Jennifer Cardillo aşındırıcı hizmetinde pompa güvenilirliğinin sağlanmasını tartışıyor

Aşındırıcı ortamları taşımak için kullanılan pompaların güvenilirliğini korumak ve geliştirmek, özellikle yüksek enerjili uygulamalarda önemli bir zorluk teşkil edebilir. Performansı optimize etmek ve arıza süresini en aza indirmek, petrol ve gaz endüstrisinde yüksek önceliklerdir; bu hedeflere, bakımın planlanması ve mevcut varlıklara modern malzeme teknolojisinin eklenmesiyle ulaşılabilir.

Hem karadaki hem de denizdeki rafineriler ve petrol ve gaz tesisleri, yüksek akış hızlarında ve yükseklikte ürünler sunmak için çok sayıda uygulamada yüksek enerjili pompalar kullanır. Her uygulamanın, özellikle erozyona, korozyona veya aşınmaya neden olan malzemeleri içeren kendine özgü zorlukları vardır. Bu malzemeleri dağıtmaktan sorumlu pompalar sürekli saldırı altındadır ve tasarımları, dayanıklılıklarını ve verimliliklerini doğrudan etkiler.

Zorluklarla Mücadele

Yüksek enerjili pompalar, tanım gereği, onları tahrik etmek için büyük elektrik motorları kullanır ve bunlar, operasyon için enerji maliyetlerinin önemli bir kısmına katkıda bulunabilir. Verimliliği yalnızca yüzde bir puan artırmak önemli tasarruflar sağlayabilir. Ancak bunlar, plansız pompa kesintisi nedeniyle üretimin durdurulması durumunda kaybedilebilecek gelirle karşılaştırıldığında önemsiz kalır.

Açıkçası, pompa yedekliliği bu üretim tesislerinin tasarımına dahil edilmiş olup, varlıkların çıktıyı etkilemeden korunmasına olanak sağlamaktadır. Ancak işletme maliyetlerini optimize etmek için bu bakım aralıklarının sıklığının minimumda tutulması gerekir.

Olumsuz çalışma koşulları aşırı aşınma ve erozyona neden olabilir ve bunun sıklıkla, bazen birkaç ayda bir giderilmesi gerekir. Bu tür tekrarlanan onarımlar, operatörlerin pompanın tasarımını gözden geçirmesine ve bakım maliyetlerini, daha fazla güvenilirlik ve verimlilik sunabilecek yeni bir varlıkla karşılaştırmasına yol açabilir.

Maliyetlerin Değerlendirilmesi

Farklı temel ve boru gereksinimlerine sahip olabilecek yeni pompa varlıklarının kurulumuyla ilişkili sermaye harcamaları ve arıza süreleri, ekipmanın kullanılabilirliğini iyileştirme çabalarını durdurabilir. Bununla birlikte, mevcut tasarımların değerlendirilip dayanıklılığı artırırken aynı zamanda bakım maliyetlerini de azaltacak şekilde yükseltilmesi için dikkate alınması gereken bir orta yol vardır. Daha da iyisi, bu seçenek, uygun şekilde tasarlanmamış olabilecek yeni bir varlığa yatırım yapmaktan çok daha az maliyetli olacaktır.

Vaka Çalışması Örneği

Bir rafineri, kok kesme jet pompasında hızlı bir aşınma yaşıyordu ve bu, altı ila on aylık ortalama arıza arası süre (MTBF) nedeniyle önemli maliyetlere neden oluyordu. Uygulama, yüksek diferansiyel basma yüksekliği sağlayabilen ve önemli oranda aşındırıcı ince parçacıklar içeren çeşitli sıvıları idare edebilen bir pompa gerektiriyordu.

Pump specifications were the following: design: 8-stage barrel diffuser (BB5); speed: 4,200rpm; flow: approx. 1,200gpm (273m3/hr); and discharge pressure: >%4 2C { %7 B1 %7 D Psig (275 Barg).

Pompa, esasen diğer rafineri operasyonlarından gelen atık sudan oluşan kok giderme suyuyla çalışıyordu. Tipik olarak su, 2.500 ppm'de kok parçacıkları ve hidrojen sülfit gibi artık aşındırıcı ortamlar içerebilir.

Pompanın düşük akış hızlarında sık sık çalıştırılması, emme/deşarj devridaiminde hasara neden olmuştur. Yaklaşık altı aylık çalışmanın ardından, baskı yatağındaki malzeme kaybı, rotorun baskı yastıkları üzerine kaymasına neden oldu ve bu da yüksek yatak sıcaklıklarına neden oldu. Daha fazla inceleme bulundu:

Optimumun altındaki akış koşulları nedeniyle pervane giriş kanadı aşındı

Difüzör girişinde yüksek hızlı aşınma

Aşınma halkası yan yüzeylerinde korozyon erozyonu

Pervane su yollarında şaftın şiddetli erozyonu

Çalışan yüzeylerde önemli miktarda malzeme kaybı

Boşluklar orijinal tasarımdan %300 daha fazlaydı

Bu durumu iyileştirmeye yönelik seçenekler arasında pompanın daha yüksek kaliteli malzemeler kullanan yeni bir ürünle değiştirilmesi, hasarlı bileşenlerin benzer şekilde değiştirilmesi veya bazı mekanik tasarım değişikliklerinin uygulanması ve hasarlı parçaların dayanıklılığı artıracak bir kaplama malzemesi kullanılarak onarılması yer alır. . Bu üçünden sonuncusu, orta ve uzun vadede en uygun maliyetli çözümdür.

