Elenco di controllo dell'utente finale per il test delle prestazioni della pompa centrifuga
Indipendentemente dal fatto che una pompa sia nuova, usata e modificata di recente, o appena rinnovata con una missione di servizio critica, gli utenti finali specificano regolarmente test di accettazione delle prestazioni idrauliche per garantire le prestazioni della pompa. Il test delle prestazioni può essere complesso e dovrebbe tenere conto di una moltitudine di variabili.
I progetti dei circuiti di prova possono variare sia nella progettazione del sistema che nella selezione della strumentazione. L'immagine 1 mostra un esempio di un circuito di prova verticale a fossa aperta utilizzato per testare pompe verticali di grandi dimensioni ad alta capacità; tuttavia, i design dei cicli di test variano notevolmente nel settore.
Le applicazioni delle pompe possono rappresentare un'ampia gamma di requisiti di tolleranza per flusso, prevalenza, efficienza, potenza del freno (BHP) e prevalenza netta di aspirazione richiesta (NPSHR). Per questi motivi, l'industria delle pompe ha adottato standard di prova che vengono utilizzati per dettagliare la metodologia per testare le pompe centrifughe e definire se una pompa ha soddisfatto le specifiche di prestazione.
Immagine 1. Un esempio di circuito di prova verticale a fossa aperta utilizzato per testare pompe verticali di grandi dimensioni ad alta capacità (Immagini e grafica per gentile concessione di Rotating Equipment Repair Inc.)
L'utente finale deve garantire che lo standard di prova, insieme al grado di accettazione, sia adeguatamente specificato dall'inizio nel contratto di appalto, in base ai requisiti specifici del sistema di pompaggio.
La seguente lista di controllo si basa principalmente sui test condotti dall'Hydraulic Institute (HI) 14.6-2016, sebbene le specifiche dell'American Society of Mechanical Engineers (ASME) e dell'American Petroleum Institute (API) possano essere utilizzate con risultati equivalenti.
Figura 1. Questo grafico mostra le curve di prova corrette per una pompa verticale a stadio singolo.
Gli utenti finali devono inoltre specificare nel contratto di acquisto se desiderano che il test di accettazione sia assistito o meno. I test assistiti in genere hanno un costo maggiore; tuttavia, questa pratica consente all'acquirente di essere presente durante il test e la raccolta dei dati, garantendo l'integrità del test. Molte moderne strutture di test offrono la testimonianza a distanza tramite web cam e condivisione dello schermo. Ciò elimina le spese di viaggio per l'acquirente, pur raggiungendo l'obiettivo di un test assistito.
Per i test assistiti in loco, la seguente lista di controllo offrirà all'utente finale una guida utile per garantire un processo accurato e di successo.
Prima della prova
❑ Verificare che eventuali correzioni di elevazione necessarie vengano apportate alle letture della testa. A meno che i manometri non siano posizionati esattamente in corrispondenza delle linee centrali di aspirazione e mandata, è necessario effettuare una correzione della prevalenza per tenere conto della differenza tra l'altezza della linea centrale della pompa e la quota di misurazione.
Figure 2. Questo grafico mostra le curve di prova grezze per una pompa verticale monostadio.
❑ Assicurarsi che prima della strumentazione di misurazione del flusso siano presenti 10 diametri di tubo con passaggio liscio e tubo diritto e cinque diametri di tubo dopo. Ciò garantisce un profilo di velocità uniforme e completamente sviluppato nella sezione di misurazione del flusso.
❑ Verificare che le prese di pressione non siano più vicine di due diametri di tubo dalle flange di aspirazione/scarico. Ciò garantisce un profilo di velocità uniforme e completamente sviluppato nella sezione di misurazione della pressione.
Immagine 2. Un trasduttore di coppia che si accoppia direttamente tra il motore e la pompa.
❑ Confermare che la metodologia per il calcolo della BHP della pompa soddisfi le aspettative. Se la potenza di ingresso del motore viene utilizzata insieme all'efficienza di targa del motore, assicurarsi che il test venga condotto alla velocità nominale o testata del motore con un segnale elettrico puro (alimentazione di linea). Se il motore è alimentato con un convertitore di frequenza (VFD), l'efficienza di targa non è più valida, soprattutto a velocità diverse. Il metodo più accurato per determinare la BHP è un trasduttore di coppia calibrato e un contagiri. La maggior parte dei trasduttori di coppia disponibili in commercio si accoppiano direttamente tra il motore e la pompa (vedere l'immagine 2). Sono progettati per fornire dati calibrati sia per la coppia che per i giri al minuto (rpm).
❑ Verificare che la velocità di rotazione venga misurata accuratamente con un contagiri calibrato. L'utilizzo della velocità nominale del motore per ogni punto di flusso risulterà in imprecisioni. Lo scorrimento del motore cambia al variare delle condizioni di carico, spostandosi lungo la curva BHP/coppia dallo spegnimento della pompa al runout.
❑ Verificare che l'acqua utilizzata soddisfi i requisiti di pulizia e cloruro specifici per le pompe costruite in acciaio inossidabile austenitico per alleviare i problemi di fessurazione da tensocorrosione.
È prudente farlo con largo anticipo rispetto alla data del test, prima che la pompa sia piena d'acqua.
