Análisis de las causas y métodos de reparación de la flexión del eje de la bomba centrífuga.

Las bombas centrífugas se utilizan ampliamente en las industrias petroquímica, eléctrica, de tratamiento de agua y de drenaje de minas. El eje de la bomba, como componente giratorio central de una bomba centrífuga, es crucial para garantizar un funcionamiento estable y eficiente. Sin embargo, los ejes de las bombas son propensos a doblarse y deformarse durante el servicio debido a diversos factores, lo que provoca un aumento de la vibración, desgaste prematuro de cojinetes y sellos e incluso fallas graves, como la rotura del eje. Por lo tanto, cuando la flexión del eje de la bomba excede el rango permitido, se debe enderezar rápidamente.

Este artículo presenta brevemente las causas principales de la flexión del eje de la bomba centrífuga, los métodos para la detección y evaluación de la flexión y los principios técnicos y puntos operativos de varios procesos de enderezamiento, proporcionando una referencia para el mantenimiento del equipo de bomba.

• Causas de la flexión del eje de la bomba centrífuga

Las causas de la flexión del eje de la bomba son variadas y principalmente incluyen las siguientes:

Condiciones de funcionamiento inadecuadas:

Cuando una bomba centrífuga funciona durante un período prolongado en una región que se desvía de su punto de eficiencia óptima, el impulsor experimenta fuerzas radiales desequilibradas, lo que provoca una deflexión periódica del eje. Las acciones repetidas pueden provocar deformaciones por flexión plástica. Además, los procedimientos de arranque y apagado inadecuados (como intervalos insuficientes entre arranques y apagados consecutivos para permitir una distribución uniforme de la temperatura) pueden provocar fácilmente la acumulación de tensión térmica y provocar la flexión del plástico.

Problemas de instalación y alineación

Una precisión de alineación insuficiente del acoplamiento entre la unidad de accionamiento y la bomba puede generar momentos de flexión adicionales en el eje. Cuando hay una desalineación angular del eje, se produce una flexión, que se manifiesta como una vibración radial de alta-intensidad. El funcionamiento desalineado-a largo plazo acelerará el daño por fatiga del eje e incluso puede provocar flexión.

Impacto externo y sobrecarga.

Si la bomba sufre un impacto repentino durante el funcionamiento (como un objeto extraño que se atasca en el impulsor), o si el equilibrio dinámico del impulsor se altera debido a partículas sólidas en el medio, el rodamiento puede verse sujeto a un par que excede el valor de diseño, lo que provoca que se doble.

Estrés térmico y estrés residual.

Cuando las bombas de medio de alta-temperatura se arrancan y paran con frecuencia o experimentan cambios drásticos en las condiciones de funcionamiento, la distribución de la tensión térmica interna del eje se vuelve desigual. Las tensiones internas residuales del proceso de fabricación se liberan gradualmente durante el servicio, lo que también puede provocar una flexión y deformación gradual del eje.

• Métodos para detectar la flexión del eje de la bomba.

Antes de enderezar, se debe medir con precisión la condición de flexión del eje de la bomba. El descentramiento es el indicador técnico principal para evaluar el grado de flexión del eje.

Herramientas de medición y configuración. Apoye ambos extremos del eje de la bomba en bloques en V-para asegurar una rotación libre. Instale indicadores de cuadrante (o indicadores micrométricos) en ubicaciones clave, como el muñón, la mitad del eje y el extremo del acoplamiento, asegurándose de que las sondas estén perpendiculares a la superficie del eje.

Método de medición. Gire lentamente el eje de la bomba una revolución, registrando las lecturas máxima y mínima del indicador de cuadrante. La diferencia entre estas dos lecturas es el descentramiento radial de esa sección. Según los resultados de la medición, se puede determinar la ubicación, dirección y cantidad de flexión en el punto de máxima flexión.

Estándares de tolerancia permitidos. De acuerdo con las especificaciones técnicas de la industria, como "Revisión de bombas centrífugas" y la norma API 610, los requisitos técnicos para enderezar el eje de la bomba son los siguientes: 1) La conicidad y elipticidad del muñón no deben exceder 1/2000 del diámetro del eje, y el máximo no debe exceder 0,05 mm; 2) La superficie del muñón debe estar libre de defectos como picaduras y ranuras, y la rugosidad superficial máxima permitida Ra es de 0,8 μm. Los errores de redondez y cilindricidad del muñón deben ser inferiores a 0,02 mm; 3) La rectitud del eje de la bomba centrífuga de aceite no debe exceder los 0,05 mm en toda su longitud; 4) En la norma API 610, el descentramiento total del eje de la bomba de baja-velocidad no debe exceder los 0,025 mm, y para las bombas de alta-velocidad, no debe exceder los 0,02 mm. Cuando el descentramiento medido excede los valores permitidos anteriores, se requiere un tratamiento de alisado.

Además, antes de enderezar, se deben realizar pruebas no-destructivas, como pruebas de partículas magnéticas (según el estándar JB/T 6912) en el área con mayor flexión para confirmar la presencia de defectos en la superficie o cerca de-la superficie, como grietas. Si hay grietas, deben tratarse antes de realizar el enderezamiento; de lo contrario, las grietas pueden expandirse aún más durante el proceso de enderezamiento.

• Métodos para corregir la flexión del eje de la bomba.

