INSTALAREA CORECTA - CONDITIE DE BAZAA FIABILITATII ECHIPAMENTELOR

APLICATIE - POMPELE CENTRIFUGE

Material pentru perfectionare profesionala

CUPRINS

1. Introducere

2. Masuri specifice de protectia muncii

3. Placa de baza

4. Dimensionarea fundatiilor

5. Executia fundatiilor

6. Asezarea utilajelor pe fundatie

7. Sistemul de conducte

8. Alinierea

9. Punerea in functiune

2

1. Introducere

Scopul acestor instructiuni este de a reaminti principiile de baza ale executiei lucrarilor de instalare a pompelor centrifuge, a caror calitate determina fiabilitatea acestor utilaje. O pompa bine instalata poate insemna ani de functionare fara probleme(MTBF foarte bun) si costuri de mentenanta scazute.

Instalarea corespunzatoare a pompelor centrifuge implica mai multe aspecte, cum sunt : o fundatie bine dimensionata si executata, configurarea si montarea fara tensiuni a conductelor, o buna aliniere. Toate aceste probleme graviteaza in jurul necesitatii reducerii vibratiilor in sistemul din care face parte utilajul, fenomen care poate avea efecte majore asupra performantelor si integritatii utilajului dar si asupra personalului de exploatare si intretinere.

2. Instructiuni specifice de protecta muncii

Echipament de protectie:

Folos iti manusi termoizolante cand manipulati piese fierbinti

Folositi manusi de protectie cand manipulati piese cu muchii ascutite

Folo siti ocheleri de protectie

Folositi bocanci cu bombeu metalic

Folositi echipament de protectie pentru fluide periculoase/toxice

Dispozitive de protectie:- Nu porniti pompa fara a avea instalata aparatoarea de protectieConectarea flansilor:- Nu fortati niciodata conductele pentru a face legaturile cu pompa.- Folositi elemente de asamblare de dimensiuni si material corespunzatoare.- Asigurati-va ca nu lipsesc elemente de asamblare.Operare:

3

- Nu porniti pompa uscata.- Verificati sensul de rotatie.- Nu operati pompa cu vanele inchise.- Nu executati lucrari pe circuitul pompei in timp ce este sub presiune.Mentenanta:- Izolati electric pompa inainte de a efectua lucrari de intretinere.- Izolati instalatia si depresurizati sistemul inainte de demontarea pompei sau a

conductelor.- Folositi echipament de ridicare si suporti de asezare corespunzatori.- Aplicati procedurile de decontaminare.- Aplicati regulile de siguranta ale companiei.

3. Placa de bazaIn general, pompele sunt aprovizionate ca ansambluri electropompa, formate

din pompa cuplata cu motorul electric(in unele cazuri prin intermediul unui reductor sau multiplicator de turatie), montate pe o placa de baza. Rolul placii de baza este de a asigura rigiditatea montajului si alinierea echipamentelor pe care le sustine.

Proiectarea si realizarea placii de baza poate influenta in mod semnificativ fiabilitatea pompei, dar si costurile de instalare, aliniere si costul pe intreg ciclul de viata al utilajului.

Placa de baza poate insemna de la o simpla placa din tabla, pana la structuri monolitice rigide, prevazute cu suprafete de montaj, special prelucrate.

Atunci cand este corect instalata, chiar si cea mai simpla placa de baza, poate oferi rezultate satisfacatoare in functionare. Dar, pentru atingerea unor performante deosebite, de-a lungul intregului ciclu de viata, este indicata folosirea unei placi de baza rigide, bine construita, cu suprafetele de asezare prelucrate corespunzator.

Pentru stabilirea tipului constructiv al placii de baza, se vor lua in considerare urmatoarele aspecte:

- Rigiditatea la torsiune- Usurinta operatiilor de aliniere- Rezerva pentru supraturnare- Capacitatea de a sustine echipamentele montate- Frecventa proprie de vibratie a constructiei metalice

La executia placii de baza se vor avea in vedere urmatoarele:- Grosimea minima a placilor de asezare si fixare cu suruburi a

echipamentelor sa fie cel putin egala cu diametrul surubului.- Placile de asezare pentru pompa si motor sa fie prelucrate prin frezare

fina sau rectificare.- Intrarea filetului sa aiba o inclinare suficienta pentru centrarea

surubului pe gaura filetata.- Placa sa fie prevazuta cu elemente de prindere a cablurilor de ridicare.

