การทดสอบปั๊มไฮดรอลิกและคู่มือระบบไฮดรอลิกของ Vickers

การทดสอบปั๊มไฮดรอลิกเป็นวิธีที่เชื่อถือได้มากที่สุดในการวินิจฉัยการสูญเสียประสิทธิภาพของระบบ

ระบบไฮดรอลิกที่สูญเสียกำลัง ตอบสนองช้า หรือเกิดความร้อนมากเกินไป มักจะประสบปัญหาการสึกหรอของปั๊มภายในหรือความล้มเหลวทางกลไกอยู่เสมอ และวิธีเดียวที่จะยืนยันสิ่งนี้ได้อย่างแน่นอนคือผ่านการทดสอบปั๊มอย่างเป็นระบบ ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรที่ต่ำกว่า 85% บนปั๊มที่ควรทำงานที่ 90–95% เป็นตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนว่าจำเป็นต้องสร้างใหม่หรือเปลี่ยนใหม่ ไม่ว่าเครื่องจะปรากฏภายนอกใหม่เพียงใด การคาดเดาตามอาการทำให้เสียเวลาและนำไปสู่การเปลี่ยนชิ้นส่วนโดยไม่จำเป็น

ปั๊มไฮดรอลิกวิคเกอร์ — ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Eaton Corporation — เป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับระบบไฮดรอลิกทางอุตสาหกรรมและแบบเคลื่อนที่มานานหลายทศวรรษ การออกแบบปั๊มลูกสูบ ใบพัด และเกียร์ของพวกเขาเป็นหนึ่งในการออกแบบที่ผ่านการทดสอบและบันทึกไว้อย่างกว้างขวางที่สุดในภาคสนาม ทำให้เป็นจุดอ้างอิงที่ดีเยี่ยมสำหรับการทำความเข้าใจการวินิจฉัยปั๊มไฮดรอลิกโดยทั่วไป คู่มือนี้ครอบคลุมถึงวิธีการทดสอบ ตัวชี้วัดหลัก ข้อควรพิจารณาเฉพาะของ Vickers และวิธีการตีความผลลัพธ์อย่างถูกต้อง

ตัวชี้วัดหลักในการทดสอบปั๊มไฮดรอลิก

การทดสอบปั๊มที่มีประสิทธิผลจะวัดพารามิเตอร์ประสิทธิภาพสามตัวที่เป็นอิสระต่อกัน การประเมินแยกกันจะทำให้เห็นภาพความสมบูรณ์ของปั๊มที่ไม่สมบูรณ์และอาจทำให้เข้าใจผิดได้

ประสิทธิภาพเชิงปริมาตร

ประสิทธิภาพเชิงปริมาตร (Ev) เปรียบเทียบการไหลของเอาท์พุตจริงกับการไหลแทนที่ตามทฤษฎีที่ความเร็วที่กำหนด คำนวณดังนี้:

Ev = (เอาท์พุตการไหลตามจริง KW การไหลตามทฤษฎี) × 100%

โดยทั่วไปปั๊มใบพัด Vickers ใหม่จะทำงานที่ ประสิทธิภาพเชิงปริมาตร 92–96% ที่ความดันที่กำหนด เมื่อ Ev ลดลงต่ำกว่า 85% การรั่วไหลภายใน — ผ่านปลายใบพัด แผ่นด้านข้าง หรือแผ่นพอร์ตที่สึกหรอ — มีนัยสำคัญมากพอที่จะทำให้ประสิทธิภาพของระบบลดลง ต่ำกว่า 80% ปั๊มจะหมดอายุการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่

ประสิทธิภาพโดยรวม (ทั้งหมด)

ประสิทธิภาพโดยรวมคำนึงถึงการสูญเสียเชิงปริมาตรและการสูญเสียทางกล (แรงเสียดทานภายในปั๊ม) มันเป็นผลิตภัณฑ์ของประสิทธิภาพเชิงปริมาตรและประสิทธิภาพเชิงกล ปั๊มอุตสาหกรรมที่ดีต่อสุขภาพควรแสดงประสิทธิภาพโดยรวมระหว่าง 85–92% . ปั๊มที่มีประสิทธิภาพเชิงปริมาตรที่ดีแต่ประสิทธิภาพเชิงกลต่ำมักมีการสึกหรอของแบริ่ง การวางแนวที่ไม่ตรง หรือการลากของซีลเพลา ซึ่งส่งผลให้ความต้องการแรงบิดอินพุตเพิ่มขึ้น

