Seguro de desempenho para bombas de missão crítica em uma usina de pico

Jul 01, 2023

Seja um engenheiro de confiabilidade ou um gerente de compras em uma usina de energia, ninguém quer saber que sua bomba em uma aplicação de missão crítica está além do reparo. No entanto, isso pode acontecer quando as verificações de integridade de uma bomba nunca são programadas, especialmente se, devido a uma escolha afortunada do equipamento, a bomba funcionou de forma confiável por várias décadas.

Isso ocorreu com um fornecedor primário de energia elétrica de backup, que fornece energia suplementar para clientes residenciais e comerciais em seu território quando a rede elétrica fica sobrecarregada.

As condições do processo mudaram várias vezes ao longo dos anos, pois os padrões federais de emissão exigiam que os fornecedores de energia reduzissem a poluição. Mas o que não mudou foi a confiabilidade das duas bombas de combustível de parafuso duplo da usina. Nenhuma das bombas falhou durante esse tempo, apesar de sua idade de mais de 40 anos. No entanto, as viscosidades do combustível foram reduzidas várias vezes ao longo das décadas, à medida que as condições do processo foram alteradas, e as bombas não foram projetadas para operar nessa situação.

As duas bombas de parafuso duplo forneciam combustível para duas turbinas separadas, que geravam a energia. Cada um funcionava separadamente, com apenas um necessário por vez para fornecer 100% das obrigações de produção da fábrica, e o segundo era reserva, se necessário. No entanto, o desempenho confiável e consistente das bombas deu à planta uma falsa sensação de segurança, e a planta não tinha estocado kits de reparos grandes ou pequenos para responder a paradas inesperadas, caso ocorressem.

O fabricante da bomba de parafuso duplo realizou uma auditoria em toda a fábrica. Os elementos avaliados incluíram equipamentos obsoletos, aplicativos de missão crítica e processos que passaram por mudanças drásticas no sistema. Com todas essas três condições presentes, uma abordagem de funcionamento até a falha em bombas com mais de 40 anos apresentava riscos significativos. Na falta de kits de peças em estoque, as opções de reparo seriam mais limitadas e a usina teria que esperar mais por uma nova bomba de substituição.

Reconhecendo a situação precária, o pessoal da fábrica fez parceria com o centro de serviço autorizado de seu fornecedor para realizar uma desmontagem, inspeção e análise abrangentes de duas semanas em uma das duas bombas de parafuso duplo que foram vendidas novas em 1979. A análise e as descobertas, com recomendações , incluído:

Caixa da bomba

Todos os quatro locais de perfuração tinham áreas de escoriação devido ao contato do parafuso nas áreas de sucção e descarga. Os diâmetros internos do furo mediam até 0,0085 polegadas acima da alta tolerância projetada. Este corpo era de ferro fundido e não podia ser restaurado.

Recomendação: substituir

Conjunto Rotativo

Os flancos dos parafusos apresentavam desgaste excessivo, o que indicava uma sincronização inadequada dos eixos dos parafusos com as engrenagens. Ambos os lados dos flancos mostraram contato. Os eixos longos e curtos tinham revestimento destacado nas extremidades de sucção e descarga do parafuso. Isso correspondeu às áreas de contato pesado observadas acima nos orifícios do revestimento. Os diâmetros externos medidos tanto acima quanto abaixo do projeto, dependendo do ponto de medição. Isso foi resultado de desgaste e material levantado na superfície dos parafusos devido ao contato de flanco. As folgas dos flancos mediam até 0,012 polegadas, o que era 0,005 polegadas acima da alta tolerância. Essa folga adicional resultou em uma perda no fluxo fornecido durante a operação. As engrenagens de sincronização mostraram evidências de forte desgaste e o diâmetro interno dos orifícios da engrenagem excedeu a tolerância projetada.

Recomendação: Substituir; o preço do reparo foi superior a 60% do preço de uma bomba nova

Suportes de rolamento

Os suportes de rolamento dianteiro e traseiro exigiam uma pequena limpeza para lavar completamente as portas de vedação, mas podiam ser usados ​​como estão depois de limpos e rebarbados.

Recomendação: Reutilizar

Carcaça da engrenagem de distribuição e cabeçote dianteiro

Ambos os itens foram considerados utilizáveis ​​em seu estado atual, após limpeza e rebarbação.

Recomendação: Reutilizar

Resumindo: os auditores da bomba descobriram que o sincronismo inadequado dos parafusos causou desgaste excessivo nos flancos dos parafusos, impedindo o reparo econômico da unidade. As turbinas operavam com viscosidade de óleo combustível leve. Assumindo uma viscosidade de óleo combustível de 44 Saybolt Seconds Universal (SSU), o menor passo para uma bomba de tamanho de quadro de 1.250 (0,875 polegadas) nas mais altas rotações por minuto (rpm) (1.550) e uma pressão diferencial de 1.000 libras por medidor de polegada quadrada (psig) (conforme listado na placa de identificação), um novo elemento rotativo de substituição e um corpo reutilizado ainda operariam com uma eficiência volumétrica de apenas 30 por cento, resultando em perda excessiva de eficiência volumétrica e geração de calor.