Centrifugal pump common faults and routine maintenance

Bombas centrífugas, como máquinas de uso geral, desempenham um papel vital em diversas áreas, como petróleo, química, energia elétrica, metalurgia, mineração, têxtil, transporte marítimo e abastecimento e drenagem urbana de água. Elas dependem da força centrífuga gerada pela rotação de alta velocidade do impulsor para transferir energia mecânica para o líquido, de modo que este obtenha energia e realize o transporte. No entanto, durante a operação a longo prazo, as bombas centrífugas inevitavelmente apresentarão uma variedade de falhas, afetando seu funcionamento normal e até mesmo levando à interrupção da produção. Portanto, compreender as falhas comuns das bombas centrífugas e dominar métodos eficazes de manutenção de rotina são de grande importância para garantir a operação estável e eficiente das bombas centrífugas.

一.Falhas comuns em bombas centrífugas

1. A bomba não descarrega água

Desempenho de falha: Após o bomba centrífuga é iniciado, não há saída de líquido no corpo da bomba e na tubulação, e não há alteração no ponteiro do manômetro ou o ponteiro oscila violentamente.

Análise de causa

Há ar na bomba ou na linha de sucção: pode ser que a bomba não esteja totalmente cheia antes da partida, ou que a linha de sucção não esteja devidamente vedada, resultando na entrada de ar na bomba. Quando há ar na bomba, o líquido não consegue formar um caminho de fluxo contínuo e, portanto, não pode ser transportado normalmente.

Bloqueio na linha de sucção: pode haver detritos, sedimentos, fibras e outros bloqueios na linha de sucção, que impedem a sucção do líquido. Por exemplo, ao extrair água de algumas fontes com má qualidade, impurezas tendem a se acumular na tubulação de sucção.

A altura de instalação da bomba é muito alta: as bombas centrífugas têm uma certa altura de vácuo de sucção permitida; se a altura real de instalação exceder o valor, a pressão na entrada da bomba será muito baixa, resultando na vaporização do líquido na entrada da bomba, formando um fenômeno de cavitação, que afeta a sucção normal da bomba.

Danos ou reversão do impulsor: o impulsor é o componente principal da bomba centrífuga. Se o impulsor for danificado devido ao desgaste operacional de longo prazo, corrosão ou impacto mecânico, sua capacidade de trabalhar com o líquido será afetada. Além disso, um erro na fiação do motor leva à reversão do impulsor, o que também impedirá que a bomba descarregue água normalmente.

2. Fluxo insuficiente

Desempenho de falha: a vazão real da bomba centrífuga é menor que a vazão de projeto, o que não consegue atender à demanda de produção.

Análise de causa

Velocidade da bomba insuficiente: A vazão da bomba é diretamente proporcional à velocidade de rotação. Se a velocidade do motor diminuir, pode ser devido à baixa tensão de alimentação, falha do motor ou deslizamento do dispositivo de transmissão por correia, fazendo com que a velocidade da bomba não atinja o valor nominal, reduzindo assim a vazão.

Desgaste do impulsor: o impulsor está sujeito à abrasão do líquido, corrosão e desgaste por impurezas durante a operação a longo prazo, e suas pás ficarão mais finas, deformadas ou até mesmo entalhadas. Isso reduzirá a capacidade do impulsor de realizar trabalho sobre o líquido, resultando em queda na vazão e na altura manométrica da bomba.

Desgaste do anel de vedação: o anel de vedação está localizado na entrada do impulsor e sua função é reduzir o vazamento de líquido de alta pressão da bomba para a área de baixa pressão. Quando o anel de vedação está muito desgastado, o vazamento na bomba aumenta e parte do líquido circula na bomba, resultando na redução da vazão de descarga.

Aumento da resistência da tubulação: com o passar do tempo, a parede interna da tubulação pode apresentar descamação, ferrugem ou a instalação de muitas válvulas e cotovelos na tubulação, o que aumentará a resistência da tubulação. De acordo com a curva de desempenho da bomba, quando a resistência da tubulação aumenta, o ponto de operação da bomba muda e a vazão diminui consequentemente.

3. Altura insuficiente

Desempenho de falha: a pressão do líquido de saída do bomba centrífuga não atinge a altura projetada e o líquido não pode ser transportado até a altura especificada.

Análise de causa

Velocidade insuficiente da bomba: semelhante à vazão insuficiente, a velocidade insuficiente levará a uma redução na força centrífuga exercida pelo impulsor sobre o líquido, reduzindo assim a altura manométrica da bomba.

Rotor danificado: Danos ao rotor não afetam apenas a vazão, mas também a altura manométrica. Quando as pás do rotor estão severamente danificadas, sua capacidade de realizar trabalho sobre o líquido é drasticamente reduzida e elas não conseguem elevar o líquido à altura desejada.