อัตราการไหลของท่อระบายน้ำกรณี

สำหรับปั๊มลูกสูบและการออกแบบการเคลื่อนที่แบบแปรผัน รวมถึงซีรีส์ Vickers PVB และ PVH การไหลของเคสถือเป็นตัวบ่งชี้การวินิจฉัยที่สำคัญ โดยทั่วไปอัตราการไหลของท่อระบายน้ำในกรณีปกติจะอยู่ที่ 1–3% ของเอาท์พุตปั๊มที่กำหนด . เมื่อการไหลของท่อระบายน้ำเคสเกิน 10% ของเอาต์พุตที่กำหนด การสึกหรอภายในถึงระดับที่ต้องได้รับการดูแลทันที การวัดการไหลของท่อระบายน้ำเคสต้องใช้มิเตอร์วัดการไหลเฉพาะที่ต่อเข้ากับท่อระบาย — ไม่สามารถประมาณได้จากพฤติกรรมของระบบเพียงอย่างเดียว

ขั้นตอนการทดสอบปั๊มไฮดรอลิกมาตรฐาน

การทดสอบปั๊มสามารถทำได้ในระบบ (โดยติดตั้งปั๊มไว้) หรือบนแท่นทดสอบเฉพาะหลังการถอดออก การทดสอบแบบตั้งโต๊ะให้ข้อมูลที่แม่นยำและทำซ้ำได้มากกว่า ในขณะที่การทดสอบในระบบทำได้เร็วกว่าและไม่จำเป็นต้องถอดปั๊มออก ทั้งสองวิธีเป็นไปตามหลักการวัดผลเดียวกัน

การทดสอบการไหลและแรงดันในระบบ

1. ติดตั้งเครื่องวัดการไหลและเกจวัดความดัน ในท่อทางออกของปั๊ม ด้านล่างของปั๊ม แต่ต้นน้ำของวาล์วควบคุมทิศทาง ใช้ข้อต่อทีที่มีพิกัดสำหรับแรงดันใช้งานสูงสุดของระบบ
2. อุ่นระบบ จนถึงอุณหภูมิการทำงานปกติ — โดยทั่วไปคือ 120–140°F (49–60°C) สำหรับระบบไฮดรอลิกน้ำมันแร่ส่วนใหญ่ การทดสอบความเย็นทำให้อ่านค่าการไหลสูงเกินจริงเนื่องจากความหนืดของของเหลวเพิ่มขึ้น ผลลัพธ์ที่ได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100°F ไม่น่าเชื่อถือสำหรับการคำนวณประสิทธิภาพ
3. บันทึกกระแสพื้นฐาน (ไม่มีโหลด) ที่ความดันของระบบขั้นต่ำกับระบบที่อุณหภูมิการทำงาน สิ่งนี้จะกำหนดความสามารถในการไหลอิสระของปั๊ม
4. ใช้แรงดันโหลดที่ควบคุม โดยใช้วาล์วควบคุมการไหลหรือโหลดวาล์วดาวน์สตรีม โดยเพิ่มแรงดันทีละขั้น (เช่น เพิ่มขึ้น 500 psi) จนถึงแรงดันใช้งานที่กำหนด บันทึกการไหลในแต่ละขั้นตอนของแรงดัน
5. คำนวณประสิทธิภาพเชิงปริมาตร ที่ความดันที่กำหนดโดยใช้สูตรด้านบน โดยอ้างอิงข้อกำหนดการเคลื่อนที่ของปั๊มจากเอกสารข้อมูลของผู้ผลิต
6. วัดการไหลของท่อระบายน้ำกรณี แยกกันหากปั๊มเป็นแบบลูกสูบหรือแบบเปลี่ยนตำแหน่ง วางมิเตอร์วัดการไหลลงในท่อระบายและบันทึกการไหลที่แรงดันใช้งานที่กำหนด

โปรโตคอลการทดสอบแบบตั้งโต๊ะ

การทดสอบแบบตั้งโต๊ะจะทำให้ปั๊มทำงานบนแท่นทดสอบเฉพาะที่มีมอเตอร์ขับเคลื่อน ถังเก็บของเหลว เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และเครื่องมือวัดการไหลและแรงดันที่สอบเทียบแล้ว ช่วยให้สามารถควบคุมความเร็ว อุณหภูมิ และโหลดได้อย่างแม่นยำ โดยขจัดตัวแปรที่มีอยู่ในการทดสอบภายในระบบ ISO 4409 เป็นมาตรฐานสากลที่ใช้ควบคุมวิธีการทดสอบประสิทธิภาพของปั๊มไฮดรอลิกและมอเตอร์ และระบุข้อกำหนดความแม่นยำในการวัด คุณสมบัติของของเหลวทดสอบ และรูปแบบการรายงาน การทดสอบการยอมรับของโรงงาน Vickers/Eaton เป็นไปตามมาตรฐานนี้ และศูนย์ทดสอบอิสระก็ควรปฏิบัติตามเช่นกัน

