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离心泵基础：坚实的基础提高旋转设备的可靠性离心泵基础：坚实的基础提高旋转设备的可靠性前言 旋转设备的成功往往可以直接追溯到它所安装的表面和结构质量。在大多数流程泵中，当轴不对中或存在过度振动时，密封和轴承的使用寿命会受到损害。 据估计，超过80%的离心泵因机械密封或轴承问题而停机。坚实的基础可以增加泵和大多数其它类型旋转设备计划维护之间的平均时间。 图1：典型底座材料的阻尼比（图片由Base Tek提供） 虽然许多功能和选项可以纳入泵的底座，但专家们通常会同意以下最低要求： 1）安装表面应在设备的整个工作范围内持续支撑整个泵组（泵和驱动机）。 2）底座应足够坚固，以防止变形和偏转，并在按照设计要求正确安装泵组时保持泵和驱动机的对中。 3）驱动机和泵安装垫（基础）表面平面度应控制在0.002英寸/英尺（0.15 mm/m）范围内。 4）应通过允许最多0.125英寸的垫片组（3 mm）来保持最终对中【API 610第11、第12版要求在驱动机下面提供3 mm到13 mm的垫片组 - 泵沙龙注】。 5）安装孔的要求，包括尺寸和位置，不应该出现阻碍最终对中程序的螺栓约束条件。 由于多种原因，典型的设备底座和基础很容易受到损伤。 空心金属焊接底座或铸铁底座上常见的不正确的灌浆通道设计及不正确的灌浆或灌浆不充分，可能会迅速导致因转速、温度、设备力和力矩而变化的过度振动频率。 价格较低的非加固（或非重载）金属底座在运输过程中可能会发生翘曲和弯曲，需要额外的劳动力来校正，或者经常在安装时出现这种偏差。 安装的底座或基础的腐蚀和其它形式的环境恶化，可能会造成不稳定和变化的安装表面，从而导致过度的振动并导致安装设备的不对中。 底座故障通常难以在现场识别，但可能与已安装设备中反复出现的性能问题有关。识别和消除底座系统中隐藏的机械缺陷可以节省根本原因评估中的时间和麻烦。 从历史上看，底座是由金属制成的，要么是铸造的，要么是焊接的，以满足特定的设计要求。价格低廉的空心铸铁设计，以及钢板和槽钢/型钢焊接设计，在运输过程中经常发生扭曲、变形，可能需要表面处理或大量灌浆才能完成安装。这些设计很少能保持严格的平面度公差。更复杂的金属制造设计提供了增加的刚度和表面平整度，但可能仍然需要大量的灌浆来完成可靠的安装。 在泵行业中，一种流行的替代方案是使用固体聚合物混凝土底座。它们以经济的安装价格提供了可靠性工程师所期望的好处。 除了平坦的减振表面外，耐腐蚀的固体材料还可以很容易地结合集液盘、集液槽、高合金螺纹孔镶嵌件和对中装置。 这种材料通常被称为聚合物、花岗岩或矿物铸造底座，这种材料是一种定义明确的粒径骨料与热固性环氧树脂或乙烯基酯树脂结合的特殊组合。在转移成型过程中在受控环境中制造，这些材料可以铸造到精确的公差，并提供适合大多数工业应用的高机械性能。 图2：俄亥俄州Toledo市硫酸再生设施用泵 聚合物混凝土的好处 减振 该材料的聚合物基体提供的阻尼比相同几何形状的钢或铸铁材料高20至30倍（见图2）。旋转设备通常与各种扰动影响下的稳定性有关，聚合物基体可以在不增加部件质量尺寸的情况下有效地将振动降至最低。 精密安装 铸造安装表面通常在0.002 英寸/英尺以内是平坦的，这减少了软脚并加快了对中速度。螺纹插入孔通常铸造到位或使用计算机数控机床定位，以确保精确的位置和垂直度，从而消除了廉价金属底座经常出现的螺栓约束情况。难以加工的特征可以很容易地浇筑到位，最大的设计灵活性允许对任何现有的混凝土基础进行改造。 耐腐蚀性 先进的树脂与惰性天然骨料一起提供了良好的保护，以防止泵送介质（泄漏造成）的腐蚀，否则将需要昂贵的合金或腐蚀标准铸铁或钢材料底座。聚合物混凝土系统不需要额外的保护涂层或定期维护活动。 安装速度更快 聚合物混凝土底座不会像某些金属设计那样容易出现扭曲和变形，这样就不需要在安装过程中进行现场调整。大多数设计也包括调平、对中螺钉和底座内表面准备粘附灌浆，就像传统空心设计的金属底座那样。 对聚合物混凝土底座进行灌浆所需的劳动力和材料要少得多。对空心钢框架进行灌浆通常需要更高的技能，以确保消除所有空隙，因为灌浆料要与钢框架内表面进行100% 接触，以获得适当的性能和减振效果。 由于固体预制聚合物混凝土底座将在不需要灌浆的情况下保持结构完整性，因此可以避免许多潜在的安装错误。支柱安装的聚合物混凝土组件，利用了安装表面的结构稳定性，同时允许设备对管道系统的力和力矩做出反应。 聚合物混凝土材料还提供低水平的热传导，作为一种优秀的电绝缘体，具有非磁性和耐吸水性。机械性能适用于流程工业中的大多数室内外环境。 案例分析 Chemtrade Logistics在俄亥俄州Toledo市运营一个硫酸再生设施，使用了多达96台流程泵。四年前，它每年更换的密封数量为每月8到10台套。启动了一项集中技改计划，重点放在设备对中和减振上。 第一步是确保有一个可靠的基础。该设施进行了多次升级，以更换为聚合物混凝土底座。这种材料不受酸的影响，使用螺纹调平的安装人员对他们使用少量的薄浆料将新底座粘附到现有的混凝土台座上的容易程度印象深刻 - 只需要对混凝土台座进行最少的表面处理。 该团队根据泵制造商的建议，而不是联轴器制造商的建议，完成了泵和电机轴之间的正确对中，这通常允许在更大的公差下成功地进行联轴器操作。在升级底座的过程中，安装团队注意消除了管道中的过大作用力和力矩，安装伸缩节，并确保泵之前具有至少5倍管径的直管段长度。 准确的设备安装孔位置以及极其平坦的安装表面使得蓝牙精确激光对中快速而简便。每季度进行一次手持式五点振动监测，确认并加固了所有基础和设备安装的变化。 完成这些升级后，密封的使用寿命显著增加，更换量从每月平均8至10套降至0.5至1套。该工厂实现了密封成本的大幅降低，并能够将劳动力转移到其它需要关注的地方。 Chemtrade Logistics公司正在继续评估和更换底座，并采用适当的对中技术。 该部门一直强调精确维护培训，以不断加强这些坚实的工厂实践。 作者简介： Scott Sapita是俄亥俄州Middlefield市BaseTek LLC的管理合伙人和联合创始人。Sapita在旋转设备市场有29年的经验。 Thomas Hines是俄亥俄州Toledo市Chemtrade Logistics公司的维修主管。Hines有超过20年的经验，监督旋转设备的精密维护和的可靠性。 |
