Serwisowanie i regeneracja pomp

KSB_montaz_bloku_pompy_malyMontaż bloku pompy.  Zdjęcie: KSB

 

Pompy wykorzystuje się we wszystkich działach przemysłu. To najpopularniejsze maszyny robocze. Często stanowią krytyczne elementy w liniach produkcyjnych. To od nich uzależniona jest produkcja. Niespodziewana awaria może pociągnąć za sobą duże straty. Również liczy się czas jej usunięcia.

 

Podręcznikowa definicja pompy jest prosta – to urządzenie służące do wytworzenia różnicy ciśnień pomiędzy stroną ssawną (wlotem do pompy) a tłoczną (wylotem z pompy), co umożliwia transport cieczy i osadów. Jednak w praktyce są to bardzo rozmaite maszyny o różnych konstrukcjach. Wymieniając najpopularniejsze, trzeba wspomnieć o pompach: membranowych, zębatych, wirowych, śrubowych, wyporowych, krzywkowych, perystaltycznych i magnetycznych. Nieraz pompami nazywa się przenośniki cieczy – pompy strumieniowe.

Specyficzną grupą maszyn są tzw. pompoturbiny, które mogą pracować jako pompy lub silniki (turbiny). Omawiając serwisowanie i regenerację pomp, należałoby zająć się oddzielnie każdym typem i rodzajem pomp pracującym w konkretnym środowisku. Oczywiście są też ogólne zasady postępowania, które zawsze warto mieć na uwadze. Na pewno ważna jest wiedza o tym, jak zapobiegać awariom pomp. Jak rozpoznawać pierwsze symptomy świadczące o możliwej awarii. Warto też wiedzieć jak sprawnie wymienić lub naprawić pompę. Jeśli zna się podstawy funkcjonowania danego typu pomp, to wie się, jak dobrać pompę i jej napęd do danej aplikacji, jak utrzymać w sprawności technicznej pompę lub system pomp. Ważna jest umiejętność odczytywania krzywej pracy pompy, a producenci pomp podają takie informacje.

Na przykład dla pomp membranowych Wilden (wyłącznym dystrybutorem pomp membranowych Wilden na sprężone powietrze w Polsce jest firma Tajfun Poland) punkt pracy pompy powinien być umiejscowiony na krzywej w ok. 70% maksymalnej wydajności pompy. Wilden publikuje krzywe pracy dla wszystkich modeli pomp membranowych. Różnią się one w zależności od typu pompy, bo inna jest długość skoku membrany i tym samym objętości tłoczonego medium przy jednym skoku. Krzywe pracy pomp umieszcza się w DTR i w specyfikacjach technicznych. Z praktycznie przydatnych umiejętności warto wspomnieć o identyfikowaniu i rozróżnianiu problemów związanych z pompą od tych związanych z „systemem”. Typowe problemy, z jakimi się na co dzień spotykamy, to rozpoznanie objawów kawitacji i jej unikanie. Kolejny to zapobieganie mechanicznym uszkodzeniom uszczelek. Na pewno warto nauczyć się analizować przyczyny awarii pomp, aby nie powtarzać tych samych błędów w przyszłości.

 

Rynek pomp

Firma analityczna Freedonia Group w opublikowanym w 2013 roku badaniu światowego rynku pomp przewidywała, że do 2016 roku będzie on wzrastał o 6,4 proc. rocznie i osiągnie wartość 76,1 mld USD. Głównymi motorami wzrostu mają być inwestycje w infrastrukturę związaną z zaopatrzeniem w wodę i energię elektryczną w Chinach i w Indiach. W krajach rozwiniętych wzrost będzie wynikał raczej z zastosowania pomp procesowych w produkcji. Jak przewidują analitycy z Freedonia Group, wzrost głównie będzie dotyczył pomp wyporowych i odśrodkowych. W badaniu Pumps World Market opublikowanym przez McIlvaine Company sprzedaż pomp przemysłowych w 2019 roku ma osiągnąć wartość 58,5 mld USD. W prognozie uwzględniono negatywny wpływ niskich cen ropy naftowej na sprzedaż pomp w 2015 roku, związany z rezygnacją z niektórych projektów wiertniczych.

