Pompa Vibrasyonu Nasıl Değerlendirilir?

Pompa vibrasyonu, rotor mekaniği ile akışkan dinamiğinin birlikte ölçüldüğü karmaşık bir durum göstergesidir. Rulman, balans ve hizalama sorunları kadar emiş koşulu, debi, vana konumu, kavitasyon, resirkülasyon ve boru yükleri de makine gövdesinde titreşim üretir. Bu nedenle güvenilir analiz, spektrumu pompa eğrisi ve proses verileriyle aynı zaman çizelgesinde değerlendirir.

Temel çalışma prensibi

Santrifüj pompada çark sıvıya hız kazandırır; volüt veya difüzör bu hızın bir bölümünü basınca dönüştürür. Çark girişindeki basınç yeterli değilse sıvı yerel olarak buharlaşabilir. Akış tasarım noktasından uzaklaştığında kanat giriş açıları bozulur, resirkülasyon ve düzensiz radyal kuvvet oluşur.

Pozitif deplasmanlı pompalarda ise belirli hacim çevrimsel olarak taşınır. Piston, lob, vida veya diş geometrisi karakteristik geçiş frekansları üretir. Bu makalede santrifüj pompalar ağırlıklı ele alınsa da ölçüm planı her pompanın fiziksel prensibine göre düzenlenmelidir.

Sahada sık görülen arıza senaryoları

Kavitasyon ve yetersiz emiş

Net pozitif emiş yüksekliği yetersiz olduğunda kabarcıklar oluşup daha yüksek basınç bölgesinde çöker. Gürültü, düzensiz yüksek frekans enerjisi, performans kaybı ve yüzey erozyonu görülebilir. Tıkalı süzgeç, yüksek sıvı sıcaklığı, düşük tank seviyesi veya fazla emiş kaybı neden olabilir.

İç ve dış resirkülasyon

Pompa en iyi verim noktasından uzak çalıştığında akış çark girişinde veya çıkışında geri dönebilir. Düşük frekanslı dalgalanma, kanat geçişi çevresinde değişim ve kararsız yatak yükleri oluşabilir.

Hizasızlık, soft foot ve boru gerilmesi

Motor-pompa millerinin yanlış hizası kaplin ve yatak kuvvetlerini artırır. Borular nozullara zorlanarak bağlanırsa pompa gövdesi ve mil merkezi değişebilir. Soft foot düzeltmeden yapılan lazer ayarı civatalar sıkıldığında bozulabilir.

Çark ve aşınma halkası sorunları

Çarkta ürün birikimi, erozyon, kırık kanat veya eksantrik montaj 1X ve kanat geçiş bileşenlerini etkileyebilir. Aşınma halkası açıklığındaki düzensizlik hidrolik kuvvet ve temas riski oluşturabilir.

Vibrasyon belirtileri

Balanssızlıkta radyal 1X ve kararlı faz görülebilir. Hizasızlık eksenel 1X/2X ve kaplin çevresinde farklı faz ilişkileri oluşturabilir. Rulman hasarı yüksek frekans darbesi ve karakteristik zarf bileşenleriyle araştırılır. Hidrolik sorunlarda genlik çalışma noktasıyla değişebilir ve geniş bant enerji artabilir.

Pompa gövdesindeki basınç pulsasyonu yataklara iletilebilir. Yalnız yatak overall seviyesine bakmak hidrolik kaynağı mekanik arıza gibi gösterebilir. Debi-basınç değişimiyle eş zamanlı trend bu ayrımı destekler.

FFT frekans karakteristikleri

Kanat geçiş frekansı çark kanat sayısı ile dönme frekansının çarpımıdır. Difüzör kanatları ve volüt dili bu bileşeni uyarabilir. Sağlıklı pompada da BPF bulunabileceğinden trend, yan bant ve prosesle değişim önemlidir. Spektral çözünürlük yakın mekanik ve hidrolik bileşenleri ayıracak şekilde seçilir.

Zaman dalga formunda belirtiler

Kavitasyon düzensiz, kısa ve yüksek frekanslı darbeler oluşturabilir. Mekanik temas her turda benzer açıda daha düzenli tekrarlayabilir. Gevşeklik asimetrik dalga, çoklu çarpma veya turdan tura değişim gösterebilir. Basınç pulsasyonu periyodik genlik modülasyonu oluşturabilir.

