قائمة مراجعة المستخدم النهائي لاختبار أداء مضخة الطرد المركزي
سواء كانت المضخة جديدة أو مستعملة أو تم تعديلها مؤخرًا أو تم تجديدها حديثًا بمهمة خدمة حرجة ، يحدد المستخدمون النهائيون بشكل روتيني اختبارات قبول الأداء الهيدروليكي لضمان أداء المضخة. يمكن أن يكون اختبار الأداء معقدًا ويجب أن يراعي العديد من المتغيرات.
يمكن أن تختلف تصميمات حلقة الاختبار في كل من تصميم النظام واختيار الأجهزة. تُظهر الصورة 1 مثالاً لحفرة مفتوحة ، حلقة اختبار عمودية تُستخدم لاختبار مضخات عمودية كبيرة وعالية السعة ؛ ومع ذلك ، تختلف تصميمات حلقة الاختبار اختلافًا كبيرًا عبر الصناعة.
يمكن أن تمثل تطبيقات المضخة نطاقًا واسعًا من متطلبات تحمل التدفق والرأس والكفاءة وقدرة الفرامل (BHP) وصافي الشفط الإيجابي المطلوب (NPSHR). لهذه الأسباب ، اعتمدت صناعة المضخات معايير اختبار تُستخدم لتفصيل منهجية اختبار مضخات الطرد المركزي وتحديد ما إذا كانت المضخة قد استوفت مواصفات الأداء.
الصورة 1. مثال على حفرة مفتوحة ، حلقة اختبار عمودية تستخدم لاختبار مضخات عمودية كبيرة وعالية السعة (الصور والرسومات مقدمة من شركة Rotating Equipment Repair Inc.)
يجب على المستخدم النهائي التأكد من أن معيار الاختبار ، إلى جانب درجة القبول ، محدد بشكل صحيح من البداية في عقد الشراء ، بناءً على متطلبات نظام الضخ المحددة.
تستند قائمة المراجعة التالية بشكل أساسي إلى اختبار المعهد الهيدروليكي (HI) 14.6-2016 ، على الرغم من أنه يمكن استخدام مواصفات الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) ومعهد البترول الأمريكي (API) مع نتائج مماثلة.
الشكل 1. يوضح هذا الرسم البياني منحنيات الاختبار المصححة لمضخة عمودية أحادية المرحلة.
يجب على المستخدمين النهائيين أيضًا أن يحددوا في عقد الشراء ما إذا كانوا يرغبون في أن يشهد اختبار القبول أم لا. عادةً ما تأتي الاختبارات المُشاهدة بتكلفة متزايدة ؛ ومع ذلك ، تسمح هذه الممارسة للمشتري بالتواجد أثناء الاختبار وجمع البيانات ، مما يضمن سلامة الاختبار. توفر العديد من مرافق الاختبار الحديثة إمكانية المشاهدة عن بُعد عبر كاميرات الويب ومشاركة الشاشة. هذا يلغي نفقات السفر للمشتري ، مع تحقيق هدف الاختبار المشهود.
بالنسبة للاختبارات التي تمت في الموقع ، ستوفر قائمة المراجعة التالية للمستخدم النهائي دليلًا مفيدًا لضمان عملية دقيقة وناجحة.
قبل الاختبار
❑ تحقق من إجراء أي تصحيحات ضرورية للارتفاع على قراءات الرأس. ما لم تكن مقاييس الضغط موجودة بدقة عند خطوط مركز الشفط والتفريغ ، يجب إجراء تصحيح للرأس لمراعاة الفرق بين ارتفاع خط الوسط للمضخة وارتفاع القياس.
الأشكال 2. يوضح هذا الرسم البياني منحنيات الاختبار الأولية لمضخة عمودية أحادية المرحلة.
❑ تأكد من وجود 10 أقطار من الأنابيب ذات التجويف الأملس والأنبوب المستقيم من قبل ، وخمسة أقطار من الأنابيب بعد أجهزة قياس التدفق. هذا يضمن شكل سرعة موحد ومتطور بالكامل في قسم قياس التدفق.
