Vandens tiekimo siurblinių problemos, susijusios su siurblio darbo rato susidėvėjimu

Nežiūrint į tai, kad normalus siurblio darbo rato nusidėvėjimas yra įprastas procesas, visose siurblinėse turėtų būti eksploatavimo ir techninės priežiūros planas, siekiant optimizuoti siurblių darbą, daugiausia dėmesio skiriant sparnuotės dilimo prevencijai.

KOKIOS DAŽNIAUSIOS PRIEŽASTYS SUKELIA PRIEŠLAIKINĮ SIURBLIO DARBO RATO SUSIDĖVĖJIMĄ?

Vandens tiekimo ir paskirstymo įmonės sutelkia dėmesį į tai, kaip maksimaliai išnaudoti savo siurblinės įrangą. Vienas iš ypatingų dėmesio šaltinių yra – išvengti priešlaikinio darbo rato nusidėvėjimo siurblinės siurbliuose. Dėl nusidėvėjimo mažėja siurbimo efektyvumas ir didėja priežiūros, įrangos ir eksploatavimo išlaidos.

Nors natūralus nusidėvėjimas yra įprastas ir normalus procesas, visose siurblinėse turėtų būti eksploatavimo ir priežiūros planas, kad būtų galima optimizuoti siurbimo operacijas. Standartinius eksploatavimo ir priežiūros planus sudaro šie punktai:

• Reguliarus nuotėkių ir nenormalių triukšmų, sklindančių iš siurblio, patikrinimas;
• Guolių tepimas;
• Sandariklių savalaikis keitimas;
• Darbo rato keitimas standartinio eksploatavimo sąlygomis, siekiant optimizuoti hidrauliką, priklausomai nuo darbo rato susidėvėjimo.

Tačiau net gerai apgalvotame techninės priežiūros plane gali pasitaikyti klaida, o dėl kitų veiksnių siurblys gali susidėvėti greičiau nei įprasta.

Dažniausiai siurblinių siurbliuose pasitaikančios problemos, sukeliančios priešlaikinį darbo rato susidėvėjimą:

• Abrazyvinis susidėvėjimas, kurį sukelia vandenyje esančios kietos medžiagos. Paprastai tokio tipo nusidėvėjimas geriamojo vandens tiekimo siurblinėse sumažėja dėl aukštesnio vandens  filtravimo lygio užtikrinimo. Tačiau kartais kietos medžiagos (kaip pavyzdžiui žvyro dalelės) ar kitos šiukšlės gali įstrigti siurblio viduje ir sukelti problemų. Tokio tipo pašalinės medžiagos daug dažniau atsiranda nevalyto vandens siurblinėse.

• Cheminės reakcijos, kylančios tarp terpės ir sparnuotės medžiagos ir sukeliančios koroziją, kuri galiausiai sugadina darbo ratą. Kai kurie kintami veiksniai vandenyje gali pagilinti šias problemas, pvz., specifinės naudojamos cheminės medžiagos, kavitacija ir vandens temperatūra. Kai vanduo chloruojamas, tai taip pat gali pagreitinti vandens korozinį poveikį siurblio sparnuotei. Pavyzdžiui, natrio hipochloritas yra žymiai agresyvesnis vandens sistemos įrangai nei chloro dujos.

• Kavitacija atsiranda žemo slėgio sąlygomis. Žemas slėgis gali sudaryti garų burbuliukus, kurie sproginėja, veikiant didesniam slėgiui. Sprogstantys garų burbuliukai į sparnuotę veikia galinga impulsine smūgio banga, kuri sukelia priešlaikinį susidėvėjimą. Kartais iškyla dar siurblio parinkimo etape neišspręstos hidraulinės problemos, kurios gali sukelti kavitacijos atsiradimo sąlygą.

Kai kurios iš šių, aukščiau išvardintų priežasčių, priverčia keisti siurblio darbo ratą vos per dvejus metus. Kai kuriais atvejais siurblio hidraulinės charakteristikos pradės blogėti, esant didesniems srautams. Sparnuotės keitimas yra standartinių operacijų ir priežiūros plano dalis, tačiau tokiame scenarijuje keitimo dažnumas gerokai viršys įprastą keitimo laiko intervalą.