พารามิเตอร์การทดสอบบัลลังก์สำคัญที่จะบันทึกอย่างน้อย:

• ความเร็วเพลาอินพุต (RPM) — วัดด้วยเครื่องวัดวามเร็วหรือตัวเข้ารหัส
• ความดันขาเข้า (การดูด) — ต้องอยู่เหนือความดันไอของเหลวเพื่อป้องกันการเกิดโพรงอากาศ
• แรงดันขาออกที่จุดโหลดหลายจุด
• อัตราการไหลของเอาท์พุตในแต่ละขั้นตอนของแรงดัน
• แรงบิดอินพุตหรือการใช้พลังงาน
• อุณหภูมิของของไหลที่ทางเข้าและทางออก
• การไหลของท่อระบายน้ำเคส (สำหรับประเภทปั๊มที่เกี่ยวข้อง)
• ระดับเสียงรบกวนในหน่วย dB(A) ที่ความเร็วและความดันที่กำหนด

ซีรี่ส์ปั๊มไฮดรอลิกของ Vickers: ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญและข้อมูลอ้างอิงในการทดสอบ

Vickers (Eaton Vickers) ผลิตปั๊มหลายตระกูลที่แตกต่างกัน โดยแต่ละตระกูลมีรูปทรงภายใน คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ และข้อพิจารณาในการทดสอบที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจว่าคุณกำลังใช้งานซีรีส์ใดถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้พารามิเตอร์การทดสอบที่ถูกต้องและการตีความผลลัพธ์ตามข้อกำหนดจำเพาะที่เหมาะสม

การทดสอบปั๊มดิสเพลสเมนต์แบบแปรผัน Vickers: การตรวจสอบเพิ่มเติม

แบบจำลองการเคลื่อนที่แบบแปรผัน (PVB, PVH) จำเป็นต้องมีการทดสอบการทำงานเพิ่มเติม นอกเหนือจากการวัดการไหลและประสิทธิภาพ เครื่องชดเชยแรงดันซึ่งช่วยลดการเคลื่อนที่เพื่อรักษาแรงดันที่ตั้งไว้ จะต้องได้รับการตรวจสอบว่าตอบสนองอย่างถูกต้องและรักษาจุดที่ตั้งไว้อย่างมั่นคง แถบเดดแบนด์ของตัวชดเชยไม่ควรเกิน ±75 psi (5 บาร์) จากจุดที่ตั้งไว้บนปั๊มซีรีส์ PVH ที่ทำงานอย่างเหมาะสม . การตอบสนองของตัวชดเชยที่ช้าหรือสั่น บ่งชี้ว่าซีลสปูลสึกหรอ สปริงล้า หรือช่องควบคุมที่ปนเปื้อน

การตีความผลการทดสอบ: ตัวเลขมีความหมายอย่างไรในทางปฏิบัติ

ข้อมูลการทดสอบดิบจะสามารถใช้งานได้เมื่อตีความตามเกณฑ์การยอมรับที่กำหนดไว้เท่านั้น ช่วงอ้างอิงต่อไปนี้ใช้กับกลุ่มปั๊มไฮดรอลิกที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างดี และสอดคล้องกับคำแนะนำด้านเอกสารการบริการของ Vickers/Eaton

โหมดความล้มเหลวทั่วไปที่พบในระหว่างการทดสอบปั๊มไฮดรอลิก

การทดสอบแทบจะไม่เพียงแค่ยืนยันว่าปั๊มนั้นดีหรือไม่ดี แต่ยังชี้ไปที่กลไกความล้มเหลวเฉพาะอีกด้วย การรับรู้รูปแบบเหล่านี้ช่วยลดเวลาในการวินิจฉัยและเป็นแนวทางในการตัดสินใจซ่อมแซม

การเกิดโพรงอากาศ

การเกิดโพรงอากาศ occurs when fluid pressure at the pump inlet drops below the fluid's vapor pressure, causing vapor bubbles to form and then collapse violently as pressure recovers. Testing signatures include elevated noise (a characteristic grinding or rattling sound), erratic flow readings, and rapid performance degradation. สุญญากาศทางเข้าที่เกิน 5 นิ้วปรอท (17 kPa สัมบูรณ์) เป็นเกณฑ์ความเสี่ยงหลักของการเกิดโพรงอากาศสำหรับการออกแบบปั๊ม Vickers ส่วนใหญ่ สาเหตุหลัก ได้แก่ ตัวกรองการดูดอุดตัน ท่อดูดขนาดเล็ก หรือของเหลวที่มีอากาศละลายมากเกินไป

