OH1 Bơm từ tính ngang
Cat:Bơm từ tính
Phạm vi hiệu suất: · Đường kính: DN25 ~ DN400 · Tốc độ dòng chảy: lên đến 2000 m³/h · Đầu: lên đến 250 m · Sức ...
Xem chi tiếtRôto là bộ phận làm việc trung tâm của máy bơm trục vít, chịu trách nhiệm trực tiếp tạo ra tác động cơ học di chuyển chất lỏng qua máy bơm. Trong máy bơm khoang tiến bộ - loại bơm trục vít được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng công nghiệp và quy trình - rôto là một trục kim loại xoắn ốc được gia công chính xác, quay lệch tâm bên trong một stato đàn hồi đàn hồi. Khi rôto quay, nó tạo ra một loạt các khoang kín liên tục giữa bề mặt bên ngoài và lỗ bên trong của stato. Các khoang này hình thành ở đầu vào, tiến theo hướng trục về phía đầu ra và xẹp xuống khi chúng đến đầu xả, dịch chuyển chất lỏng dần dần và đồng đều theo mỗi vòng quay. Hành động này mang lại tên cho bơm khoang tiến bộ và mang lại tầm quan trọng cơ bản cho rôto: nếu không có rôto được thiết kế chính xác và bảo trì đúng cách, máy bơm không thể tạo ra hình dạng khoang cần thiết để di chuyển chất lỏng.
Trong cấu hình bơm hai trục vít và ba trục vít - được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống thủy lực, truyền nhiên liệu và mạch dầu bôi trơn - các rôto là các trục có dạng trục vít ăn khớp với nhau để giữ chất lỏng giữa các ren của chúng và vỏ bơm khi chúng quay. Trong các thiết kế này, độ chính xác của biên dạng răng rô-to và khe hở giữa các rô-to chia lưới quyết định cả hiệu suất thể tích của máy bơm và áp suất vận hành tối đa của nó. Trên tất cả các loại máy bơm trục vít, rôto là bộ phận xác định hiệu suất bơm và hình dạng, vật liệu, độ hoàn thiện bề mặt và tình trạng của nó đều liên quan trực tiếp đến chất lượng đầu ra và độ tin cậy vận hành.
Hình dạng của rôto bơm trục vít không phải là tùy ý - nó là sản phẩm của các tính toán kỹ thuật chính xác phải cân bằng một số yêu cầu hiệu suất cạnh tranh. Đối với rôto bơm khoang lũy tiến, các thông số hình học chính là bước rôto, độ lệch tâm, góc xoắn và đường kính rôto. Các tham số này cùng nhau xác định kích thước và hình dạng của các khoang hình thành giữa rôto và stato và do đó xác định độ dịch chuyển của bơm trên mỗi vòng quay, tốc độ dòng chảy tối đa và khả năng tạo áp suất.
Bước của rôto - khoảng cách dọc trục cho một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh - có liên quan trực tiếp đến bước của rôto, luôn gấp đôi bước của rôto trong cấu hình stato của rôto một thùy/vùy kép. Bước dài hơn tạo ra các khoang lớn hơn và tốc độ dòng chảy trên mỗi vòng quay cao hơn, nhưng cũng làm tăng chiều dài trục của máy bơm trong một số giai đoạn nhất định. Độ lệch tâm, là độ lệch giữa tâm hình học của rôto và trục quay của nó, xác định hình dạng mặt cắt ngang của khoang và có ảnh hưởng lớn đến áp suất tiếp xúc giữa rôto và stato. Độ lệch tâm cao hơn tạo ra các khoang lớn hơn nhưng cũng làm tăng ứng suất cơ học lên cả rôto và stato trong quá trình vận hành, đặc biệt khi chạy khô hoặc khi bơm bùn mài mòn.
Thiết kế rôto nhiều giai đoạn - trong đó cấu hình xoắn ốc lặp lại trên hai hoặc nhiều bước chiều dài trong một rôto đơn - được sử dụng khi cần áp suất xả cao hơn. Mỗi giai đoạn bổ sung sẽ bổ sung thêm một khoang kín nối tiếp, làm tăng chênh lệch áp suất mà máy bơm có thể duy trì trong khi vẫn duy trì cùng tốc độ dòng chảy. Rôto hai giai đoạn phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu áp suất lên tới 24 bar và thiết kế bốn giai đoạn hoặc sáu giai đoạn có sẵn cho các nhiệm vụ áp suất cao trong các ứng dụng sản xuất dầu và khử nước.