Blogėjančių hidraulinių charakteristikų nustatymas gali būti sudėtingas procesas ir dėl įvairių kitų iškylančių priežasčių. Siurblių valdymo ir kontrolės stebėjimas ir faktinis srauto ir slėgio duomenų gavimas (SCADA) realiu laiku – puikus atspirties taškas. Našumo (srauto) ir slėgio duomenų analizė gali atskleisti:

• Siurblys veikia siurblio darbo kreivės kairėje pusėje už minimalaus nepertraukiamo pastovaus srauto taško ribos. Veikimas žemiau šio taško ribos, kai siurblio kreivė juda į kairę nuo mažiausio nepertraukiamo pastovaus srauto darbo kreivės taško ribos, gali sukelti sekančias problemas:
– Sumažėja siurbimo efektyvumas;
– Skysčio srautas gali būti su pertrūkiais ir tai gali sukelti kavitaciją, kas savo ruožtu sutrumpins siurblio sparnuotės tarnavimo laiką;

• Siurbiamo skysčio srautai tampa vis labiau pertraukiami ir nestabilūs, tuo pačiu sukeldami:
– Triukšmingesnį siurblio veikimą;
– Didesnę siurblio vibraciją.

• Guolio ir sandariklio tarnavimo laiko sutrumpėjimas dėl kintančių greičių ir slėgio;

• Dažniau atsiranda kavitacija, kuri dar labiau gadina siurblio sparnuotę;

• Pradeda kilti temperatūra, sukeldama:
– Greitalaikį darbo rato nusidėvėjimą;
– Didesnę cheminių reakcijų su darbo rato paviršiumi tikimybę (priklauso nuo vandens cheminės sudėties ir siurblio darbo rato medžiagos).

• Siurblys veikia į dešinę nuo siurblio darbo kreivės maksimalaus srauto ribinio taško, viršydamas maksimalų leidžiamą srautą. Veikimas už šio taško ribos sukelia:
– Sumažėjusį siurbimo efektyvumą;
– Dažną kavitaciją, kuri dar labiau gadina darbo ratą.

• Perjungimas tarp siurblių nėra tolygus. Tai gali nutikti, jei nėra kito siurblio, esančio siurblinės siurblių eilėje, paleidimo delsos, arba jei paleidimo delsa yra per ilga arba per trumpa. Ši problema dažnai iškyla kartu su viena iš aukščiau išdėstytų priežasčių, susijusių su minimaliu nepertraukiamu stabiliu srautu arba didžiausiu leidžiamu srautu.

• Uždaro kontūro sistemose slėgis nėra palaikomas. Tai taip pat dažnai bus susiję su minimalaus ir maksimalaus našumo (srauto) problemomis.

UŽDARO KONTŪRO VANDENS TIEKIMO SISTEMOS SIURBLINIŲ PROBLEMOS

Uždaro kontūro siurblinėse siurbliai palaiko slėgį sistemoje, o ne tiesiogiai pumpuoja vandenį į rezervuarus. Tai gali iššaukti nepageidaujamą reiškinį. Tai ypač aktualu mažiausios galios siurbliui siurblinėje. Daugeliu atvejų siurblinėje esančio mažiausios galios siurblio sparnuotę dažnai reikia pakeisti. Atlikus išsamią keleto siurblinių analizę, nustatyta, kad:

• Minimalios vandens suvartojimo normos nakties metu buvo per žemos, kad vanduo galėtų tinkamai cirkuliuoti. Tai iššaukia  siurblių kavitaciją. Esant minimaliam dienos poreikiui kai kuriose slėgio zonose, vidutinis minimalus dienos vidurkis buvo daugiau kaip 75 litrų per minutę, tačiau naktį poreikis buvo praktiškai lygus nuliui, kai tik tualete nuleidžiamas vanduo ar tik naudojamas vienas dušas. Tokiu atveju, nakties metu siurblys veikia siurblio kreivės kairėje pusėje, už minimalaus stabilaus pastovaus srauto kreivės taško ribos. Tai iššaukia siurbimo efektyvumo mažėjimo kaskadinį efektą, dėl to padažnėja kavitacija ir galiausiai padidėja temperatūra. Aukštesnė temperatūra taip pat padidina cheminių reakcijų tikimybę. Šios problemos dar labiau paaštrėja, kai uždaro kontūro siurblinės “suplaka” vandenį dėl mažos jo vartojimo paklausos, t.y. srauto.

