Pendant le fonctionnement de cas divisé des pompes, des vibrations inacceptables ne sont pas souhaitées, car les vibrations gaspillent non seulement des ressources et de l'énergie, mais génèrent également du bruit inutile et même endommagent la pompe, ce qui peut entraîner de graves accidents et dommages. Les vibrations courantes sont causées par les raisons suivantes.

1. Cavitation

La cavitation produit généralement une énergie aléatoire à large bande à haute fréquence, parfois superposée à des harmoniques de fréquence de passage de lame (multiples). La cavitation est un symptôme d’une hauteur d’aspiration nette positive (NPSH) insuffisante. Lorsque le liquide pompé traverse certaines zones locales des parties d'écoulement pour une raison quelconque, la pression absolue du liquide diminue jusqu'à atteindre la pression de vapeur saturée (pression de vaporisation) du liquide à la température de pompage, le liquide se vaporise ici, générant de la vapeur, des bulles. sont formés; dans le même temps, le gaz dissous dans le liquide sera également précipité sous forme de bulles, formant un écoulement diphasique dans une zone locale. Lorsque la bulle se déplace vers la zone à haute pression, le liquide à haute pression autour de la bulle se condense, rétrécit et fait éclater rapidement la bulle. Au moment où la bulle se condense, rétrécit et éclate, le liquide autour de la bulle va remplir la cavité (formée par la condensation et la rupture) à grande vitesse, générant une forte onde de choc. Ce processus de génération de bulles et d'éclatement de bulles pour endommager les pièces traversantes est le processus de cavitation de la pompe. L'effondrement des bulles de vapeur peut être très destructeur et endommager la pompe et la turbine. Lorsque la cavitation se produit dans une pompe à boîtier divisé, cela donne l'impression que des « billes » ou des « graviers » traversent la pompe. Ce n'est que lorsque le NPSH requis de la pompe (NPSHR) est inférieur au NPSH de l'appareil (NPSHA) que la cavitation peut être évitée.

2. Pulsation du débit de la pompe

La pulsation de la pompe est une condition qui se produit lorsqu'une pompe fonctionne près de sa tête de fermeture. Les vibrations dans la forme d’onde temporelle seront sinusoïdales. De plus, le spectre sera toujours dominé par les fréquences 1X RPM et de passage des pales. Cependant, ces pics seront irréguliers, augmentant et diminuant à mesure que les pulsations de débit se produisent. Le manomètre sur le tuyau de sortie de la pompe fluctue de haut en bas. Si lapompe à boîtier diviséLa sortie est dotée d'un clapet anti-retour à battant, le bras de la vanne et le contrepoids rebondiront d'avant en arrière, indiquant un débit instable.

3. L'arbre de la pompe est plié

Le problème de l'arbre plié provoque des vibrations axiales élevées, avec des différences de phase axiales tendant vers 180° sur un même rotor. Si le coude est proche du centre de l'arbre, la vibration dominante se produit généralement à 1X RPM ; mais si le virage est proche de l'accouplement, la vibration dominante se produit à 2X RPM. Il est plus courant que l’arbre de la pompe se plie au niveau ou à proximité de l’accouplement. Un comparateur à cadran peut être utilisé pour confirmer la déflexion de l’arbre.

4. Roue de pompe déséquilibrée

Les turbines de pompe à boîtier divisé doivent être équilibrées avec précision chez le fabricant de la pompe d'origine. Ceci est particulièrement important car les forces provoquées par le déséquilibre peuvent grandement affecter la durée de vie des roulements de la pompe (la durée de vie des roulements est inversement proportionnelle au cube de la charge dynamique appliquée). Les pompes peuvent avoir des roues suspendues au centre ou en porte-à-faux. Si la roue est suspendue au centre, le déséquilibre de force dépasse généralement le déséquilibre de couple. Dans ce cas, les vibrations les plus élevées se situent généralement dans la direction radiale (horizontale et verticale). L'amplitude la plus élevée sera à la vitesse de fonctionnement de la pompe (1X RPM). En cas de déséquilibre de force, les phases horizontales latérale et médiale seront approximativement les mêmes (+/- 30°) que les phases verticales. De plus, les phases horizontales et verticales de chaque roulement de pompe diffèrent généralement d'environ 90° (+/- 30°). De par sa conception, une roue à suspension centrale a des forces axiales équilibrées sur les roulements intérieurs et extérieurs. Des vibrations axiales élevées indiquent clairement que la roue de la pompe est bloquée par des corps étrangers, provoquant une augmentation générale des vibrations axiales aux vitesses de fonctionnement. Si la pompe est équipée d'une roue en porte-à-faux, cela se traduit généralement par un régime 1X axial et radial trop élevé. Les lectures axiales ont tendance à être en phase et stables, tandis que les rotors en porte-à-faux avec des lectures de phase radiale qui peuvent être instables présentent à la fois des déséquilibres de force et de couple, dont chacun peut nécessiter une correction. C'est pourquoi les poids d'ajustement doivent généralement être placés sur 2 plans pour contrecarrer les forces et les déséquilibres de couple. Dans ce cas, il est généralement nécessaire de retirer le rotor de la pompe et de le placer sur une machine d'équilibrage pour l'équilibrer avec une précision suffisante car 2 plans ne sont généralement pas accessibles sur le site utilisateur.

5. Désalignement de l’arbre de la pompe

Le désalignement de l'arbre est une condition dans une pompe à entraînement direct dans laquelle les axes centraux de deux arbres connectés ne coïncident pas. Le désalignement parallèle est le cas où les axes centraux des arbres sont parallèles mais décalés les uns par rapport aux autres. Le spectre de vibration affichera généralement 1X, 2X, 3X... élevé, et dans les cas graves, des harmoniques de fréquence plus élevée apparaîtront. Dans le sens radial, la phase de couplage La différence est de 180°. Le désalignement angulaire montrera un axe axial élevé 1X, certains 2X et 3X, déphasé de 180° aux deux extrémités de l'accouplement.

6. Problème de roulement de pompe

Les pics aux fréquences non synchrones (y compris les harmoniques) sont des symptômes de l'usure des roulements. La courte durée de vie des roulements des pompes à carter divisé est souvent le résultat d'un mauvais choix de roulements pour l'application, comme des charges excessives, une mauvaise lubrification ou des températures élevées. Si le type de roulement et le fabricant sont connus, la fréquence spécifique de défaillance de la bague extérieure, de la bague intérieure, des éléments roulants et de la cage peut être déterminée. Ces fréquences de défaillance pour ce type de roulement peuvent être trouvées dans les tableaux de la plupart des logiciels de maintenance prédictive (PdM) actuels.