Warum Wolframkarbidbuchsen Risiken beim Pumpenanlauf bergen
WolframkarbidbuchsenPumpen können zwar Tausende von Stunden unter stabilen Bedingungen laufen, doch einige der schädlichsten Momente können in den ersten Sekunden nach dem Anlauf auftreten. Zu diesem Zeitpunkt beschleunigt die Welle, die Flüssigkeitszirkulation kann sich noch entwickeln, Spaltmaße ändern sich, Feststoffe können sich absetzen oder unvorhersehbar bewegen, und die Pumpe hat ihren normalen thermischen und hydraulischen Zustand noch nicht erreicht.
Eine kontinuierlich betriebene Pumpe und eine Standby-Pumpe, die mehrmals täglich gestartet wird, können die gleiche Anzahl an Betriebsstunden erreichen, während ihre Buchsen sehr unterschiedlichen Verschleißgeschichten ausgesetzt sind.
Der stationäre Betrieb zeigt uns, wie gut eine Buchse den normalen Betrieb übersteht. Der Anlaufbetrieb zeigt uns, wie gut das gesamte Pumpensystem sie während des Übergangs schützt.
Warum sind WolframkarbidbuchseAnfällig beim Pumpenstart?
Die Inbetriebnahme von Pumpen kann für Wolframkarbidbuchsen besonders anspruchsvoll sein, da mehrere Schutzmechanismen möglicherweise noch nicht vollständig ausgebildet sind:
1. Der Schmier- oder Prozessflüssigkeitsfilm kann unvollständig sein.
2. Das Spülwasser hat möglicherweise noch keine abrasiven Feststoffe aus dem Buchsenbereich entfernt.
3. Die Welle durchläuft aus der Ruheposition wechselnde dynamische Positionen bei zunehmender Drehzahl.
4. Das Kaltstartspiel unterscheidet sich vom Spiel bei normaler Betriebstemperatur.
5. Druck, Durchfluss und hydraulische Kräfte ändern sich schnell.
6. Abgesetzte Gülle kann beim Wiederanfahren in den Betriebsspalt gelangen.
Wolframcarbid besitzt eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, aber die Härte kann wiederholten Trockenkontakt, starke Wellenreibung, Temperaturschocks oder in einem unzureichend geschmierten Spalt eingeschlossene abrasive Partikel nicht ausgleichen.
1. Wolframkarbidbuchsen können sich vor vollständiger Schmierung abnutzen.
Bei vielen Pumpenbuchsen ist die Schmierung und Kühlung der Lauffläche auf die gepumpte Flüssigkeit, sauberes Spülwasser oder eine andere zugeführte Flüssigkeit angewiesen.
Bei konstanter Geschwindigkeit kann die Fluidbewegung die Trennung zwischen Welle und Buchse unterstützen und kontinuierlich Wärme abführen. Bei Stillstand ist dieser hydrodynamische Beitrag nicht vorhanden. Während der Beschleunigung durchläuft die Grenzfläche Grenz- und Mischreibungsbedingungen, bevor sich ein stabilerer Schmierfilm ausbildet.
Flowserve veranschaulicht dieses Prinzip direkt an seinen Vertikalturbinenpumpen: Über einen optionalen externen Vorschmieranschluss werden die produktgeschmierten Wellenlager vor dem Anfahren geschmiert, um Trockenlauf zu verhindern.
In der Bedienungsanleitung der Kreiselpumpe ist ebenfalls vorgeschrieben, dass Gehäuse und Saugleitung vor der Inbetriebnahme befüllt werden müssen, da die rotierenden Teile auf die Schmierung durch die gepumpte Flüssigkeit angewiesen sind.
Für einWolframkarbidbuchse für PumpenSelbst eine kurze Verzögerung der Schmierung kann von Bedeutung sein, wenn das Laufspiel gering ist und die Welle stark belastet wird.
2. Beim Anlauf der Schlammpumpe können sich abgesetzte Feststoffe in die Hartmetallbuchsen ziehen.
Schlamm erschwert den Anlauf, da Feststoffe beim Abschalten der Pumpe nicht unbedingt gleichmäßig in Suspension bleiben.
Abhängig von Partikelgröße, Dichte, Rohrleitungsführung und Stillstandsdauer können sich Feststoffe im Gehäuse, in der Saugleitung, in der Dichtungskammer oder in nahegelegenen Hohlräumen absetzen. Beim Wiederanlauf der Pumpe können sich konzentrierte Partikelansammlungen in Bewegung setzen, bevor sich das Strömungsfeld stabilisiert hat.
Wenn diese Feststoffe in den Spalt zwischen Welle und Buchse gelangen, ändert sich das System von Zweikörpergleiten zu Gleiten.Dreikörperabrieb: Welle, Hartmetallbuchse und harte Partikel.
Der unzureichende Wasserdurchfluss in der Stopfbuchse von Schlammpumpen führt dazu, dass abrasive Partikel in Richtung der Wellenhülse wandern und vorzeitigen Verschleiß verursachen. Die Lösung besteht in der gezielten Entfernung von Partikeln aus dem Stopfbuchsenbereich.
