กรณีศึกษา: ความล้มเหลวของปั๊มหมุนเวียนโซดาไฟล้มเหลว
ภาพที่ 1: ปลอกการถูอย่างรุนแรงและการตกผลึกของโซดาไฟ (รูปภาพจาก Saudi Aramco)
วงจรการเกิดใหม่ของโซดาไฟที่ทำให้แน่ใจได้ว่าการกำจัดกำมะถันทั้งหมดออกจากของเหลวก๊าซธรรมชาติ (NGL) ที่โรงงานก๊าซมีปั๊มไร้ซีลหมุนเวียนโซดาไฟแบบลีนสองตัว ปั๊มเหล่านี้มีหน้าที่ส่งสารกัดกร่อนที่สร้างใหม่แบบลีนด้วยก๊าซธรรมชาติ (แนฟทา) จากตัวแยกไดซัลไฟด์ไปยังสารตั้งต้นสำหรับล้างก๊าซธรรมชาติ
ทบทวนการออกแบบเครื่องสูบน้ำ
ปั๊มเหล่านี้เป็นปั๊มขับเคลื่อนแม่เหล็กแบบไม่มีซีล 178 แรงม้า (hp) ที่มีอัตราการไหล 294 แกลลอนต่อนาที (gpm) และส่วนต่างทั้งหมด 638 ฟุต (ฟุต) ของเหลวในกระบวนการบรรจุอยู่ภายในเปลือกกักเก็บปั๊มทั้งหมด และขึ้นอยู่กับการขจัดความร้อนที่เกิดขึ้นผ่านเส้นทางการหล่อลื่นภายใน
ดังนั้น การจำกัดเส้นทางการไหลของการหล่อลื่นเพียงเล็กน้อยจะเป็นอันตรายต่อสภาพของชิ้นส่วนภายในของปั๊ม ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวอย่างรุนแรง นอกจากนี้ ของเหลวจะไหลระหว่างแม่เหล็กด้านใน เปลือกบรรจุ และผ่านรูเพลาไปทางด้านหลังของเพลาปั๊ม ซึ่งจะกลับไปสู่การดูดของปั๊มผ่านรูสมดุลแรงขับในใบพัด (ภาพที่ 3) เพลาปั๊มที่เชื่อมต่อกับแม่เหล็กด้านในจะหมุนโดยการกระทำของวงจรฟลักซ์แม่เหล็กระหว่างแม่เหล็กด้านในและด้านนอก แม่เหล็กด้านนอกเชื่อมต่อกับมอเตอร์ตัวขับผ่านเพลาอีกอันเพื่อส่งการหมุนไปยังแม่เหล็กด้านใน
ข้อมูลพื้นฐาน
ภายในสภาวะการทำงานปกติ ปั๊มถูกสะดุดเนื่องจากสัญญาณความผิดปกติของมอเตอร์โอเวอร์โหลด เงื่อนไขกระบวนการทั้งหมดได้รับการตรวจสอบและพบได้ในพารามิเตอร์ปกติ ต่อมาปั๊มเริ่มทำงานอีกครั้งและสะดุดทันทีที่สัญญาณมอเตอร์ขัดข้อง
ภาพที่ 2: ชุดประกอบตัวเรือนบุชด้านหลัง (ตัวยึดบุช) พร้อมแผ่นกันแรงขับที่เสียหายและแรงกระแทกจากการกัดกร่อน/การกัดเซาะ
การตัดสินใจถอดปั๊มเพื่อรื้อและตรวจสอบภายใน ผลการวิจัยที่สำคัญ ได้แก่ :
มีการเสียดสีมากเกินไประหว่างฝาครอบด้านหน้าของใบพัดกับปลอกปั๊ม นอกจากนี้ยังมีการทำให้ผอมบางบนผ้าห่อศพของใบพัด นี่เป็นข้อบ่งชี้ของการเคลื่อนไหวที่มีแรงขับสูงดังแสดงในภาพที่ 1 และ 4
ไม่พบแผ่นกันแรงขับด้านหลัง แหวนรองกันรุน และบุชปลอกสวมเข้าที่ ตลับลูกปืนซิลิกอนคาร์ไบด์ล้มเหลวและพบร่องรอยภายในปลอกปั๊ม (ภาพที่ 2, 5 และ 6)
