Caso di studio: guasto della pompa di circolazione caustica senza tenuta
IMMAGINE 1: forte sfregamento dell'involucro e cristallizzazione caustica (immagini per gentile concessione di Saudi Aramco)
Il circuito di rigenerazione caustica che assicura la rimozione dello zolfo totale dai liquidi di gas naturale (NGL) in un impianto a gas ha due pompe senza tenuta a circolazione di sostanze caustiche magre. Queste pompe sono responsabili dell'erogazione della caustica magra rigenerata con gas naturale (nafta) dal separatore disolfuri al sedimentatore di lavaggio del gas naturale.
Revisione del progetto della pompa
Queste pompe sono pompe a trascinamento magnetico senza tenuta da 178 cavalli (CV) con una portata nominale di 294 galloni al minuto (gpm) e una prevalenza differenziale totale di 638 piedi (piedi). Il fluido di processo è totalmente contenuto all'interno del guscio di contenimento della pompa e dipende dalla rimozione del calore generato attraverso percorsi di lubrificazione interni.
Pertanto, qualsiasi lieve restrizione ai percorsi del flusso di lubrificazione comprometterà le condizioni delle parti interne della pompa, causando guasti catastrofici. Inoltre, il fluido scorre tra il magnete interno, il guscio di contenimento e attraverso i fori dell'albero sul retro dell'albero della pompa, dove ritorna all'aspirazione della pompa attraverso il foro di bilanciamento della spinta nella girante (immagine 3). L'albero della pompa che è collegato al magnete interno viene ruotato dall'azione del circuito di flusso magnetico tra il magnete interno ed esterno. Il magnete esterno è accoppiato al motore del motore attraverso un altro albero per trasmettere la rotazione al magnete interno.
Informazioni di base
In condizioni di funzionamento normali, la pompa è intervenuta a causa della segnalazione di guasto per sovraccarico termico del motore. Tutte le condizioni di processo sono state verificate e trovate entro i parametri normali. Successivamente, la pompa è stata riavviata ed è scattata immediatamente al segnale di guasto del motore in stallo.
IMMAGINE 2: Gruppo alloggiamento boccola posteriore (porta boccola) con cuscinetto reggispinta danneggiato e impatto di corrosione/erosione
La decisione è stata quella di rimuovere la pompa per lo smontaggio e l'ispezione interna. I risultati principali includono:
C'era uno sfregamento eccessivo tra il coperchio anteriore della girante e il corpo della pompa. Inoltre, c'era un assottigliamento sulle protezioni della girante. Questa è un'indicazione di un movimento di spinta elevato, come mostrato nelle immagini 1 e 4.
Il reggispinta posteriore, la rondella reggispinta e la boccola del manicotto non sono stati trovati in posizione. I cuscinetti in carburo di silicio si erano guastati e le sue tracce sono state trovate all'interno del corpo della pompa (immagini 2, 5 e 6).
Indagine e risultati
È stata raggiunta una conclusione sulla base dei risultati dell'ispezione di cui sopra, delle tendenze operative, dell'analisi del campione di laboratorio caustico e dell'analisi metallurgica. L'analisi del materiale ha mostrato che i grani della boccola del manicotto in titanio erano colorati di blu, coerentemente con il catalizzatore di processo appena introdotto nel 2019. Questo era considerato un segno di una reazione di corrosione.
Si sospetta che il catalizzatore abbia riempito la pompa di riserva e quando non è in funzione la pompa non sarebbe stata in grado di disperdere il liquido. Il prodotto avrebbe quindi attaccato la boccola del manicotto anteriore in quanto questa è montata nella voluta del carter, mentre la boccola del manicotto posteriore si trova in una zona meno accessibile della pompa.
Occasionalmente, il processo è soggetto a un'elevata concentrazione di caustica. L'analisi del materiale mostra che dovrebbe esserci un tasso accelerato di corrosione del supporto della boccola del manicotto in titanio nei casi in cui la pompa è esposta a concentrazioni caustiche superiori dal 40% al 50%.
IMMAGINE 3: Segni di attacco chimico (corrosione) nel gruppo boccola in titanio valutazione non distruttiva (NDE) anteriore
Come mostrato nell'immagine 6, si sospetta che la corrosione e la perdita della circonferenza della boccola del manicotto in titanio siano state sufficienti a consentire ai bulloni di perdere la presa tra il supporto della boccola e il supporto. Quindi, tutti i portabussole sono diventati liberi di muoversi radialmente e assialmente, portando la pastiglia reggispinta e la rondella reggispinta in carburo di silicio a frantumarsi. Il guasto del reggispinta posteriore e della rondella reggispinta (cuscinetto attivo) ha aumentato la spinta negativa e il movimento assiale dell'intero rotore verso il corpo della pompa. Ciò ha comportato una forte usura dell'involucro, della girante e del guasto della boccola radiale.
Raccomandazione
L'impatto della concentrazione caustica intermittente del 50% e il nuovo tipo di catalizzatore hanno corroso la parte in titanio, provocando il cedimento del cuscinetto reggispinta.
L'utente ha confermato che l'uso del titanio non è una scelta comune, ma è stato richiesto dall'utente durante la progettazione del progetto. Inoltre, gli altri componenti della pompa sono realizzati in acciaio inossidabile duplex e non hanno subito alcun attacco di corrosione. In base ai risultati, all'esperienza dell'utente e al grafico della corrosione, è stato consigliato di aggiornare il materiale dell'alloggiamento della boccola con un materiale in acciaio inossidabile duplex.
IMMAGINE 4: Impatto di sfregamento della girante (diradamento)
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