Deshalb die Spülung fürWolframkarbidbuchsen für SchlammpumpenDie korrekte Einstellung sollte normalerweise gemäß den Vorgaben des Pumpenherstellers erfolgen, bevor abrasive Suspensionen die Grenzfläche dominieren dürfen.
3. Beim Anlauf der Pumpe ändert sich die Wellenposition, bevor sie sich stabilisiert.
Im Ruhezustand kann die Welle unter dem Einfluss der Schwerkraft oder einer statischen Last seitlich in der Buchse liegen. Mit Beginn der Rotation ändern sich die hydraulischen Kräfte, die Lagerreaktionen, die Wellendurchbiegung und die Kräfte im Schmierfilm.
Die Welle kann kurzzeitig näher an die Hartmetallbohrung herankommen als im Normalbetrieb. Vorhandene Rundlauf- oder Winkelabweichungen verstärken diesen Übergang.
Die Warnzeichen sind oft erkennbar:
● Ein poliertes Band nur auf einer Seite der Buchse
● Tragen Sie den Verschleiß konzentriert an einem Ende auf
● Wiederholtes Ausbrechen der Kante
● Kurzzeitige Vibrationen unmittelbar nach dem Start
● Schaftverschleiß trotz relativ geringen Hartmetallverschleißes
Dies steht in direktem Zusammenhang mitwie der Oberflächenzustand der Welle die Lebensdauer von Hartmetallbuchsen beeinflusstEine raue, gerillte, exzentrische oder korrodierte Welle macht den Anlaufkontakt deutlich schwieriger.
4. Änderung des Spiels der Wolframkarbidbuchse bei Erwärmung der Pumpe
Das Betriebsspiel ist während des gesamten Pumpzyklus kein fester Wert.
Die Welle, die Hartmetallbuchse, das Gehäuse und die umgebenden Pumpenkomponenten erwärmen sich nicht zwangsläufig im gleichen Maße und dehnen sich nicht im gleichen Maße aus. Stahl weist zudem ein anderes Wärmeausdehnungsverhalten auf als Hartmetall.
Beim Startvorgang bewegt sich das System daher von seiner kalt montierten Geometrie in Richtung seiner warmen Betriebsgeometrie.
Ein Spiel, das im Werkstattinspektionsbericht als ausreichend erscheint, kann sich vorübergehend als ungünstig erweisen, wenn gleichzeitig Wellenerwärmung, Gehäuseverformung, Ausrichtungsänderung und hydraulische Belastung auftreten.
Die Betriebsanleitung von Flowserve weist darauf hin, dass schnelle Temperaturänderungen zu thermischen Spannungen und Fehlausrichtungen von bearbeiteten Passungen führen können und schreibt ein Vorheizen für entsprechende Heißbetriebspumpen vor.
DeshalbLaufspiel für Wolframkarbidbuchsensollte als Kälte-Hitze-Toleranzbudget und nicht als einzelne Raumtemperaturdimension bewertet werden.
5. Die hydraulischen Kräfte ändern sich während des Pumpenanlaufs rapide.
Der Anfahrvorgang ist der Übergang von Nulldurchfluss und Nulldrehzahl zum Betriebspunkt. Während dieser Phase ändern sich Druck, Durchfluss, Wellendrehmoment, Axialschub und radiale hydraulische Kräfte.
Eine falsche Ventilstellung, mangelhafte Ansaugung, Luft im Gehäuse, Ansaugbehinderungen oder ein Betrieb unterhalb des minimalen stabilen Durchflusses können Vibrationen und instabile Belastungen verursachen.
Flowserve verlangt beim Anfahren das Ansaugen, Entlüften, die korrekte Versorgung mit Hilfsgasen, einen Mindestdurchfluss und eine schrittweise Anpassung des Ausstoßes. Unmittelbar danach empfiehlt Flowserve, Druck, Geräusche, Vibrationen, Leckagen und Kühlstrom zu überprüfen.
Aus Sicht der Buchse sind diese Anweisungen wichtig, da sich durch die Änderung der Wellenbelastung die Position der Welle innerhalb ihres Betriebsspiels verändert.
Ich wäre daher vorsichtig, die Qualität des Hartmetalls dafür verantwortlich zu machen, wenn Buchsen nach anormalen Starts, Kavitationsstarts oder Betrieb mit teilweise blockierter Ansaugung wiederholt ausfallen.
6. Ein Neustart nach längerem Herunterfahren kann schlimmer sein als ein normaler Systemstart.
Nicht jeder Start ist gleich schwerwiegend.
Ein Warmstart nach kurzem Stillstand kann die Kühlflüssigkeit um die Buchse herum halten und den vorherigen thermischen Zustand weitgehend erhalten. Ein Neustart nach mehreren Tagen kann völlig anders aussehen.
Während einer längeren Abschaltung:
● Schmierflüssigkeit kann ablaufen.
● Feststoffe in der Suspension können sich absetzen.