Vật liệu được chọn cho rôto bơm trục vít phải chịu được ứng suất cơ học của chuyển động quay và chuyển động lệch tâm, chống mài mòn và ăn mòn từ chất lỏng được bơm và duy trì độ chính xác về kích thước trong khoảng thời gian phục vụ lâu dài. Do đó, việc lựa chọn vật liệu là một trong những quyết định quan trọng nhất trong thông số kỹ thuật của rôto và nó phải được điều chỉnh cho phù hợp với các điều kiện ứng dụng cụ thể.
Rôto bằng thép cacbon tiêu chuẩn, thường được sản xuất từ các loại như C45 hoặc tương đương, là lựa chọn cơ bản cho các ứng dụng không ăn mòn trong đó chất lỏng được bơm cung cấp đủ dầu bôi trơn. Chúng có khả năng gia công tốt và tiết kiệm chi phí nhưng có khả năng chống ăn mòn hạn chế. Rôto bằng thép hợp kim, kết hợp với các chất bổ sung crom, molypden hoặc niken, giúp cải thiện độ bền cơ học, độ cứng và một số khả năng chống ăn mòn, khiến chúng phù hợp với các nhiệm vụ công nghiệp đòi hỏi khắt khe hơn bao gồm các giai đoạn áp suất cao và ứng dụng bùn mài mòn.
Mạ crom cứng được phủ trên nền thép là một trong những phương pháp xử lý bề mặt được sử dụng rộng rãi nhất cho rôto bơm khoang tiến bộ. Lớp crom - thường dày 0,05 đến 0,1 mm - mang lại bề mặt rất cứng (900–1000 HV) chống mài mòn do chất rắn lơ lửng trong chất lỏng được bơm, giảm hệ số ma sát ở bề mặt rôto-stator và mang lại khả năng chống ăn mòn vừa phải trong môi trường có tính xâm thực nhẹ. Rôto mạ crom cứng là lựa chọn tiêu chuẩn trong xử lý nước thải, bùn chế biến thực phẩm và các ứng dụng công nghiệp nói chung, nơi cần có khả năng chống mài mòn vừa phải mà không tốn quá nhiều chi phí vật liệu.
Rôto bằng thép không gỉ - được sản xuất phổ biến nhất từ loại 316L hoặc song công - được chỉ định cho các ứng dụng trong đó khả năng chống ăn mòn là yêu cầu chính. Chúng bao gồm máy bơm xử lý hóa học xử lý axit, kiềm hoặc dung dịch chứa clorua, chế biến thực phẩm và đồ uống trong đó tiêu chuẩn vệ sinh cấm sử dụng mạ crom và sản xuất dược phẩm trong đó bắt buộc phải truy xuất nguồn gốc nguyên liệu và tuân thủ các tiêu chuẩn FDA hoặc EHEDG. Các loại thép không gỉ song công có độ bền cao hơn và khả năng chống ăn mòn rỗ tốt hơn so với các loại austenit tiêu chuẩn, khiến chúng thích hợp hơn trong môi trường biển hoặc hóa chất khắc nghiệt.
Đối với các ứng dụng có độ mài mòn cao - chẳng hạn như bơm bùn gốm, bùn khoan, chất thải mỏ hoặc nước sản xuất chứa đầy cát trong hoạt động dầu khí - lớp phủ cacbua vonfram được áp dụng bằng phương pháp phun nhiệt oxyfuel (HVOF) tốc độ cao mang lại khả năng chống mài mòn đặc biệt vượt xa khả năng đạt được của chrome cứng. Rôto được phủ cacbua vonfram có thể kéo dài khoảng thời gian sử dụng lên gấp 5 lần hoặc hơn so với rôto mạ crom tiêu chuẩn trong điều kiện mài mòn khắc nghiệt, giảm đáng kể chi phí bảo trì và thời gian ngừng hoạt động mặc dù giá ban đầu cao hơn.
Hiểu cách thức và lý do rôto bơm trục vít bị mòn hoặc hỏng là điều cần thiết để thiết kế các chương trình bảo trì hiệu quả và chỉ định các bộ phận thay thế chính xác. Các dạng lỗi phổ biến khác nhau tùy theo loại ứng dụng, nhưng một số dạng lỗi thường gặp ở các ngành công nghiệp.