Specjaliści z polskiego rynku pomp zwracają uwagę na duże różnice występujące pomiędzy poszczególnymi segmentami. Inna jest sytuacja, jeśli chodzi o pompy przeznaczone dla energetyki, petrochemii, budownictwa i dla segmentu pomp procesowych. Każdy sektor ma innych liderów na rynku. Podaje się, że nawet jedna piątą energii elektrycznej zużywanej przez silniki elektryczne służy do napędu pomp. Dlatego użytkownicy zwracają dziś większą uwagę na klasę energetyczną pomp oferowanych przez producentów. Energooszczędnych urządzeń jest na rynku coraz więcej. Kalkulując opłacalność naprawy lub regeneracji pompy warto ten czynnik brać pod uwagę.

Według analiz McIlvaine, 200 największych producentów, to ponad połowa globalnego rynku pomp przemysłowych. Kolejne 5000 przedsiębiorstw ma średnio sprzedaż w ciągu roku na poziomie poniżej 4 mln USD. W ocenie ekspertów w najbliższych latach powinniśmy oczekiwać dalszej koncentracji w branży, kolejnych przejęć i ekspansji geograficznej producentów.

W kraju mamy też uznanych producentów pomp takich jak: Leszczyńska Fabryka Pomp (LFP) ze 145-letnią tradycją, Hydro-Vacuum – największa polska fabryka pomp i systemów pompowych (działa na rynku ponad 150 lat), Kielecka Fabryka Pomp „Bialogon” – producent pomp wirowych i wyporowych (założona w 1817 roku przez księdza Stanisław Staszica), Grupa Powen-Wafapomp założona w 1908 roku oraz działająca od 1920 roku TOFAMA. Ponadto Brzeska Fabryka Pomp i Armatury MEPROZET (od 1945 roku), czy też działający od 1991 roku Z.P.U.H. HYLMET – producent pomp hydraulicznych i olejowych. W niektórych działach to potentaci na rynku. Jak podaje Hydro-Vacuum, firma zaspokaja ponad 70% potrzeb polskiego rynku przemysłowych pomp głębinowych i dostarcza 50% wszystkich kupowanych przez polskich klientów do przepompowni ścieków z separacją ciał stałych.

grundfos_produkcja_pomp_alpha_malyProdukcja pomp ALPHA. Zdjęcie: Grundfos

 

Diagnostyka i serwis

Dostawcy pomp zapewniają serwis i części zamienne. Jest też wiele firm oferujących serwis i dostawy części zamiennych do pomp pochodzących od różnych producentów. Po podaniu informacji o pompie: nazwy, typu, numeru seryjnego, informacji dotyczącej roku zakupu czy też zdjęcia tabliczki znamionowej i samej pompy, zatrudnieni w nich specjaliści w większości przypadków dobiorą odpowiednią część zamienną.

Na rynku działa też wiele firm oferujących kompleksowe usługi związane z pompami. Przykładem może być firma Partner Serwis dysponująca siedmioma oddziałami, która oferuje remonty, serwis, diagnostykę i modernizacja zespołów pompowych. Kompleksowy serwis zespołu pompowego to – według firmy – wymierne korzyści takie jak utrzymanie: efektywności energetycznej, wydajności i parametrów technologicznych. Firma specjalizuje się w remontach, diagnostyce i naprawach silników elektrycznych średniego i niskiego napięcia oraz realizuje usługi obejmujące zespoły pompowe. Ma własną stację prób, co pozwala skontrolować parametry zespołów pompowych po remoncie (wyznaczenie sprawności pompy, sprawdzenie poziomu drgań, temperatury wybranych węzłów konstrukcyjnych, szczelności, wybiegu po wyłączeniu itp.). Partner Serwis wykonuje remonty i naprawy pomp wszystkich głównych producentów: Flygt, Powen-Wafapomp, KSK, KSB, Leszczyńskiej Fabryki Pomp (LFP), Kieleckiej Fabryki Pomp, Warman itp.

