بخشی از مقاله
عیب یابی شکست شافت پمپ های سانتریفیوﮊ واحد EO/EG پتروشیمی مارون
چکیده
مقاله حاضر روش عیب یابی دو پمپ سانتریفیوژی را ارائه می کند که ساخت این پمپها توسط شرکت معتبر flowserve صورت گرفته و آنالیز ارتعاشات هیچ گونه unbalance , misalignment , cavitations و
خرابی بیرینگها را نشان نداده ولی با این وجود مرتبا شافت این پمپها دچار شکست می شدند با تحقیقات صورت گرفته بر روی جنس شافت و همچنین انجام stress آنالیز ، سختی سنجی و نیز بررسی پایپینگ و چک ولوها و انجام آنالیز ارتعاشی بصورت روزانه به دنبال وجود یک عامل اغتشاشی گشته و در نهایت متوجه وجود خرابی در کنترل ولو خروجی مشترک بین دو پمپ شدیم.
واﮊههای کلیدی: عیب یابی - شکست - پمپ سانتریفیوﮊ - کنترل ولو
مقدمه
امروزه صنایع می کوشند تا نهایت بهره وری و صرفه را از ماشین آلات صنعتی داشته باشند لـذا از هـر تلاشـی در جهـت جلـو گیری از بروز خطرات و توقف در واحدها فرو گذار نیستند . صاحبان صنایع می کوشند با کنترل منظم وضعیت ماشـین آلات و بازدیدهای دورهای همواره از صحت عملکرد ماشین آلات واحد و یا عدم آن مطلع باشند اما گاهی اوقات عیوبی رخ مـی دهنـد که تاثیر آن در طی دوره پیشرفت بروضعیت ماشین چندان محسوس نیست و در نهایـت منجربـه یـک خرابـی لحظـه ای مـی گردند .یکی از پدیده هایی که چنین وضعیتی را موجب می گردد خستگی در محور ماشین آلات دوار می باشد . آنچه در ادامه می آید مرور است بر آنچه که در مورد پمپهای ٣٠٠٣ واحد EO/EG پتروشیمی مارون بوقوع پیوست .
مروری بر عملکرد پمپ ها
دو پمپ مورد بحث وظیفه خود را به صورت مکش سیال از تاور به انجام می رسانند . این پمپها بـه صـورت مـوازی بـا هـم در سرویس قرار میگیرند هر دو در مسیر ورودی و خروجی به یکدیگر متصل می شوند و دائما یکـی از ایـن دو پمـپ در سـرویس قرار می گیرد و دیگری به عنوان reserve عمل می کند در خروجی هر دو به یک هدر متصل شده و یک کنترل ولو در مسیر آنها قرار می گیرد که این کنترل ولو هم نقش کنترل کننده دبی جریان و هم بوسیله یک مسیر برگشتی به تاور نقـش کنتـرل سطح سیال تاور که محلولی از آب و ماده فرار و قابل اشتعال اتیلن اکساید است را ایفا می کند
شکل ١- نمایی از پمپ 3003 واحد EO/EG پتروشیمی مارون
این پمپ که از لحاظ استقرار ایمپلر بر روی محورش از نـوع over hang مـی باشـد در ورودی سـیال را در فشـار 0.35 barg دریافت و پس از عبور از یک دیفیوزر در خروجی فشار 17.5 barg را مهیا می کند ، این دو پمپ سانتریفیوﮊ که از نظر ساختار دقیقا مشابه می باشند هر دو در خروجی دارای یک شیر یکطرفه هستند که از برگشت جریان جلوگیری می کند . مشکلی کـه برای این پمپ ها بوجود آمد به این صورت بود که در طی دو سال پس از حدود ٦٠٠ ساعت کارکرد پمپها دچار شکسـتگی در محور گردنده خود می شدند به این صورت که تحت وجود عامل ناشناخته ای انتهای محور که cap nut بر روی آن پـیچ مـی شود و تنها وظیفه نگهداری ایمپلر بر روی شافت را دارد دچار شکستگی می شد.
شرح عیب یابی
در راستای مشخص کردن عیوبی که می توانند منجر به شکست در سر رزوه شده محور پمپ گردند به این صورت عمل شد که در مرحله اول جهت ترمیم سر رزوه شده شافت قطعه ای هم سایز با قطعه شکسته شده تراشیده و بصورت پرسی درون شـافت جا زده شده سپس از طریق فرآیند جوشکاری در جای خود ثابت گردید .پـس از مـدت زمـان کوتـاهی از سـوار شـدن شـافت مشاهده گردیدکه شافت از همان مقطع دچار شکست شد.
شکل ١- تصویری از موقعیت قطعه شکسته شده پمپ 3003 واحد EO/EG پتروشیمی مارون
شکل ٢- نمایی از مقطع شکست شافت پمپ 3003 واحد EO/EG پتروشیمی مارون
لذا حدس زده شد که دلیل شکست شافت از این مقطع وجود تمرکز تنش در گوشه آخرین پله شافت بوده است. بنابراین اینبار جهت ترمیم شافت علاوه بر اقدامات قبلی نسبت به ایجاد )filletگرد کردن گوشه ) در مقطـع مـورد نظـر اقـدام شـد. جهـت افزایش استحکام ابنبار بجای حالت پرسی ااتصال تریدی مورد استفاده قرار گرفت . بگونه ای که محکـم شـدن اتصـال تریـدی قطعه ی اضافه شده در جهت چرخش محور انجام پذیرد. با انجام این اقدامات بدلیل تقویت مقطع مورد نظر پمپ توانست پس از راه اندازی مدت زمان بیشتری را بدون مشکل در سرویس باشد .اما پس از گذشت مدت زمان محدودی شافت پمپ از مقطع بعدی که از لحاظ قطر حدود دو برابر مقطع قبلی بود و پروانه پمپ بکمک یک خار بر روی این مقطـع محـور ثابـت شـده بـود دچار شکست گردید.
از آنجایی که شافت قدیمی غیر قابل اصلاح بـود اقـدام بـه سـاخت شـافت از متریـال مشـابه امـا بـا اسـتحکام بـالاتر گردیـد (جایگزینی متریالS.S 420 بجای ( S.S 410 اما شافت جدید نیز پس از گذشت مدت زمان کمی دچـار شکسـت گردیـد لـذا محرز شد که مشکل شافت استحکام آن نبوده و می تواند یک مشکل پروسسی باشد .
در بررسی ترندهای بهره برداری ،مشاهده گردید که هیچگونه اغتشاش سیال پروسسی و تغییرات ناگهـانی در فشـار در ورودی پمپ و نیز تغییر در سطح سیال درون تاور موجود در ورودی پمپ ها وجود نداشت .بنابراین نتیجه شد که اگر مشکل پروسسی وجود داشته باشد در خروجی پمپ هاست. لازم به ذکر است که از آنجایی که هر دو پمپ بـه یـک صـورت دچـار مشـکل مـی شدند ، به نظر می رسید که باید به دنبال عاملی بود که برای هر دو پمپ به صورت مشترک وجود دارد .
به عنوان یکی از مراحل اولیه و اصلی تحلیل وضعیت پمپها ، آنالیز روزانه ارتعاشات پمپها در دستور کار قرار
