Практический пример: Отказ циркуляционного насоса без уплотнения щелочи
ИЗОБРАЖЕНИЕ 1: Сильное истирание обсадной колонны и кристаллизация щелочи (изображения предоставлены Saudi Aramco)
Контур регенерации щелочи, обеспечивающий удаление общей серы из ШФЛУ на газовом заводе, имеет два герметичных циркуляционных насоса бедной щелочи. Эти насосы отвечают за подачу обедненного регенерированного каустика с природным газом (нафтой) из сепаратора дисульфидов в отстойник промывки природного газа.
Обзор конструкции насоса
Эти насосы представляют собой герметичные насосы с магнитным приводом мощностью 178 лошадиных сил (л.с.) с номинальным расходом 294 галлона в минуту (галлонов в минуту) и общим дифференциальным напором 638 футов (футов). Технологическая жидкость полностью содержится внутри защитной оболочки насоса и зависит от отвода генерируемого тепла через внутренние пути смазки.
Таким образом, любое незначительное ограничение путей потока смазки поставит под угрозу состояние внутренних частей насоса, что приведет к катастрофическому отказу. Кроме того, жидкость проходит между внутренним магнитом, защитной оболочкой и через отверстия вала к задней части вала насоса, где она возвращается на всасывание насоса через отверстие балансировки тяги в рабочем колесе (рис. 3). Вал насоса, соединенный с внутренним магнитом, вращается под действием цепи магнитного потока между внутренним и внешним магнитом. Внешний магнит соединен с приводным двигателем через другой вал для передачи вращения внутреннему магниту.
Исходная информация
В нормальных условиях эксплуатации насос был отключен из-за сигнала неисправности тепловой перегрузки двигателя. Все условия процесса были проверены и признаны в пределах нормальных параметров. Позже насос был запущен снова и сразу же отключился по сигналу неисправности заглохшего двигателя.
ИЗОБРАЖЕНИЕ 2: Корпус задней втулки в сборе (держатель втулки) с поврежденной упорной накладкой и воздействием коррозии/эрозии
Было принято решение снять насос для разборки и внутреннего осмотра. Основные выводы включают:
Было чрезмерное трение между передней крышкой рабочего колеса и корпусом насоса. Кроме того, были истончены кожухи крыльчатки. Это указывает на движение с высокой тягой, как показано на изображениях 1 и 4.
Задняя упорная шайба, упорная шайба и втулка втулки на месте не обнаружены. Подшипники из карбида кремния вышли из строя, и его следы были обнаружены внутри корпуса насоса (изображения 2, 5 и 6).
Расследование и выводы
Вывод был сделан на основе вышеуказанных результатов инспекции, эксплуатационных тенденций, анализа проб щелочи в лаборатории и металлургического анализа. Анализ материала показал, что зерна титановой втулки втулки были окрашены в синий цвет, что соответствует недавно введенному технологическому катализатору в 2019 году. Это было сочтено признаком реакции коррозии.
Есть подозрение, что катализатор заполнил резервный насос, и когда он не работает, насос не может перекачивать жидкость. Затем продукт воздействует на переднюю втулку втулки, поскольку она установлена в улитке корпуса, тогда как задняя втулка втулки находится в менее доступной области насоса.
Иногда процесс подвергается высокой концентрации щелочи. Анализ материалов показывает, что в тех случаях, когда насос подвергается воздействию щелочи с более высокой концентрацией от 40% до 50%, коррозия титановой опоры втулки должна быть ускоренной.
ИЗОБРАЖЕНИЕ 3: Признаки химического воздействия (коррозии) на корпусе титановой втулки переднего неразрушающего контроля (NDE) в сборе
Как показано на Рисунке 6, предполагается, что коррозии и потери окружности титановой втулки втулки было достаточно, чтобы болты потеряли сцепление между держателем втулки и держателем. Следовательно, все держатели втулок получили возможность свободно перемещаться в радиальном и осевом направлениях, что привело к разрушению упорной прокладки и упорной шайбы из карбида кремния. Выход из строя задней упорной прокладки и упорной шайбы (активный подшипник) увеличил отрицательную тягу и осевое смещение всего ротора по направлению к корпусу насоса. Это привело к сильному износу корпуса, рабочего колеса и выхода из строя радиальной втулки.
Рекомендация
Воздействие прерывистой 50-процентной концентрации щелочи и нового типа катализатора вызвало коррозию титановой детали, что привело к выходу из строя упорного подшипника.
Пользователь подтвердил, что использование титана не является распространенным выбором, но он был запрошен пользователем во время разработки проекта. Кроме того, остальные компоненты насоса изготовлены из дуплексной нержавеющей стали и не подвергались коррозии. В соответствии с выводами, опытом пользователя и картой коррозии было рекомендовано заменить материал корпуса втулки на материал из дуплексной нержавеющей стали.
ИЗОБРАЖЕНИЕ 4: Воздействие трения рабочего колеса (истончение)
https://www.pumpsandsystems.com/