| Chế độ lỗi | Nguyên nhân chính | Triệu chứng có thể quan sát được | Hành động được đề xuất |
| mài mòn | Các hạt cứng trong chất lỏng được bơm | Giảm dòng chảy, tăng độ trượt | Nâng cấp lên rôto được phủ HVOF |
| Ăn mòn rỗ | Phương tiện hóa học mạnh mẽ | Rỗ bề mặt, mất lớp phủ | Chuyển sang loại không gỉ hoặc song công |
| Nứt mỏi | Ứng suất uốn theo chu kỳ, quá tải | Có thể nhìn thấy vết nứt, gãy trục | Kiểm tra áp suất vận hành và căn chỉnh |
| Thiệt hại khi chạy khô | Chạy mà không cần bôi trơn bằng chất lỏng | Ghi điểm, phá hủy stato | Lắp đặt cảm biến bảo vệ chạy khô |
| Tách Chrome | Độ bám dính mạ kém, va đập | Kết cấu bề mặt bong tróc, thô ráp | Thay rotor, xem lại thông số kỹ thuật mạ |
Cho đến nay, sự mài mòn do mài mòn là dạng hư hỏng rôto phổ biến nhất trong các ứng dụng liên quan đến bùn, bùn hoặc chất lỏng chứa nhiều hạt. Khi bề mặt rôto mòn, độ bám dính giữa rôto và stato giảm đi, cho phép lượng chất lỏng trượt ngược từ phía xả áp suất cao sang đầu vào áp suất thấp ngày càng tăng. Sự trượt dốc này biểu hiện ở việc giảm dần tốc độ dòng chảy và hiệu suất của máy bơm, tình trạng này diễn ra cho đến khi máy bơm không còn đáp ứng được yêu cầu của quy trình và việc thay thế là điều không thể tránh khỏi.
Hiệu suất của bơm khoang tiến bộ phụ thuộc rất nhiều vào sự ăn khớp giữa rôto và stato đàn hồi - sự can thiệp nhẹ về chiều để đảm bảo tiếp xúc bịt kín cần thiết cho sự hình thành khoang và tạo áp suất. Sự can thiệp này được thiết kế trong cặp rôto-stator ở giai đoạn thiết kế và được biểu thị bằng sự khác biệt giữa kích thước lỗ bên trong của stato và kích thước biên dạng bên ngoài của rôto.
Quá ít nhiễu dẫn đến độ kín không đủ, độ trượt bên trong cao và hiệu suất kém - đặc biệt ở nhiệt độ cao, nơi chất đàn hồi của stato mềm và giãn nở. Quá nhiều nhiễu sẽ tạo ra áp suất tiếp xúc và ma sát quá mức tại bề mặt tiếp xúc rô-to-stator, dẫn đến tăng tốc độ mòn stato, tăng yêu cầu mô-men truyền động, quá nhiệt và hỏng hóc sớm cả hai bộ phận. Mức nhiễu chính xác phụ thuộc vào hợp chất đàn hồi của stato, đặc tính bôi trơn của chất lỏng được bơm, nhiệt độ vận hành và chênh lệch áp suất cần thiết.
Khi thay thế một rôto bị mòn, điều cần thiết là phải đánh giá đồng thời tình trạng của stato. Một rôto mới được lắp đặt trên một stato bị mòn sẽ không có đủ sự can thiệp vào các vùng bị mòn và sẽ mang lại hiệu suất kém mặc dù chi phí linh kiện mới cao. Trong hầu hết các trường hợp bảo trì, việc thay thế rôto và stato thành một cặp phù hợp là phương pháp tiết kiệm chi phí nhất để khôi phục toàn bộ hiệu suất của máy bơm.
Chỉ định đúng rôto bơm trục vít yêu cầu đánh giá có hệ thống về nhu cầu của ứng dụng trên một số thông số chính. Việc sử dụng rôto chung hoặc rôto không khớp có thể dẫn đến hỏng hóc sớm, hiệu suất máy bơm kém hoặc chi phí bảo trì có thể tránh được.
Bảo trì chủ động là chiến lược đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí nhất để tối đa hóa tuổi thọ sử dụng của rôto bơm trục vít và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến. Một số biện pháp thực hành cụ thể đã được chứng minh có tác động đến tuổi thọ của rôto trên tất cả các loại ứng dụng.
Rôto bơm trục vít không chỉ là một trục quay đơn giản — nó là một bộ phận được chế tạo chính xác có hình dạng, vật liệu, tình trạng bề mặt và sự phù hợp với stato quyết định chung xem liệu máy bơm có mang lại hiệu suất mà ứng dụng yêu cầu hay không. Đầu tư vào thông số kỹ thuật rôto phù hợp ngay từ đầu, kết hợp với giám sát tình trạng kỷ luật và bảo trì chủ động, là con đường đáng tin cậy nhất để giảm tổng chi phí sở hữu và độ tin cậy ổn định của hệ thống bơm trong toàn bộ thời gian sử dụng của thiết bị.