การสึกหรอภายใน (การสึกกร่อนของใบพัดและแผ่นพอร์ต)

ในปั๊มใบพัด Vickers ปลายใบพัดและพื้นผิววงแหวนลูกเบี้ยวสึกหรอเมื่อเวลาผ่านไป การทดสอบเผยให้เห็นการสูญเสียประสิทธิภาพเชิงปริมาตรแบบก้าวหน้าซึ่งจะแย่ลงเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น เส้นโค้งประสิทธิภาพแบบแบนที่ลดลงอย่างสูงเหนือแรงดันช่วงกลางเป็นลักษณะเฉพาะของการสึกหรอของปลายใบพัด การสึกหรอของแผ่นพอร์ตในปั๊มลูกสูบมีรูปแบบคล้ายกัน เงื่อนไขทั้งสองได้รับการยืนยันโดยการแยกชิ้นส่วนและการวัดระยะห่างโดยตรงโดยเทียบกับความคลาดเคลื่อนของผู้ผลิต

ความเสียหายที่เกี่ยวข้องกับการปนเปื้อน

การปนเปื้อนของอนุภาคมีความรับผิดชอบ มากกว่า 70% ของความล้มเหลวของส่วนประกอบไฮดรอลิก ตามการศึกษาอุตสาหกรรม การสึกหรอจากการเสียดสีจากอนุภาคในช่วง 5-15 ไมครอน ซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า จะเร่งการขยายตัวของระยะห่างทั่วทั้งปั๊ม การทดสอบแสดงให้เห็นว่านี่เป็นการสูญเสียประสิทธิภาพโดยทั่วไปรวมกับการไหลของเคสที่เพิ่มขึ้น การวิเคราะห์น้ำมัน (การนับอนุภาคตาม ISO 4406) ควรมาพร้อมกับการทดสอบปั๊มเสมอเมื่อสงสัยว่ามีการปนเปื้อน ข้อมูลจำเพาะของ Vickers สำหรับซีรีย์ปั๊มส่วนใหญ่เรียกร้อง ความสะอาด ISO 4406 16/14/11 หรือดีกว่า เพื่ออายุการใช้งานที่เชื่อถือได้

ซีลเพลาและแบริ่งล้มเหลว

ความล้มเหลวของซีลเพลามักพบได้ในระหว่างการทดสอบโดยการรั่วไหลภายนอกที่จุดทางออกของเพลา รวมกับการไหลของท่อระบายเคสที่เพิ่มขึ้น ความล้มเหลวของตลับลูกปืนทำให้เกิดแรงบิดอินพุตเพิ่มขึ้น (ประสิทธิภาพเชิงกลลดลง) และมักจะเกิดเสียงก้องความถี่ต่ำที่ชัดเจนซึ่งแตกต่างจากเสียงคาวิเทชั่นที่มีระดับเสียงสูงกว่า ความล้มเหลวของตลับลูกปืนในปั๊มลูกสูบ Vickers มักจะตรวจสอบย้อนกลับได้จากการไม่ตรงแนวระหว่างปั๊มและมอเตอร์ขับเคลื่อน — ข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่งมากกว่า 0.003 นิ้ว TIR (การหมดแรงของตัวบ่งชี้รวม) ช่วยลดอายุการใช้งานของตลับลูกปืนได้อย่างมาก

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการบำรุงรักษาปั๊มไฮดรอลิกของ Vickers ระหว่างการทดสอบ

การทดสอบระบุถึงปัญหา การบำรุงรักษาเชิงป้องกันจะลดความถี่ลง แนวปฏิบัติต่อไปนี้นำมาจากแนวทางการบริการของ Eaton Vickers และมาตรฐานการบำรุงรักษาระบบไฮดรอลิกที่กำหนดไว้