Vazamento interno grave da bomba: além do vazamento interno causado pelo desgaste do anel de vedação, o dano da junta de vedação entre o corpo da bomba e a tampa da bomba e a falha do dispositivo de vedação entre o eixo da bomba e o corpo da bomba podem levar ao vazamento de líquido de alta pressão na bomba para a área de baixa pressão, de modo que a altura efetiva da bomba seja reduzida.

Alteração no peso do líquido: Se o peso real do líquido transportado for diferente do peso do líquido nas condições de projeto, de acordo com a fórmula para calcular a altura manométrica da bomba, a altura manométrica também será alterada. Por exemplo, quando a densidade do líquido transportado for menor que o valor de projeto, a altura manométrica da bomba será reduzida sob a mesma velocidade do impulsor e vazão.

4. Vibração excessiva da bomba

Desempenho de falha: bombas centrífugas no processo de operação, o corpo da bomba e as tubulações apresentam vibração óbvia, casos graves podem levar à soltura de parafusos de aterramento, danos às peças de conexão e até mesmo afetar a estabilidade de toda a unidade.

Análise de causa

O eixo da bomba não é concêntrico com o eixo do motor: ao instalar a bomba centrífuga, se a linha central do eixo da bomba e do eixo do motor não estiverem alinhadas, a bomba gerará forças alternadas periódicas durante a operação, causando vibração. Quanto maior o grau de não centrifugação, mais violenta será a vibração.

Danos no rolamento: o rolamento é uma parte importante da bomba centrífuga, suportando a rotação do eixo da bomba. Durante a operação prolongada, o rolamento pode ser danificado devido à lubrificação inadequada, sobrecarga, fadiga e outros motivos. Quando o rolamento é danificado, o atrito entre o corpo rolante e a pista aumenta, o que produz vibração e ruído anormais.

Desequilíbrio do rotor: O rotor pode apresentar distribuição desigual de qualidade durante o processo de fabricação, ou a qualidade local do rotor pode mudar durante a operação devido à corrosão e ao desgaste, o que pode fazer com que o rotor produza uma força desbalanceada. Essa força desbalanceada causará vibração na bomba, e a frequência de vibração está relacionada à velocidade da bomba.

A fundação não é sólida: Se a fundação da bomba centrífuga não for construída de acordo com os requisitos do projeto, haverá problemas como resistência insuficiente e parafusos de aterramento soltos, que não fornecem suporte estável para a bomba. Quando a bomba estiver em funcionamento, a vibração da fundação será transferida para o corpo da bomba, agravando a vibração da bomba.

Fenômeno de cavitação: quando a pressão do líquido na bomba é menor que sua pressão de vapor saturado, o líquido vaporiza, formando bolhas. Essas bolhas no fluxo de líquido para a área de alta pressão se rompem rapidamente, resultando em pressão de água local de alta frequência. Esse fenômeno de cavitação não só danifica o impulsor, como também causa vibração e ruído na bomba.

5. Suportando calor

Desempenho de falha: Após o bomba centrífuga estiver em funcionamento por um período de tempo, a temperatura da peça do rolamento aumenta significativamente, excedendo a faixa normal de temperatura de operação, o que pode levar à queima do rolamento em casos graves.

Análise de causa

Lubrificação deficiente: o funcionamento normal do rolamento requer uma boa lubrificação. Se a quantidade de lubrificante for insuficiente, a qualidade do óleo for ruim (como impurezas misturadas, umidade, etc.) ou houver excesso de graxa, isso afetará o efeito de lubrificação dos rolamentos, aumentando o atrito do rolamento, gerando calor excessivo e, consequentemente, o aumento da temperatura.

Instalação inadequada de rolamentos: ao instalar rolamentos, se eles forem instalados muito apertados, a carga radial e axial sobre eles aumentará, tornando-os inflexíveis e gerando calor por atrito. Por outro lado, se os rolamentos forem instalados muito frouxos, isso levará ao deslocamento dos rolamentos no eixo, gerando desgaste por polarização, o que também causará o aquecimento dos rolamentos.

O eixo da bomba e o eixo do motor não são concêntricos: o eixo da bomba e o eixo do motor que não são concêntricos farão com que os rolamentos suportem forças radiais e axiais extras, o que agravará o desgaste e o calor dos rolamentos.

Danos no rolamento: Conforme mencionado acima, após o rolamento ser danificado por vários motivos, o atrito entre o corpo rolante e a pista interna aumenta, o que gera uma grande quantidade de calor e leva a um aumento na temperatura do rolamento.