4

- Grosimea profilelor metalice din care este realizata sa nu fie mai mica de 6mm, pentru a asigura rigiditatea necesara si a preveni deformarea placii in momentul strangerii acesteia pe fundatie

- Suprafata inferioara a placii de baza sa fie plana, protejata eventual cu o vopsea pe baza de zinc.

- Suprafata de asezare a motorului sa permita 2-3mm bailagare pentru aliniere.

- Daca, in functionare, apare fenomenul de rezonanta, placa de baza se rigidizeaza suplimentar.

- In placa sa fie practicate gauri de aerisire pentru eliminarea aerului din betonul de subturnare.

- Placa de baza sa fie prevazuta cu suruburi pentru deplasarea in plan orizontal a motorului in vederea alinierii.

- Placa de baza va fi prevazuta cu surub de conectare a conductorului de legare la pamant.

4. Dimensionarea fundatiilorO dimensionare si executie corecta a fundatiei unui utilaj dinamic poate

prelungi durata de functionare a acestuia.In general, pozitionarea si dimensionarea fundatiilor sunt realizate de catre

proiectantul instalatiei. In cazul in care este necesara instalarea unei pompe fara o documentatie de executie, se va tine seama ca pompa, respectiv fundatia acesteia, sa fie localizate cat mai aproape de sursa de alimentare cu lichid, pastrand insa spatial necesar pentru operarea, inspectia si mentenanta acesteia.

In proiectarea sau intocmirea specificatiilor unei fundatii, este bine sa fie avute in vedere urmatoarele criterii:- Frecventa naturala de vibratie a fundatiei sa nu coincida cu frecventa de

functionare a echipamentelor pe care le sustine sau a celor adiacente. Se vor

5

Placa de baza

prevedea posibilitati de adaugare a unor mase suplimentare, in cazul in care cele doua frecvente coincid(rezonanta).

- Se va avea in vedere realizarea unor fundatii suplimentare, pentru sustinerea conductelor sau altor echipamente electrice(aparate masura, butoane pornire, echipament automatizare, etc.)

- Dimensiunile, in plan orizontal, ale fundatiei trebuie sa depaseasca cu 10-15cm dimensiunile placii de baza.

- Adancimea fundatiei se stabileste astfel incat aceasta sa absoarba vibratiile provenite de la echipamentele pe care le sustine. Rigiditatea fundatiei este proportionala cu cubul grosimii acesteia. In general, este recomandat, ca masa fundatiei sa fie egala cu de trei ori masa echipamentelor montate pe aceasta(pompa, placa de baza, motor) pentru pompe centrifuge si de cinci ori aceasta masa, pentru pompele cu piston. Pornind de la aceasta regula, avand in vedere densitatea betonului(cca 2000Kg/m3), se poate determina adancimea de fundare a echipamentului:

h = (3xM)/(dxLxl) unde: M = masa echipamentelor(Kg) d = densitate betonului(Kg/m30 L,l = lungimea, respectiv latimea fundatiei,

stabilite anterior

- Armarea fundatiei va fi sub forma de carcasa metalica, realizata din bare de otel beton, dispuse pe cele trei directii, legate sau sudate intre ele.

- La realizarea fundatiei se vor folosi urmatoarele materiale: beton C8/10(sau 1p ciment, 2p nisip si 4p pietris-sort), pentru turnare, beton C4/5 pentru egalizatre si otel beton OB37 cu D=12mm, pentru armare

6

100x100

5. Executia fundatiilorIn groapa de fundatie se aseaza carcasa de armare, iar pe conturul acesteia se

fixeaza cofrajul pentru a asigura o elevatie de 20-40cm a fundatiei. In interiorul fundatiei se suspenda, prin fixare de armatura, sau se introduc imediat dupa turnarea betonului, formele care vor pastra spatiul necesar montarii buloanelor de fundatie dispuse la distantele corespunzatoere gaurilor de fixare din placa de baza. Acestea se confectioneaza din lemn, sub forma paralelipipedica (100x100x150mm), sau din teava si se misca periodic dupa turnare, pana cand betonul se intareste suficient pentru a fi extrase.