Niektóre firmy tak jak np. Zakład Ceramiki Specjalnej CERAMIT specjalizują się w wykonywaniu różnych elementów do pomp. Jak mówi Łukasz Pasierbek, firma wykonuje takie elementy jak: ceramiczne nurniki do pomp dozujących i wysokociśnieniowych (ceramiczne nurniki w pompach dozujących stosuje się z uwagi na agresywność medium, a w pompach wysokociśnieniowych z uwagi na odporność na ścieranie). Dodaje, że w przypadku stosowania nurników ceramicznych wzrasta również trwałość uszczelnień, co jest związane z niskim współczynnikiem tarcia. CERAMIT wykonuje ceramiczne pompy o uszczelnieniu samoistnym (tłok i cylinder wykonane są z dokładnością zapewniającą szczelność) oraz regeneruje zużyte pompy. Ponadto wykonywane są ceramiczne tuleje ślizgowe – stosowane w pompach wirowych jako zabezpieczenie powierzchni ślizgowej wału współpracującego z uszczelnieniem wargowym bądź sznurowym (wykonywane w dwóch technologiach: natrysk cieplny lub lita tuleja ceramiczna). Z kolei ceramiczne zawory zwrotne (zawory ssące i tłoczące w pompach do mediów silnie abrazyjnych) zwiększają, jak mówi Łukasz Pasierbem, kilkukrotnie ich trwałość. W tym przypadku istotny jest nie tylko materiał, ale również precyzja wykonania. Niewielka nieszczelność przy wysokim ciśnieniu może spowodować bardzo szybką dewastację zaworu. Firma oferuje kompozyty polskiej firmy Chester Molecular do zabezpieczania powierzchni wewnętrznej korpusu i wirnika przeciw wycieraniu i kawitacji.

Na rynku dostępne są czujniki ciśnienia z funkcją diagnostyki dla pomp. Ma takie w ofercie firma ifm electronic. Czujnik pozwala na monitoring pomp i wykrywanie ciśnienia. Można prowadzić diagnostykę zakłóceń w miejscu zasysania (na przykład kawitacja), wykrywać zapowietrzenia pompy i cieczy zawierającej pęcherzyki powietrza, prowadzić niezależny monitoring ciśnienia w układzie przy użyciu drugiego binarnego wyjścia przełączającego. Jak podaje firma, czujnik pozwala na diagnostykę niezależnie od typu pompy, jej charakterystyki i zakresu prędkości obrotowej. Praca pompy jest stale monitorowana, a istotne zmiany są wykrywane, co uruchamia alarm. Stan pompy można szybko zdiagnozować na podstawie trendu. Zgodnie z podaną informacją czujnik można nastawić, nie mając specjalistycznej wiedzy (sam uczy się charakterystyk danej pompy). Można monitorować takie zjawiska jak: powietrze w medium, zatkane filtry, osady w rurach, nieprawidłowo otwarte zawory itp. Z kolei oprogramowanie ZZ0050 umożliwia wyświetlanie mierzonych wartości i dostosowywanie parametrów na przykład wartości granicznych i progów przełączeń dla diagnostyki.

Większość typów pomp zawiera wirujące zespoły napędowe. Obecnie do diagnostyki takich zespołów stosuje się systemy monitorowania i diagnostyki wykorzystujące pomiar powstających w trakcie pracy drgań. Niosą one z sobą wiele informacji o stanie technicznym maszyny. Ostatnio mówi się o wykorzystaniu do oceny stanu technicznego pomp tzw. znacznika fazy. Znacznik fazy generuje impuls raz na jeden obrót wału. Jest to sygnał referencyjny do wyznaczenia wartości faz składowych sygnałów drganiowych.

KSB_montaz_stacji_pomp_malyMontaż stacji pomp. Zdjęcie: KSB

 

Uszczelnienia pomp

Według różnych ocen nawet do 80% awarii pomp wynika z uszkodzenia uszczelnień. Najlepiej, jeśli to możliwe, rezygnować z uszczelnień, zastępując je pompami z wirnikiem magnetycznym. Niestety nie wszędzie jest to możliwe. Na pewno dobrym wyborem są nowoczesne uszczelnienia mechaniczne, w których wykorzystuje się różnego typu kompozyty węglowe, tytan, ceramikę, węgliki krzemu i wolframu.

W najczęściej wykorzystywanych w przemyśle pompach odśrodkowych stosuje się pierścienie do promieniowego uszczelnienia wałów. W tego typu pompach zaleca się tak dobierać pierścienie uszczelnienia promieniowego, aby nie przekroczyć maksymalnej wartości granicznej prędkości obrotowej wału – podawanej przez producenta. Standardowe pierścienie są projektowane dla określonej wartości ciśnienia. Dla wzmocnionych pomp procesowych zaleca się uszczelnienia typu labiryntowego. Oczywiście zawsze też trzeba pamiętać, że materiał uszczelniający ma określony zakres temperatur pracy.