❑ تحقق من أن ضمادات الضغط لا تبعد عن حواف الشفط / التفريغ بأكثر من قطري أنبوب. هذا يضمن شكل سرعة موحد ومتطور بالكامل في قسم قياس الضغط.
صورة 2. محول طاقة عزم الدوران يربط مباشرة بين المحرك والمضخة.
❑ تأكد من أن منهجية حساب مضخة BHP تلبي التوقعات. إذا تم استخدام طاقة إدخال المحرك جنبًا إلى جنب مع كفاءة لوحة اسم المحرك ، فتأكد من إجراء الاختبار بالسرعة المصنفة أو المختبرة للمحرك بإشارة كهربائية نقية (طاقة الخط). إذا كان المحرك يعمل بمحرك تردد متغير (VFD) ، فإن كفاءة لوحة الاسم لم تعد صالحة ، خاصة عند السرعات المختلفة. الطريقة الأكثر دقة لتحديد BHP هي محول عزم دوران معاير ومقياس سرعة الدوران. تقترن معظم محولات عزم الدوران المتوفرة تجارياً مباشرة بين المحرك والمضخة (انظر الصورة 2). وهي مصممة لإعطاء بيانات مُعايرة لكل من عزم الدوران والثورات في الدقيقة (rpm).
❑ تحقق من أن سرعة الدوران يتم قياسها بدقة باستخدام مقياس سرعة الدوران المعاير. سيؤدي استخدام السرعة المقدرة للمحرك لكل نقطة تدفق إلى عدم الدقة. يتغير انزلاق المحرك مع تغير ظروف التحميل ، متحركًا على طول منحنى BHP / عزم الدوران من إيقاف تشغيل المضخة إلى نفاد نفادها.
❑ تحقق من أن الماء المستخدم يلبي متطلبات النظافة والكلوريد على وجه التحديد للمضخات المصنوعة من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ للتخفيف من مخاوف تكسير الإجهاد والتآكل.
من الحكمة القيام بذلك في وقت مبكر من تاريخ الاختبار ، قبل ملء المضخة بالماء.
❑ ناقش عدد نقاط التدفق التي سيتم اختبارها وأيها.تحدد معظم المعايير ما لا يقل عن خمس نقاط اختبار. ومع ذلك ، قد يختار المشتري الحصول على عدد أكبر من النقاط التي تم اختبارها لتحديد منحنى الأداء بشكل أفضل. تحدد معظم المعايير أيضًا نقطتي اختبار مطلوبتين. يجب أن تؤخذ نقطة اختبار واحدة في حدود -5 و 0 في المائة ، بينما يجب أن تؤخذ نقطة اختبار أخرى في حدود 0 و +5 في المائة من معدل تدفق الضمان. قد يتم توزيع نقاط الاختبار المتبقية بالتساوي عبر نطاق التشغيل ، أو بمعدلات تدفق محددة بناءً على طلب المشتري (الإغلاق ، والحد الأدنى من التدفق ، والنفاذ ، وما إلى ذلك).
❑ اطلب موجزًا عن السلامة لمناقشة جميع المخاطر المحتملة قبل بدء الاختبار. يتم إجراء اختبارات قبول الأداء الهيدروليكي باستخدام أنظمة أنابيب مؤقتة ودعامات هيكلية متحركة مخصصة وفي وجود كهرباء عالية الجهد / عالية التيار. يجب توخي الحذر من قبل جميع الأطراف لضمان إجراء الاختبار بأمان.
أثناء الاختبار
❑ بعد بدء التشغيل ، تأكد من تهوية خطوط القياس أو تطهيرها من كل الهواء. يمكن أن تتسبب الجيوب الهوائية أو الفقاعات في عدم دقة القياس بشكل كبير.
الصورة 3. الترتيب الأساسي لمشعب حلقي على خطين اختبار منفصلين.