Kayıt süresi düşük frekanslı proses dalgalanmasını içermeli; örnekleme hızı kısa darbeleri yakalamalıdır. Aynı anda basınç sinyali alınabiliyorsa titreşimle korelasyon hidrolik kaynağı destekleyebilir.

Ölçüm noktalarının doğru seçimi

Motor ve pompa yataklarının kuvvet yoluna yakın rijit noktaları temel rotayı oluşturur. Her yatakta yatay, dikey ve eksenel ölçüm alınır. Dikey çok kademeli pompalarda her kılavuz yatak veya erişilebilir gövde seviyesi ayrı değerlendirilir. Pompa gövdesi, emiş/basma borusu ve temel ek noktaları hidrolik veya yapısal hareketi haritalar.

İnce kapak, yağ borusu veya boya tabakası ölçüm yüzeyi seçilmez. Nokta ve yönler kalıcı işaretlenir; aynı sensör montajıyla trend sürdürülür.

Sensör yönleri ve montaj

Yatay ve dikey ölçümler radyal yatak kuvvetlerini, eksenel ölçüm kaplin ve itme davranışını gösterir. Saplama geniş bant ve kalıcı izleme için uygundur. Mıknatıs rota ölçümünde kullanışlıdır; yüzey düzlüğü ve temizliği gerekir. Yüksek frekanslı kavitasyon veya rulman araştırmasında montaj rijitliği özellikle önemlidir.

Faz ölçümünün katkısı

1X fazı motor ve pompa yatakları arasındaki hareketi karşılaştırır. Kaplinin iki tarafındaki eksenel faz hizasızlık hipotezini destekleyebilir. Hız değişiminde faz dönüşü rezonans olasılığını araştırmaya yönlendirir. Hidrolik geniş bant olaylarda takometre fazı sınırlı bilgi sağlayabilir; basınç veya proses referansı daha yararlı olabilir.

Saha örnekleri

Bir proses pompasında vibrasyon yalnız düşük debide artıyor, vana açıldığında düşüyorsa çark balansından önce iç resirkülasyon ve minimum debi şartı araştırılır. Aynı devirde çalışma noktası değişimi mekanik 1X'i sınırlı etkilerken geniş bant ve BPF çevresinde belirgin değişim oluşturabilir.

Bakım sonrası kaplin tarafında eksenel 2X ve sıcaklık artışı görülürse lazer hizalama, soft foot ve boru gerilmesi kontrol edilir. Pompa nozulu bağlantısı açıldığında mil konumu değişiyorsa yalnız motor şimiyle tekrar ayar kalıcı olmayabilir.

Operatörlerin sık yaptığı yorum hataları

• Her geniş bant artışını kavitasyon saymak.
• Debi ve emiş basıncını kaydetmeden ölçümleri karşılaştırmak.
• Kanat geçiş frekansını doğrudan çark hasarı kabul etmek.
• Boru gerilmesini kontrol etmeden hizalama yapmak.
• Rulman ve pompa gövdesi ölçümlerini aynı kriterle yorumlamak.
• Minimum sürekli debi sınırını aşan test uygulamak.
• Yalnız overall değere göre pompayı servisten çıkarmak.

Pompa eğrisi ve en iyi verim noktası

Pompanın en iyi verim noktası çevresinde akış çarka tasarlanan açıyla girer ve hidrolik kuvvetler daha dengeli olur. Eğrinin çok solunda düşük debi resirkülasyonu, sağında yüksek debi ve emiş kaybı gelişebilir. Vibrasyon testi yapılırken gerçek debinin eğri üzerindeki yeri belirlenmelidir. Etiket debisi, aşınmış çark veya değişmiş sistem direnci nedeniyle gerçekleşen debi olmayabilir.

Çoklu paralel pompa işletmesinde başka bir pompanın devreye girmesi sistem eğrisini ve her makinenin çalışma noktasını değiştirir. Trend verisi pompa kombinasyonu belirtilmeden karşılaştırılırsa proses değişimi arıza gelişimi sanılabilir.