Również przy montażu należy uważać, by nie uszkodzić elastomeru. Jak pokazuje codzienna praktyka, użytkownicy pomp z uszczelnieniami mechanicznymi nie zawsze mają świadomość, że prace remontowe i montażowe muszą przebiegać inaczej, niż gdy stosowano uszczelnienia sznurowe. Specjaliści zwracają uwagę, że często błędy popełnia się doborze wykorzystywanych materiałów na przykład elastomerów. Nie bierze się pod uwagę warunków pracy pompy.

Stale pojawiają się nowe rozwiązania, które wydłużają żywotność i niezawodność uszczelnień mechanicznych. Są to choćby w przypadku par ślizgowych uszczelnienia bezstykowe, hydrokinetyczne itp. oraz nowe materiały i konstrukcje. Na przykład firma ANGA Uszczelnienia Mechaniczne oferuje powłoki diamentowe brytyjskiej firmy Diamond Hard Surfaces Adamant 010 o grubości 7 μm, odpowiednie dla części, które wymagają wysokiego stopnia dokładności wykończenia powierzchni oraz pracują z wysoką prędkością obrotową (do 40000 obr./min) i średnimi warunkami obciążenia. Firma Diamond Hard Surfaces zaleca pokrycie obu części: obrotowej i stacjonarnej powłoką z diamentu amorficznego naniesiona metodą CVD (ang. Chemical Vapour Deposition). Firma oferuje też uszczelnienia gazodynamiczne.

Producenci pomp z zasady oferują przeznaczone do nich uszczelnienia, a stosowanie zamienników może skutkować utratą gwarancji. Oferowane są usługi regeneracji uszczelnień mechanicznych. Świadczy ją na przykład firma Wiper i jak podaje, zapewnia pełną kontrolę po serwisową na stacji prób. Niektóre z firm obecnych na naszym rynku firm mogą się pochwalić długą tradycją w stosowaniu uszczelnień jak choćby firma KE-Burgmann z ponad 130 doświadczeniem w ich produkcji.

Producenci pomp oferują części zamienne nie tylko do swoich nowych pomp. Grupa Powen-Wafapomp produkuje części zamienne do wszystkich typów pomp, łącznie z już wycofanymi z produkcji, lecz nadal eksploatowanymi. Firma oferuje wykonywanie remontów wszystkich wyprodukowanych przez siebie pomp niezależnie od daty ich produkcji. Specjaliści firmy zwracają uwagę, że prawidłowe wykonanie remontu kapitalnego wymaga nie tylko specjalistycznego wyposażenia technologicznego. Remont kapitalny połączony z wymianą zasadniczych elementów oznacza znaczną ingerencję w konstrukcję pompy. Jeśli nie jest on wykonywany przez jej producenta to może on uznać, że dokumenty stanowiące podstawę wprowadzenia pompy do ruchu (np. deklaracja zgodności z normami, oznaczenie CE) tracą ważność. Wykonawca remontu powinien w takim przypadku ponownie przeprowadzić procedurę wymaganą przy wprowadzeniu pompy do ruchu. Na przykład informując, że materiały i części zamienne użyte do remontu są zgodne z normami zharmonizowanymi i wydać odpowiednią deklarację WE. Trzeba przyznać, że zapewne ten ostatni z wymienionych elementów nie zawsze jest brany pod uwagę. Wiele firm stara się kupować produkty i usługi jak najtaniej nie zwracając uwagi, że wyższa cena może być również wyznacznikiem niezawodności. W wielu zakładach nadal korzysta się z pomp wyprodukowanych wiele lat temu. Działają, bo można dorobić do nich części zamienne. Nie liczy się, ile kosztuje i będzie kosztowała ich eksploatacja w kolejnych latach w porównaniu do nowych pomp przemysłowych dostępnych na rynku. Dziś każdą decyzję o naprawie, remoncie czy modernizacji pompy powinno poprzedzić dokładne policzenie kosztów eksploatacji i to w dłuższym okresie eksploatacji.

 

Autor: Bohdan Szafrański

Authors

Related posts

Góra
English