Uzun vadeli çözümler

Bu gibi durumların iyileştirilebilmesi için kök neden analizi şarttır. Orijinal malzemelerde bir kusur olmadığı sürece benzer parçaların değiştirilmesi aynı sonucu doğuracaktır. Sorunun nedenini anlayarak uzun vadeli bir çözüm sunmak mümkündür.

Bu durumda, ortamın aşındırıcı yapısı nedeniyle pervane açıklıkları artırıldı ve bu da pompa gövdesinin aşınmasına neden oldu. Ayrıca medya akış yollarının keskin köşeleri ve yüksek geliş açıları, aşındırıcı parçacıkların temel malzemeyi aşındırmasına neden oldu.

İlk gelişme, geliş açılarını azaltmak ve keskin köşeleri ortadan kaldırmak için baskı halkalarının yeniden tasarlanmasıyla geldi. Ayrıca aşınan parçalara yarıçaplar eklendi.

Bununla birlikte, uzman bilgi ve anlayışa sahip servis merkezleri tarafından uygulanması koşuluyla performansı ve güvenilirliği artırabilecek özel kaplamaların eklenmesiyle daha fazla dayanıklılık elde edilebilir. Aşınma ve korozyon direncini artırmak için tasarlanan uygulamalar için yüksek hızlı oksijen yakıtı (HVOF) kaplamalar yaygın olarak kullanılır.

Mükemmel Bağlanma

Farklı kaplamaların farklı alt tabakalarla bağlanma özellikleri biraz değişkendir, bu nedenle mükemmel bir bağ elde etmek için gereken koşulları anlamak önemlidir. Kaplama bağı, hizmetteki başarısının en kritik yönlerinden biridir. Bu nedenle kaplamayla ilgili tüm süreçlerde odak noktası olmalıdır.

Her yenileme projesinde proses spesifikasyonlarının belirlenmesi, kaplamanın uzun vadeli başarısı ve dayanıklılığı açısından çok önemlidir. Bu, onaylanmış ekipmanın ve proses parametrelerinin yanı sıra çekme mukavemeti, mikro yapı özellikleri, sertlik ve yüzey pürüzlülük değerleri gibi kaplamanın kabulü için gerekli özelliklerin detaylandırılmasını içerir.

Kaplamanın mikro yapısı ve mekanik özellikleri incelenerek istenilen spesifikasyonlarda uygulandığı ve işletmede beklenen tüm faydaları sağlayacağı doğrulanabilir.

Hassas Kaplamalar

Örnek pompaya dönecek olursak, HVOF bir görüş hattı işlemidir ve uygulama doğruluğunu optimize etmek için kaplamalar, otomatik termal püskürtme ekipmanıyla donatılmış bir robot kol kullanılarak uygulanmıştır. Pervanenin dış ve mümkün olduğunca iç yüzeyleri erozyona dayanıklı bir pompa kaplamasıyla kaplandı, şaft deliği ise aşınma önleyici bir kaplamayla kaplandı.

Pompa şaftını orijinal boyutlarına göre yenilemek için HVOF kaplama işlemi kullanılarak yeniden inşa edildi. Daha sonra kaplamanın yüzeyi yeniden birleştirilmeden önce orijinal boyutlarına göre taşlandı.

Yenilenen pompa yeniden kuruldu ve MTBF'deki artışı belirlemek için dikkatle izlendi. Aslında pompa, aşınma açısından yeniden incelenmeden önce tam iki yıl boyunca çalışmaya devam etti. Pompadaki orijinal parçaların yeniden kullanılması ve aşınma özelliklerinin yükseltilmiş kaplamalar ve uygulamanın gereksinimlerine daha uygun bileşenlerle geliştirilmesi sayesinde, yüksek basınç burcundaki açıklıklar yalnızca 0.002 inç oldu. (0,05 mm) büyük boy, iki yıllık hizmetten sonra.

Aynı zaman dilimi içerisinde operatör yedek parça kullanmaya devam etseydi kartuş bu noktada iki kez değiştirilmiş olacaktı. Bunun yerine rafineri, parçaları daha dayanıklı bir kaplamayla yükseltmeyi tercih ederek ve bazı parçaların mekanik tasarımını iyileştirerek bakım maliyetlerinde önemli bir tasarruf sağlamanın yanı sıra arıza süresini de en aza indirdi.

Petrol ve gaz sektöründe aşındırıcı ortam içeren sıvıları içeren birçok pompalama uygulaması bulunmaktadır. Pompalar bu zorlu koşullarla başa çıkacak şekilde tasarlanıp üretilmedikçe bu ekipmanın güvenilirliği büyük ölçüde etkilenebilir. Proses parametrelerindeki ve uygulamalardaki değişiklikler, eski ekipmanın olumsuz etkilenmesine neden olabilir ve uzman müdahalesi ya da tamamen değiştirme olmadan bakım maliyetleri önemli ölçüde artabilir.

Yüksek enerjili pompalar önemli bir yatırım anlamına gelir ve zorlu ortamlarda bile verimli ve güvenilir hizmet sunmaları beklenir. Operatörler, orijinal ekipman üreticisinin (OEM) uzmanlığına ve olanaklarına sahip bir ortakla çalışarak geniş bir bilgi birikiminden yararlanabilir. Uzman tasarım analiziyle birleştirilmiş deneyimli değerlendirme, yüksek enerjili pompalara uygulanacak dayanıklılık ve güvenilirlikteki iyileştirmelere olanak sağlar. Bu uygun maliyetli çözümler, hizmet ömrünü uzatmak ve işletme maliyetlerini en aza indirmek için ideal bir fırsatı temsil eder.