Basınç pulsasyonu ve senkron ölçüm

Basınç transmitterinin dinamik çıkışı titreşimle eş zamanlı kaydedildiğinde kanat geçişi, vana pulsasyonu veya hat rezonansı arasındaki ilişki araştırılabilir. Basınç ve vibrasyonda aynı frekansın bulunması ortak hidrolik uyarımı destekler; faz ve iletim yolu yine değerlendirilmelidir.

Uzun boru hatlarında akustik doğal frekanslar pompa uyarımıyla çakışabilir. Boru titreşimi yalnız mekanik takviye ile çözülmeden önce pulsasyon kaynağı, destekler, kompansatörler ve akış hızı incelenir. Basınç sensörünün bant genişliği hızlı pulsasyonları kapsamalıdır.

Salmastra, itme yatağı ve eksenel kuvvet

Mekanik salmastra kaçağı veya sıcaklığı mil hareketi ve hizalama hakkında ek bulgu sağlayabilir. Çark üzerindeki eksenel basınç dengesizliği itme yatağı yükünü değiştirir. Denge deliklerinin tıkanması, aşınma halkası açıklıkları veya kademeli pompa dengeleme elemanları eksenel titreşimi etkileyebilir.

Eksenel genlik artışında yalnız kaplin ayarı yapılmadan pompanın hidrolik denge düzeni ve itme yatağı durumu kontrol edilir. Çalışma noktasıyla eksenel hareketin birlikte değişmesi hidrolik katkı ihtimalini güçlendirir.

Trend ve bakım doğrulaması

Pompa revizyonundan sonra yeni referans spektrum ve proses değerleri alınır. Çark çapı küçültülmüş, aşınma halkası değiştirilmiş veya boru düzeni yenilenmişse eski trend tabanı doğrudan kullanılmaz. Bakım öncesi ve sonrası ölçümler aynı çalışma noktasına mümkün olduğunca yaklaştırılır.

Çok kademeli ve dikey pompalarda ölçüm

Çok kademeli pompalarda her çark aynı şaft devrinde çalışsa da kademe açıklıkları, difüzörler ve ara yataklar farklı kuvvet iletim yolları oluşturur. Yalnız tahrik ucu yatağından alınan ölçüm alt kademedeki yerel hareketi zayıf gösterebilir. Erişilebilir ara yataklar, gövde seviyeleri ve boru bağlantıları ölçüm planına eklenir.

Dikey pompalarda motor üst yatak, motor alt yatak, taşıyıcı gövde ve pompa kolonundaki ortogonal radyal yönler ölçülür. Yönler tesis koordinatına göre işaretlenir; “yatay” ifadesi her seferinde aynı doğrultuyu temsil etmelidir. Kolon doğal frekansları ve su seviyesi değişimi yapısal cevabı etkileyebilir.

Islak çukur pompalarında emiş vorteksi su seviyesi ve giriş geometrisiyle değişir. Vibrasyon artışı yalnız rulman veya mil eğriliğine bağlanmadan seviye, vorteks gözlemi ve pompa kombinasyonu kaydedilir.

Yedek pompaların uzun süre beklemesi yatak, salmastra ve kaplin koşullarını etkileyebilir. Devir teslimi sırasında kısa süreli çalıştırma verisi normal proses ölçümüyle aynı kabul edilmemelidir. Pompa tam dolu, havası alınmış ve izin verilen çalışma noktasında kararlı hale geldikten sonra referans kayıt oluşturulur.

Emiş ve basma manometrelerinin kalibrasyon durumu da kontrol edilmelidir. Hatalı proses göstergesi, vibrasyon değişiminin yanlış çalışma noktasıyla ilişkilendirilmesine neden olabilir.

Sonuç

Pompa vibrasyon analizi, makine ve proses sınırını birlikte ele aldığında anlamlıdır. Doğru noktadaki spektrum, dalga formu ve faz; pompa eğrisi, vana konumu ve bakım geçmişiyle eşleştirilerek gereksiz parça değişimi önlenebilir. Ölçüm için BALANSTEK vibrasyon analizi hizmeti, hizalama için lazerli kaplin ayarı ve teknik içerikler için Teknik Akademi incelenebilir.