• Siurblio kreivės neatitiko vandens tiekimo sistemos hidraulikos. Siurblio kreivė veikia žemiau minimalios stabilios tęstinio srauto kreivės arba virš didžiausio leidžiamo srauto taško ribos. Dėl šios priežasties siurbliai veikia ne jų geriausio darbo efektyvumo intervalo ribose, o tai pagreitina sparnuotės susidėvėjimą.

• Persijungimo tarp siurblių esantis taškas buvo per ilgas ir privertė siurblius ilgą laiką veikti, viršijant maksimalų leistiną srautą, prieš paleidžiant kitą siurblį, esantį siurblinės linijoje. Perjungiant siurblinės veikimo režimą iš didesnės į mažesnės galios siurblį, siurblys gali ilgą laiką veikti žemiau minimalios stabilios pastovaus srauto kreivės taško ribos.

• Perjungimo taškas tarp siurblių buvo per trumpas, kas sukeldavo dažnus įjungimą/išjungimą ir nestabilias srauto sąlygas.

UŽDARO KONTŪRO VANDENS TIEKIMO SISTEMOS SIURBLIŲ DARBO RATO TARNAVIMO LAIKO PRAILGINIMAS

Sumažinti siurblio darbo rato susidėvėjimo problemą galima tiek projektuojant, parenkant tiek ir eksploatuojant siurblinę.

Projektavimo ir parinkimo etape:

• Pasirinkite tinkamus siurblius su atitinkamomis kreivėmis, kurios kuo labiau atitiktų faktinę vandens tiekimo sistemos hidrauliką;
• Rinkdamiesi siurblio darbo rato medžiagą, įvertinkite hidraulines sistemos konstrukcijos sąlygas;
• Įvertinkite naktinius srautus, esant būtiniausiems dienos poreikiams, kad nustatytumėte, ar srautai yra ne per maži mažiausios galios siurbliui (nerinkite mažiausio našumo siurblinės siurblio pagal vidutinius minimalius dienos vandens vartojimo poreikius);
• Apsvarstykite galimybę papildomai sumontuoti apvadą (bypass), veikiantį tik mažo siurblio veikimo metu, kad siurblys veiktų kuo arčiau savo aukščiausio efektyvumo taško;
• Įvertinkite vandens cheminę sudėtį, kad patikrintumėte, ar cheminė reakcija nevyksta dėl kitų veiksnių (pvz., kavitacija / vandens virimas).

Norint maksimaliai prailginti siurblio darbo rato tarnavimo laiką:

• Darbo ratą pakeiskite į pagamintą iš nikelio-aliuminio bronzos, kuri yra daug atsparesnė kavitacijai nei standartinės sparnuotės iš ketaus;
• Paimkite vandens pavyzdžius, kad patikrintumėte, ar cheminė reakcija nevyksta dėl kitų veiksnių (pvz., kavitacija / vandens virimas). Pakeiskite sparnuotę į pagamintą iš korozijai atsparios medžiagos, tokios kaip nerūdijantis plienas;
• Pakeiskite mažiausio našumo siurblį į siurblį, kurio hidraulinės savybės konkrečiam atvejui yra geresnės;
• Įrenkite apvadą (bypass) nuo įsiurbimo į išleidimo kolektorių, kuris užtikrintų pakankamai srauto, kad efektyviai veiktų mažos galios siurblys;
• Kreipkitės į specialistus, kad įvertintų jūsų siurblinės faktinius parametrus.

Atlikus tinkamus veiksmus, kad sumažinti ir pašalinti priežastis, sukeliančias priešlaikinį siurblio darbo rato susidėvėjimą, bus galima sutaupyti pinigų. Tai taip pat padės išvengti brangaus sparnuotės pakeitimo, jei problema bus išspręsta bet kuriame projektavimo, parinkimo ar eksploatavimo etape.

Daugiau informacijos, susijusios su šia tema, rasite kitose mūsų tinklalapio žinyno temose:

Kavitacija ir jos išvengimo sąlyga

Siurblio darbo kreivė ir aukščiausias jo eksploatavimo efektyvumo taškas

Kai siurblys veikia ne aukščiausio efektyvumo taško sąlygomis