การสืบสวนและการค้นพบ
ได้ข้อสรุปจากผลการตรวจสอบข้างต้น แนวโน้มการปฏิบัติงาน การวิเคราะห์ตัวอย่างในห้องปฏิบัติการกัดกร่อน และการวิเคราะห์ทางโลหะวิทยา การวิเคราะห์วัสดุพบว่าเม็ดของปลอกปลอกไทเทเนียมมีสีน้ำเงิน ซึ่งสอดคล้องกับตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการที่เพิ่งเปิดตัวในปี 2019 ซึ่งถือเป็นสัญญาณของปฏิกิริยาการกัดกร่อน
เป็นที่สงสัยว่าตัวเร่งปฏิกิริยาได้เติมปั๊มสำรองแล้ว และเมื่อไม่ได้ใช้งาน ปั๊มจะไม่สามารถกระจายของเหลวได้ จากนั้นผลิตภัณฑ์จะโจมตีบุชของปลอกด้านหน้าเนื่องจากติดตั้งอยู่ในร่องก้นหอย ในขณะที่บุชของปลอกด้านหลังอยู่ในพื้นที่ที่เข้าถึงได้น้อยกว่าของปั๊ม
ในบางครั้ง กระบวนการอาจมีความเข้มข้นของโซดาไฟสูง การวิเคราะห์วัสดุแสดงให้เห็นว่าควรมีอัตราเร่งของการกัดกร่อนของพาหะบุชปลอกไทเทเนียมในกรณีที่ปั๊มสัมผัสกับความเข้มข้นของโซดาไฟที่สูงขึ้น 40% ถึง 50%
ภาพที่ 3: สัญญาณของการโจมตีทางเคมี (การกัดกร่อน) ในชุดตัวเรือนไททาเนียมบุชการประเมินแบบไม่ทำลายด้านหน้า (NDE)
ดังแสดงในภาพที่ 6 เป็นที่สงสัยว่าการกัดกร่อนและการสูญเสียของเส้นรอบวงบุชของปลอกไททาเนียมนั้นเพียงพอแล้วที่จะทำให้สลักเกลียวสูญเสียการยึดเกาะระหว่างตัวยึดบุชกับที่ยึด ดังนั้น ตัวยึดบุชทั้งหมดจึงมีอิสระที่จะเคลื่อนที่ในแนวรัศมีและตามแนวแกน ส่งผลให้แผ่นกันแรงขับและแหวนรองกันแรงขับซิลิโคนคาร์ไบด์แตกเป็นเสี่ยง ความล้มเหลวของแผ่นกันแรงขับด้านหลังและแหวนรองกันแรงขับ (ตลับลูกปืนแบบแอกทีฟ) เพิ่มแรงขับทางลบและการเคลื่อนที่ตามแนวแกนของโรเตอร์ทั้งหมดไปยังปลอกปั๊ม ส่งผลให้เกิดการสึกหรออย่างหนักบนตัวเรือน ใบพัด และบุชรัศมี
คำแนะนำ
ผลกระทบของความเข้มข้นของโซดาไฟ 50% เป็นระยะและตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดใหม่ได้กัดกร่อนส่วนไททาเนียม ส่งผลให้ตลับลูกปืนกันรุนเสียหาย
ผู้ใช้ยืนยันว่าการใช้ไททาเนียมไม่ใช่การเลือกทั่วไป แต่ได้รับการร้องขอจากผู้ใช้ในระหว่างการออกแบบโครงการ นอกจากนี้ ส่วนประกอบอื่นๆ ของปั๊มยังทำจากสเตนเลสสตีลดูเพล็กซ์และไม่พบการกัดกร่อนใดๆ จากผลการวิจัย ประสบการณ์ของผู้ใช้และแผนภูมิการกัดกร่อน แนะนำให้อัพเกรดวัสดุตัวเรือนบุชเป็นวัสดุสแตนเลสดูเพล็กซ์
ภาพที่ 4: การกระแทกของใบพัด (การทำให้ผอมบาง)
https://www.pumpsandsystems.com/