❑ بالنسبة للاختبار من الدرجة الأولى ، تأكد من أن مقاييس الضغط تأخذ قراءات من مشعب حلقي يتكون من أربعة ضغطات ضغط. توضح الصورة 3 الترتيب الأساسي لمشعب حلقي على خطين اختبار منفصلين في حلقة اختبار في ساسكس ، ويسكونسن. قبل أخذ أي نقاط اختبار ، يجب التحقق من التدفق ليكون خاليًا من الدوامات أو عدم التناسق الذي قد يؤثر على دقة القياس. إجراء التحقق من ذلك بسيط. بعد بدء التشغيل ، تحقق تدفقًا مستقرًا عند نقطة الضمان. يجب بعد ذلك عزل كل ضغط من الضمادات الأربعة ، واحدة تلو الأخرى ، وتسجيل قراءة الضغط. إذا اختلفت إحدى القراءات بأكثر من 0.5 بالمائة من المتوسط الحسابي للقياسات ، أو بأكثر من 1 مرة من رأس السرعة في قسم القياس هذا ، فقد تم تحديد دوامة أو عدم تناسق. يجب تصحيح الدوامة أو عدم التناسق قبل إجراء الاختبار.
❑ بالنسبة لاختبارات المضخة العمودية في حفرة مفتوحة ، تحقق من عدم وجود دوامات على سطح الماء الممتدة لأسفل إلى مدخل المضخة. يمكن أن تؤثر هذه الدوامات بشكل كبير على أداء المضخة.
❑ تأكد من أنه بعد كل تغيير في إعداد التدفق ، يكون اتساع التذبذب لكل معلمة مقاسة مقبولاً ضمن حدود المعيار الذي يتم اختباره. يجب استيفاء هذه المعايير لمدة لا تقل عن 10 ثوانٍ ؛ ومع ذلك ، ستستخدم العديد من معامل الاختبار قيمة أكثر تحفظًا تبلغ دقيقتين تقريبًا في كل نقطة تدفق قبل أخذ نقطة بيانات.
بعد الاختبار
❑ تحقق من جميع نقاط البيانات المحسوبة بما في ذلك الرأس الديناميكي الكلي (TDH) و BHP وكفاءة المضخة و NPSHR باستخدام بيانات الأداة الأولية والمعادلات المنشورة من معايير الاختبار أو نص هندسي موثوق آخر. يجب أيضًا إعادة التحقق من البيانات المصححة للسرعة المقدرة والجاذبية النوعية (SG). يمكن إجراء التصحيحات باستخدام قوانين التقارب ونسبة اختبار SG إلى المجال SG. يمكن أن تكون هذه التصحيحات كبيرة ولا ينبغي إغفالها. يوضح الشكلان 1 و 2 منحنيات الاختبار الأولية والمصححة لمضخة عمودية أحادية المرحلة (انظر الصفحة 68). لاحظ الفروق بينهما ، وتحديداً في كفاءة الضخ. قم بإعداد جدول بيانات Excel قبل رحلتك حتى تتمكن من التحقق بسرعة من البيانات المحسوبة بعد الاختبار.
❑ قم بمراجعة شهادة معايرة كل جهاز ، والتي يجب تضمينها في تقرير الاختبار النهائي المعتمد. تأكد من عدم وجود أي من الأجهزة خارج فاصل المعايرة الخاص بها وأنه تمت معايرتها مع معايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) التابع لوزارة التجارة الأمريكية والتي يمكن تتبعها ، أو إلى أي معيار يراه ضمان الجودة ضروريًا. تحقق أيضًا من أن الدقة المحددة لكل أداة أقل من الحد الأقصى المسموح به لعدم اليقين في الجهاز المحدد في معيار الاختبار.
❑ تأكد من أن منحنى الأداء المصحح يلبي متطلبات عقد الشراء ، بناءً على قيم التفاوت في معيار الاختبار. يوصى بإجراء هذا التحديد قبل إخراج المضخة من منصة الاختبار ، في حالة الحاجة إلى إعادة الاختبار.
في حين أن قائمة التحقق هذه يجب أن تكون بمثابة أداة مفيدة للمستخدمين النهائيين المكلفين بتحديد اختبارات الأداء ومشاهدتها ، فإن مسؤولية إجراء اختبار دقيق تقع على عاتق مختبر الاختبار. ومع ذلك ، فإن الفهم السريع لاختبار الأداء والمعايير المرتبطة به يمكّن المستخدمين النهائيين من ضمان أداء المعدات مع توفير قيمة لعملية الشراء / التجديد.