecanice ale materialului inițial.

Tabelul Fișa de evaluare

Tabelul : Prețuri estimative reparație OLT 80-65-200 x 8

Echilibrarea rotorului

O operație foarte importantă ce trebuie realizată atât la construcția rotorilor pompelor cât și în cazul recondiționării acestora, este aceea de echilibrare. Indiferent de modul de execuție al unui rotor, prin turnare, sau prin sudare-nituire, materialul din care se execută nu este perfect omogen, ceea ce face ca în timpul funcționării să apară mase neechilibrate ce dau naștere la forțe și momente suplimentare și astfel provocând vibrații în întregul sistem. Aceste vibrații pot conduce la efecte negative în exploatare cum ar fi uzura prematură a componentelor pompei urmată de întreruperea funcționării pompei, și deci, a sistemului din care face parte. Este obligatoriu pentru evitarea acestui fenomen ca după prelucrare, rotorii și alte piese ce au mișcare de rotație să fie supuși operației de echilibrare. Operația de echilibrare se poate realiza în două moduri: dinamică și statică.

Echilibrarea statică se poate realiza astfel:

se folosește un dispozitiv construit conform principiul ilustrat în Figura 33. Acesta este realizat din două prisme așezate pe suporți care permit rotirea liberă a rotorului de echilibrat;

rotorul se montează pe un arbore special executat, iar acest ansamblu se poziționează cu fusurile arborelui pe cele două prisme;

rotorului i se va imprima o mișcare de rotație, se va identifica zona din poziția cea mai joasă și se va marca. Din zona respectivă se va îndepărta o anumită cantitate de material prin frezare cu freză deget și se va repeta operația de echilibrare până când rotorul, va rămâne într-un echilibru indiferent. Pentru a determina precis cantitatea de material ce trebuie eliminat, pe circumferința piesei se agață sau lipesc diverse mase de greutăți cunoscute până se obține echilibrul indiferent. Un aspect foarte important este că degajarea prin frezare nu trebuie să depășească jumătate din grosimea peretelui pe care este realizată. Pentru a se obține rezultate cât mai precise se vor respecta următoarele indicații:

se va asigura paralelismul și planeitatea prismelor, suprafața de lucru să fie suficient de lată (pentru a nu se imprima urme la piesele grele); suprafața ce vine în contact cu fusurile dar și cea a fusurilor trebuie șlefuite foarte bine;

arborii se execută cu mare precizie (ovalitatea maximă de 0,01mm).

degajarea materialului prin frezare provoacă o subțiere a peretelui discului rotorului, care nu trebuie să depășească în nici un caz jumătate din grosimea acestui disc.

În Figura 33 este prezentat principiul de funcționare al un dispozitiv de echilibrare statică pentru rotoarele pompelor centrifuge. Dispozitivul practic, destinat echilibrării rotoarelor este ilustrat în Figura 35.

Figura : Schema principiu echilibrare statică a rotorilor

Echilibrarea dinamică se realizează cu ajutorul unor mașini speciale, care indică valoarea precisă a maselor neechilibrate. Determinarea dezechilibrului dinamic al rotorului se poate face numai în timp ce acesta este antrenat în mișcare de rotație la turația normală de lucru. Acest dezechilibru se datorează unor momente generate de forțe centrifuge corespunzătoare unor mase concentrate, aflate în același plan cu axul sau în plane perpendiculare pe acesta. Aceste mase concentrate se pot afla la distanțe mai mici sau mai mari unele față de celelalte, așa cum se arată în Figura 34.

Figura : Poziționare mase concentrate și forțe ce duc la dezechilibru dinamic

Din Figura 34 se observă că în funcționare apare un moment de forțe determinat de distanța dintre punctele de aplicare ale acestora și masele corespunzătoare. Prin urmare, în funcționarea pompei, apariția acestui moment va determina apariția vibrațiilor ce se vor transmite întregului ansamblu, inclusiv încastrării pompei. Aceste vibrații ar putea conduce la ruperea uneia sau mau multor piese sau chiar a plăcii de fundație.

Prin aplicarea soluției unei echilibrări dinamice corespunzătoare, se poate anula efectul acestui moment, prin crearea unui cuplu egal ca mărime cu cel inițial, dar de sens contrar. În practică, acest lucru se poate realiza prin adăugarea sau degajarea unor mase de material precis cunoscute, concentrate, aflate în diverse plane paralele cu axa motorului sau perpendiculare pe aceasta, ca în Figura 37.

Figura : Dispozitiv pentru echilibrare statică a rotoarelor

Figura : Dispozitiv pentru echilibrare dinamică a rotoarelor

Figura : Rotor cu degajări de material pentru echilibrare

După ce s-a realizat verificarea și înlocuirea sau recondiționarea componentelor defecte, se trece la remontarea pompei. În acest scop, se execută aceleași operații descrise la demontarea pompei, dar în ordine inversă. La montare trebuie să se respecte recomandările privind jocurile și toleranțele necesare pentru asigurarea bunei funcționări a pompei.

Figura : Montare corp aspirație și corp lagăr

Figura : Pompa OLT 80-65-200 x 8 în stare asamblată

Justificarea concluziilor de ce reparația poate fi o soluție

Justificarea concluziilor de ce reparația poate fi o soluție

Justificarea concluziilor de ce reparația poate fi o soluție

Bibliografie

x

x

S-a constat că pompa Olt a avut o reparație curentă de gradul II în anul 2011.

Sa caut dispozitivul de echilibrare statica de la firma

Beneficiarul ar putea face o reparatie ca sa poata afla pretul unei pompe noi?

Unde foloseste pompa? Ce transporta cu ea? Cum isi scoate banii pe reparatie? Este rentabila o reparatie?

Cat de veche este pompa? Cate reparatii a avut?

Bibliografie

x

x