Manutenção de rotina de bombas centrífugas

1. Inspeção antes de começar

Verifique se o corpo da bomba e as tubulações de sucção e descarga estão danificados ou com vazamentos. Verifique se as conexões da tubulação estão firmes e se os parafusos de aterramento estão apertados. Limpe os resíduos ao redor do corpo da bomba e das tubulações para garantir um ambiente operacional limpo.

Para bombas centrífugas, a operação de enchimento da bomba deve ser realizada antes da partida para garantir que a bomba e a tubulação de sucção estejam cheias de líquido e ar de exaustão. A exaustão pode ser feita através da válvula de exaustão no corpo da bomba, quando há fluxo contínuo de líquido, indicando que a bomba está cheia de líquido.

Verifique se o nível de óleo lubrificante na caixa de rolamentos está dentro da faixa normal, geralmente entre 1/2 e 2/3 da marca de óleo. Verifique se a qualidade do óleo lubrificante é boa. Se notar alguma má qualidade, impurezas ou fenômenos de emulsificação, substitua o lubrificante a tempo.

Verifique se a fiação do motor está correta e firme, e se o isolamento do motor está bom. Verifique se a tensão da correia do dispositivo de transmissão está correta.

Para o dispositivo de acionamento do acoplamento, verifique se os parafusos de conexão do acoplamento estão soltos e se a concentricidade do acoplamento atende aos requisitos.

2.Monitoramento em operação

Por meio do medidor de vazão, manômetro e amperímetro instalados na tubulação, é possível monitorar em tempo real os valores de vazão, pressão e corrente da bomba. Compare esses parâmetros com os parâmetros de projeto da bomba para determinar se ela está funcionando em condições normais de operação.

Toque regularmente o corpo da bomba e as peças do mancal com a mão para sentir a vibração da bomba. Você também pode usar o medidor de vibração para medir quantitativamente a vibração da bomba, e o valor geral da vibração da bomba centrífuga deve ser controlado dentro da faixa especificada. Ao mesmo tempo, preste atenção ao som da bomba funcionando; em circunstâncias normais, o som da bomba funcionando deve ser suave e uniforme. Se ouvir ruídos anormais, como ruído de fricção, ruído de impacto, ruído de erosão por vapor, etc., pare a máquina imediatamente para inspeção.

Monitore a temperatura dos mancais: Use um termômetro ou sensor de temperatura para medir a temperatura dos mancais. Geralmente, a temperatura normal de trabalho dos mancais de rolamento não deve exceder 70°C, e a temperatura normal de trabalho dos mancais de deslizamento não deve exceder 65°C. Se a temperatura do mancal estiver muito alta, verifique a lubrificação, se o mancal está instalado corretamente e se o eixo da bomba e o eixo do motor estão concêntricos, etc., e tome as medidas adequadas para resfriar a temperatura a tempo.

3.Manutenção após desligamento

Ao desligar, feche primeiro a válvula de saída da bomba e, em seguida, a válvula de entrada. Isso evitará que o líquido na tubulação reflua e cause danos à bomba.

Após o desligamento, limpe o corpo da bomba, a tubulação, o motor e o dispositivo de transmissão, etc., para remover sujeira, poeira e óleo da superfície. Lubrifique os rolamentos com graxa ou substitua-os em tempo hábil e substitua as peças desgastadas. Ao mesmo tempo, verifique se as peças de conexão da bomba estão soltas; se estiverem soltas, aperte-as a tempo.

De acordo com o uso do bomba centrífuga e as recomendações do fabricante, elabore um plano regular de manutenção e revisão. Realize regularmente inspeções e manutenções completas da bomba, incluindo inspeção e substituição de peças-chave, como impulsor, anel de vedação, mancal, eixo, etc., e teste e ajuste o desempenho da bomba para garantir que ela esteja sempre em boas condições de funcionamento.

Como equipamentos indispensáveis na produção industrial, as bombas centrífugas precisam de um diagnóstico oportuno e tratamento eficaz de suas falhas comuns, bem como da implementação consciente da manutenção diária, que é de grande importância para garantir a continuidade da produção, melhorar a eficiência e reduzir os custos de produção. Ao analisar as falhas comuns das bombas centrífugas, podemos fortalecer o monitoramento na operação diária, detectar possíveis problemas a tempo e tomar as medidas de manutenção adequadas para prolongar a vida útil das bombas centrífugas e garantir sua operação segura, estável e eficiente. Ao mesmo tempo, os operadores e a equipe de manutenção devem continuar aprimorando seus conhecimentos e habilidades profissionais, além de acumular experiência para lidar melhor com os diversos problemas que surgem durante a operação das bombas centrífugas.