● Am Schaft können sich Korrosionsablagerungen bilden.
● Spülleitungen können leerlaufen oder verstopfen.
● Die Pumpe erreicht wieder Umgebungstemperatur.
Dies erklärt, warum Standby-Pumpen besondere Aufmerksamkeit verdienen. Eine geringe jährliche Betriebsstundenzahl bedeutet nicht zwangsläufig ein geringes Risiko für Buchsenschäden, wenn jeder Betriebszyklus unter ungünstigen Bedingungen beginnt.
Die Anlaufphase einer Pumpe ist oft eine der risikoreichsten Phasen für Wolframkarbidbuchsen, da sich mehrere Bedingungen gleichzeitig ändern: Es entsteht Schmierung, die Welle beschleunigt und positioniert sich neu, die Toleranzen bewegen sich in Richtung ihrer Betriebswerte, Feststoffe beginnen zu zirkulieren und die hydraulischen Belastungen stabilisieren sich.
Bei Schlamm- und produktgeschmierten Pumpen beginnt der effektivste Schutz in der Regel vor der Inbetriebnahme des Motors: Pumpe entlüften, erforderliche Spülung oder Vorschmierung durchführen, Welle und Spiel überprüfen, problematische Feststoffe entfernen und die vom Originalhersteller vorgegebene Ventil- und Anlaufsequenz befolgen.
Meine praktische Erkenntnis lautet: Bei vorzeitigem Verschleiß einer Hartmetallbuchse sollten Sie nicht nur die Betriebsstunden, sondern auch die Anlaufzyklen zählen. Manchmal sagen die wenigen Sekunden zwischen Stillstand und Normalbetrieb mehr aus als die darauffolgenden Tausenden von Minuten.
Häufig gestellte Fragen
Können Wolframkarbidbuchsen beim Anlauf der Pumpe trockenlaufen?
Die Toleranz gegenüber Trockenlauf hängt vom gesamten Buchsensystem ab, aber es sollte nicht davon ausgegangen werden, dass eine produktgeschmierte Hartmetallbuchse einen Trockenlauf verträgt.
Warum versagt eine Hartmetallbuchse kurz nach dem Neustart der Pumpe?
Mögliche Ursachen sind unter anderem: Schmierstoffmangel, Ablagerungen von abrasiven Feststoffen, Korrosion, verstopfte Spülleitungen, verringertes Kaltspiel oder Wellenkontakt während der Beschleunigung.
Verkürzt häufiges Starten die Lebensdauer von Wolframkarbidbuchsen?
Dies kann der Fall sein, wenn die Buchse bei jedem Startvorgang wiederholt Grenzschmierung, abrasivem Eindringen, Wellenbewegungen oder thermischen Belastungen ausgesetzt wird. Die Anzahl der Starts sollte daher zusammen mit den Betriebsstunden berücksichtigt werden.
Soll das Spülwasser vor der Pumpe anlaufen?
Sofern ein externes Spül- oder Vorschmiersystem vorgeschrieben ist, verlangen die Hersteller üblicherweise, dass dieses vor dem Anlaufen der Pumpe eingerichtet wird.
Author | Allen
Allen ist Internationaler Marketingdirektor bei NINGBO LANGSUN TUNGSTEN CARBIDE CO., LTD. Er verfügt über mehr als fünf Jahre Erfahrung im Bereich industrieller Verschleißteile und Anwendungen von WolframcarbidEr arbeitet mit OEMs, Pumpenherstellern, Ingenieurbüros und Beschaffungsteams an der Auswahl der Hartmetallsorte, der Bauteilkonstruktion, der Fehleranalyse, der Fertigungsmachbarkeit und den Anforderungen an die Qualitätskontrolle.
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Referenzen
1. Flowserve, VTP Vertikalturbine, Nassgrubenpumpe – ProduktschmierungFlowserve beschreibt einen optionalen, extern bereitgestellten Vorschmieranschluss, der dazu dient, ein Trockenlaufen der produktgeschmierten Wellenlager zu verhindern, indem diese vor dem Anfahren geschmiert werden.
2. Flowserve, HPX-H und HPX-MP BenutzerhandbuchDas Handbuch schreibt das Vorpumpen, die Bereitstellung von Zusatzschmier- und Kühlsystemen sowie gegebenenfalls das Spülen vor der Inbetriebnahme vor und warnt vor Trockenlauf und starken Temperaturschocks.
3. Wurzeln, EnviroSet-VerschraubungsoptionDie Veröffentlichung erläutert, wie ein unzureichender Dübelwasserfluss dazu führt, dass abrasive Feststoffe in Richtung der Wellenhülse wandern und vorzeitigen Verschleiß verursachen, und beschreibt die Entfernung von Feststoffen als wichtig für die Langlebigkeit der Komponente.
4. Flowserve, Vertikale Turbinenpumpen VTPDie produktgeschmierte Konstruktion verdeutlicht die Abhängigkeit der wellenstützenden Bauteile von der Schmierung mit Förderflüssigkeit.