• รักษาความสะอาดของของเหลวให้เท่ากับหรือสูงกว่าระดับความสะอาด ISO ที่ระบุของปั๊ม สำหรับปั๊มซีรีส์ PVH ที่ทำงานที่แรงดันสูง หมายถึง ISO 16/14/11 หรือดีกว่า ใช้การกรองแบบไตด์ลูประหว่างกะในการใช้งานที่มีความต้องการสูง
• เปลี่ยนน้ำมันไฮดรอลิกตามเงื่อนไข ไม่ใช่แค่ตามกำหนดเวลา ใช้การวิเคราะห์น้ำมันเป็นประจำเพื่อตรวจสอบความหนืด ออกซิเดชัน และจำนวนอนุภาค ของเหลวที่ดูสะอาดตาอาจมีการปนเปื้อนอย่างมากในช่วง 5-25 ไมครอน ซึ่งทำให้ปั๊มเสียหายมากที่สุด
• ตรวจสอบและทำความสะอาดตัวกรองการดูดทุกครั้งที่เปลี่ยนของเหลว ตัวกรองที่อุดตันบางส่วนเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวของปั๊มที่เกิดจากการเกิดโพรงอากาศ และเป็นหนึ่งในสาเหตุที่ง่ายที่สุดในการป้องกัน
• ตรวจสอบการจัดตำแหน่งเพลาทุกครั้งที่ถอดปั๊มออกและติดตั้งใหม่ ใช้ตัวบ่งชี้การหมุนเพื่อยืนยันว่า TIR อยู่ภายในข้อกำหนด ข้อต่อแบบยืดหยุ่นจะชดเชยการเยื้องศูนย์เล็กน้อย แต่ไม่ควรทดแทนการติดตั้งที่ถูกต้อง
• อย่าสตาร์ทปั๊มลูกสูบ Vickers ให้แห้ง เติมน้ำมันไฮดรอลิกที่สะอาดลงในเคสล่วงหน้าผ่านทางช่องระบายของเคสก่อนสตาร์ทเครื่องครั้งแรกหรือหลังจากบริการใดๆ ที่ทำให้ตัวเรือนปั๊มระบายออก การใช้ปั๊มลูกสูบให้แห้งแม้เพียงชั่วครู่ก็ทำให้ตลับลูกปืนและแผ่นวาล์วเสียหายทันที
• ผลการทดสอบแนวโน้มเมื่อเวลาผ่านไป แทนที่จะประเมินการทดสอบแต่ละรายการแยกกัน ปั๊มที่ประสิทธิภาพเชิงปริมาตร 91% นั้นดีต่อสุขภาพ แต่ถ้าอยู่ที่ 95% เมื่อหกเดือนที่แล้วและ 91% ในวันนี้ แนวโน้มขาลงรับประกันว่าจะต้องมีการตรวจสอบก่อนที่จะข้ามเกณฑ์การดำเนินการ

เมื่อใดควรสร้างใหม่เทียบกับเปลี่ยนปั๊มไฮดรอลิก Vickers

ผลการทดสอบที่อยู่ต่ำกว่าเกณฑ์ที่ยอมรับได้จะแสดงการตัดสินใจในการสร้างใหม่เทียบกับการแทนที่ สำหรับปั๊ม Vickers โดยทั่วไปแล้ว เศรษฐศาสตร์มักจะนิยมสร้างปั๊มใหม่ที่มีขนาดใหญ่กว่าและมีราคาแพงกว่า และทดแทนสำหรับรุ่นที่มีรางคงที่ขนาดเล็กกว่า

• โดยทั่วไปการสร้างใหม่จะคุ้มค่า สำหรับปั๊มดิสเพลสเมนต์ตัวแปรซีรีส์ Vickers PVH และ PVB ซึ่งการสร้างใหม่ที่ได้รับอนุญาตจากโรงงานมีค่าใช้จ่าย 30–60% ของราคาต่อหน่วยใหม่และคืนสภาพปั๊มให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของโรงงานเมื่อดำเนินการอย่างถูกต้อง
• การแทนที่นั้นใช้งานได้จริงมากกว่า สำหรับปั๊มใบพัดซีรีส์ V และ VQ ที่มีระยะกระจัดน้อยกว่า โดยที่ต้นทุนต่อหน่วยใหม่ค่อนข้างต่ำและสร้างต้นทุนค่าแรงขึ้นมาใหม่หรือเกินกว่าต้นทุนการเปลี่ยน
• ไม่ว่าจะตัดสินใจสร้างหรือเปลี่ยนใหม่ก็ตาม ระบุสาเหตุที่แท้จริงที่ระบุในระหว่างการทดสอบเสมอ ก่อนที่จะติดตั้งปั๊มใดๆ ใหม่ ปั๊มที่สร้างใหม่หรือปั๊มใหม่ที่ติดตั้งในระบบที่มีของเหลวปนเปื้อน ตัวกรองที่อุดตัน หรือไดรฟ์ที่ไม่ตรงแนวจะล้มเหลวในไทม์ไลน์เดียวกันกับหน่วยที่เปลี่ยน