❑ Discutere quanti e quali punti di flusso devono essere testati.La maggior parte degli standard specifica un minimo di cinque punti di prova. Tuttavia, l'acquirente può scegliere di testare un numero significativamente maggiore di punti per definire meglio la curva delle prestazioni. La maggior parte degli standard specifica anche due punti di prova richiesti. Un punto di prova deve essere rilevato entro -5 e 0 percento, mentre un altro deve essere rilevato entro 0 e +5 percento della portata di garanzia. I restanti punti di prova possono essere distribuiti uniformemente nell'intervallo operativo oa portate specifiche su richiesta dell'acquirente (arresto, flusso minimo, run-out, ecc.).
❑ Richiedi un briefing sulla sicurezza per discutere tutti i potenziali rischi prima di iniziare il test. I test di accettazione delle prestazioni idrauliche sono condotti con sistemi di tubazioni provvisorie, supporti strutturali mobili personalizzati e in presenza di energia elettrica ad alta tensione/alta corrente. Tutte le parti devono prestare attenzione per garantire che il test venga eseguito in sicurezza.
Durante il test
❑ Dopo l'avvio, assicurarsi che le linee del manometro siano sfiatate o spurgate da tutta l'aria. Sacche d'aria o bolle possono causare notevoli imprecisioni di misurazione.
Immagine 3. La disposizione di base di un collettore ad anello su due linee di prova separate.
❑ Per i test di grado 1, assicurarsi che i manometri eseguano letture da un collettore ad anello costituito da quattro prese di pressione. L'immagine 3 mostra la disposizione di base di un collettore ad anello su due linee di prova separate in un circuito di prova nel Sussex, nel Wisconsin. Prima di eseguire qualsiasi test point, è necessario verificare che il flusso sia privo di turbolenze o asimmetrie che potrebbero influire sull'accuratezza della misurazione. La procedura per verificarlo è semplice. Dopo l'avvio, ottenere un flusso stabile al punto di garanzia. Ciascuna delle quattro prese di pressione dovrebbe quindi essere isolata, una alla volta, e la lettura della pressione registrata. Se una delle letture varia di oltre lo 0,5 percento della media aritmetica delle misurazioni, o di più di 1 volta la prevalenza della velocità in quella sezione di misurazione, è stato identificato un vortice o un'asimmetria. Il vortice o l'asimmetria devono essere corretti prima che il test possa essere condotto.
❑ Per le prove con pompa verticale in pozzo aperto, verificare che non siano presenti vortici sulla superficie dell'acqua che si estendono fino all'ingresso della pompa. Tali vortici possono influenzare significativamente le prestazioni della pompa.
❑ Assicurarsi che dopo ogni modifica dell'impostazione del flusso, l'ampiezza della fluttuazione per ciascun parametro misurato sia accettabile entro i limiti della norma da testare. Questo criterio deve essere soddisfatto per un minimo di 10 secondi; tuttavia, molti laboratori di prova utilizzeranno un valore più conservativo di circa due minuti in ciascun punto di flusso prima di acquisire un punto dati.
Dopo la prova
❑ Controllare tutti i punti dati calcolati, inclusi prevalenza dinamica totale (TDH), BHP, efficienza della pompa e NPSHR utilizzando i dati grezzi dello strumento e le equazioni pubblicate da standard di prova o un altro testo di progettazione affidabile. Anche i dati corretti per la velocità nominale e il peso specifico (SG) devono essere ricontrollati. Le correzioni possono essere ottenute utilizzando le leggi di affinità e il rapporto tra test SG e campo SG. Queste correzioni possono essere significative e non devono essere trascurate. Le figure 1 e 2 mostrano curve di prova grezze e corrette per una pompa verticale a stadio singolo (vedi pagina 68). Nota le differenze tra loro, in particolare nell'efficienza di pompaggio. Prepara un foglio di calcolo Excel prima del tuo viaggio in modo da poter controllare rapidamente i dati calcolati dopo il test.
❑ Rivedere il certificato di calibrazione di ogni strumento, che dovrebbe essere incluso nel rapporto di prova certificato finale. Assicurarsi che nessuno degli strumenti sia al di fuori dell'intervallo di calibrazione e che siano stati calibrati con gli standard tracciabili del National Institute of Standards and Technology (NIST) del Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti o con qualsiasi standard ritenuto necessario dall'assicurazione qualità. Verificare inoltre che l'accuratezza dichiarata di ciascuno strumento sia inferiore all'incertezza massima consentita del dispositivo specificata nella norma di prova.
❑ Confermare che la curva di prestazione corretta soddisfi i requisiti del contratto di acquisto, in base ai valori di tolleranza nello standard di prova. Si raccomanda di effettuare questa determinazione prima di rimuovere la pompa dal banco di prova, nel caso sia necessario ripetere il test.
Sebbene questa lista di controllo dovrebbe servire come strumento utile per gli utenti finali incaricati di specificare e testimoniare i test delle prestazioni, la responsabilità di eseguire un test accurato spetta al laboratorio di test. Tuttavia, una comprensione superficiale dei test delle prestazioni e degli standard associati consente agli utenti finali di garantire le prestazioni delle apparecchiature fornendo allo stesso tempo valore al processo di approvvigionamento/ristrutturazione.