Según las propiedades del material, el diámetro, el grado de flexión y los requisitos operativos del eje de la bomba, los métodos de enderezamiento se dividen principalmente en tres categorías: enderezamiento en frío, enderezamiento en caliente y enderezamiento compuesto. Además, existen procesos como el alisado por torsión, que son adecuados para escenarios específicos. El enderezamiento en frío es adecuado para casos con pequeñas curvaturas, corrigiendo principalmente la rectitud del eje a temperatura ambiente mediante presión mecánica. El enderezamiento en caliente utiliza calentamiento localizado para inducir una deformación plástica controlada en el metal y es adecuado para ejes con grandes cantidades de flexión o materiales de alta-dureza. El enderezamiento compuesto combina calentamiento y presión y es adecuado para aplicaciones con cantidades de flexión moderadas y requisitos de alta precisión.

Método de alisado en frío

El método de enderezamiento en frío se refiere al método de aplicar una fuerza mecánica externa para enderezar el eje de una bomba doblado a temperatura ambiente. Es principalmente adecuado para condiciones de trabajo donde la longitud del eje es corta y la cantidad de flexión es pequeña.

Alisado en caliente

El enderezamiento en caliente utiliza el principio de mayor plasticidad y relajación de tensiones en materiales metálicos en condiciones de calentamiento para enderezar ejes de bombas doblados. Es principalmente adecuado para ejes que son largos, tienen un alto grado de flexión o están hechos de materiales duros (dureza no inferior a 35 HRC), como acero al carbono, acero aleado y acero inoxidable.

Método de torsión y enderezamiento.

El método de torsión y enderezamiento es un método de trabajo en frío que utiliza impacto local para extender la superficie del metal y lograr el enderezamiento. Es adecuado para situaciones con un diámetro de eje grande y una cantidad de flexión pequeña, y tiene ciertas ventajas, especialmente en-operaciones de reparación de emergencia en el sitio.

Principio técnico:La superficie cóncava doblada del eje se golpea con un martillo y unas pinzas (generalmente hechas de acero con un extremo de trabajo curvado que coincide con la superficie del eje). Esto hace que la superficie del metal se estire plásticamente bajo el impacto, eliminando gradualmente la curvatura.

Puntos de Operación:Coloque el eje sobre madera dura o una placa de hierro cuadrada acolchada con lámina de metal, con el lado cóncavo hacia abajo. Utilice la madera dura como soporte en el vértice de la superficie convexa más doblada y aplique presión hacia abajo en ambos extremos con abrazaderas. Dentro de un-tercio de la circunferencia del eje, comience a golpear desde el punto de mayor curvatura (superficie cóncava más baja), expandiéndose gradualmente hacia afuera. La densidad llamativa en la zona central debe ser mayor que en los laterales. La cantidad de alisado suele ser proporcional al número de golpes. Después de cada ronda de golpeo, mida el cambio de curvatura con un indicador de cuadrante hasta que se cumplan los requisitos. Finalmente, realice un tratamiento de templado a baja-temperatura de 300 a 400 grados para eliminar el endurecimiento por trabajo y la tensión residual.

Precauciones:Las pinzas deben estar hechas de un material con una dureza menor que el eje de la bomba, o tener casquillos de cobre incrustados en un material duro. Los bordes de las pinzas deben tener esquinas redondeadas para evitar daños a la superficie del eje. El soporte debe ser más blando que la varilla giratoria y el área de contacto con el eje debe ser lo suficientemente grande.

Aceptación de calidad y pruebas no-destructivas

Después del enderezamiento, se debe realizar una inspección de calidad exhaustiva del eje de la bomba para garantizar que la calidad del enderezamiento cumpla con los requisitos operativos. Primero, se verifica y mide el descentramiento utilizando un indicador de cuadrante en secciones clave como el muñón, el centro del eje y el extremo del acoplamiento para confirmar que todos los indicadores cumplen con los requisitos estándar. En segundo lugar, se realizan pruebas no-destructivas, utilizando pruebas de partículas magnéticas en el eje de la bomba de material ferromagnético de acuerdo con la norma JB/T 6912 para verificar si hay nuevas microfisuras o defectos en la superficie después del enderezamiento. Si es necesario, se realizan pruebas de dureza para confirmar que el tratamiento térmico (como el recocido a baja-temperatura después del calentamiento y enderezamiento localizados) haya eliminado adecuadamente la tensión interna y que las propiedades del material del eje no hayan sufrido cambios dañinos. Sólo después de pasar la inspección final se podrá volver a montar y utilizar el eje.

Enderezar el eje de la bomba centrífuga es una operación de mantenimiento altamente técnica y especializada. En la práctica, el grado y la ubicación de la flexión deben determinarse primero mediante mediciones precisas. Se debe realizar una evaluación exhaustiva del material, el diámetro, la longitud, la cantidad de flexión y el estado de las grietas del eje. El proceso técnico debe seguir "primero pruebas no destructivas, luego enderezamiento y finalmente aceptación", y se deben seleccionar adecuadamente los métodos de alisado en frío o en caliente. Independientemente del método utilizado, los parámetros operativos deben controlarse estrictamente y se deben realizar inspecciones de calidad para garantizar que el eje enderezado de la bomba restablezca su rendimiento original y garantice el funcionamiento seguro y estable a largo plazo-de la bomba centrífuga.