Inaintea turnarii betonului Dupa turnare

Betonul proaspat turnat va fi lasat sa se usuce inaintea instalarii echipamentelor pe fundatie. Umezeala betonului poate dauna bunei desfasurari a operatiilor ulterioare(subturnare, vopsire).

In general, se considera, ca timp de uscare, 28 de zile pentru beton standard si 7 zile pentru beton rapid.

7

Armatura Cofraj Locas surub fundatie

Radier Beton fundatie

h

150

Craituirea suprafetei si muchiilor fundatiei

10-20

50x450

Dupa intarire, suprafata fundatiei se craituieste cu ciocanul sau cu un picamer usor, cu varf ascutit, pe o adancime de 10-20mm, pentru indepartarea betonului slab si expunerea agregatelor, in vederea unei mai bune prize cu betonul de subturnare. Marginile fundatiei se sanfreneaza, tot prin craituire, la 45 grade, minim 50mm. In finalul acestei operatii, suprafata se curata prin suflare cu aer curat si se acopera cu folie de plastic pana la montarea placii de baza.

6. Montarea pompei pe fundatieInaintea asezarii pompei pe fundatie se controleaza dimensiunile, asigurandu-

se ca acestea sunt in concordanta cu dimensiunile agregatului. Suruburile de fundatie, care pot avea forme diverse, se introduc in gaurile prevazute in fundatie, se aseaza la distantele corespunzatoare din placa de baza(eventual, cu ajutorul unui sablon) si se fixeaza cu beton de subturnare, care se lasa 24-48 ore pentru intarire.

Apoi, se aseaza pe fundatie, calupuri metalice(100x150x20mm cu muchiile rotunjite), cate unul de o parte si de alta a fiecarui surub de fundatie, se alege calupul cu nivelul cel mai ridicat si se fixeaza in pozitie definitiva cu mortar de ciment. Dupa pozitia acestui calup, cu ajutorul unei rigle si a unei nivele, se fixeaza la locul lor si restul de calupuri, verificandu-se permanent orizontalitatea intre fiecare doua astfel de piese.

Inaintea asezarii pe fundatie, suprafata inferioara a placii de baza se curata bine prin periere si spalare(la luciu metalic), indepartandu-se vopseaua si urmele de grasime si se verifica din punctul de vedere al planeitatii cu ajutorul unei rigle.

Placa de baza se aseaza pe calupurile de fundatie, se centreaza longitudinal si se regleaza pe inaltime cu adaosuri pana cand suprafata superioara a placii

8

Surub fundatie Calup fundatie Beton subturnare

este perfect orizontala. Se va avea grija ca placa de baza sa se sprijine uniform pe toate calupurile de fundatie.

Dupa orizontalizarea ansamblului, inaintea strangerii suruburilor de fundatie, se realizeaza o prima aliniere a acestuia, eliminandu-se un eventual “picior moale” si aducand in zero abaterile pe directiile verticala si orizontala. Ulterior, se strang suruburile de fundatie(in cruce) si se verifica alinierea, abaterile maxime admise fiind: H=0.02mm si V=0.03mm. In cazul in care acestea sunt depasite, alinierea se corecteaza inainte de a continua montajul.

In vederea realizarii subturnarii calupurilor de fundatie si placii de baza, se monteaza un cofrag de subturnare, care va asigura nivelul dorit al betonului, respectiv 3-5 mm deasupra marginii inferioare a placii de baza). Pe conturul interior al cofragului, la marginea superioara si la colturi, se fixeaza de acesta, baghete de sectiune triunghiulara, care vor asigura o tesitura de 20-30mm, la 45 grade, a muchiei fundatiei. Suprafata cofragului se protejeaza impotriva la interior cu o solutie antiaderenta(ceara sau vopsea), pentru a asigura decofrarea usoara si suprafata fina a subturnarii.

De asemenea, in vederea captarii scurgerilor de lichid care pot apare in functionarea pompei, in betonul de subturnare se incastreaza conducte din PVC(D=15-20mm) care vor drena aceste scurgeri din interiorul placii de baza, la marginea fundatiei, intr-un canal de scurgeri sau intr-o basa.

Cu putin timp inaintea turnarii, se etanseaza cofragul fata de fundatie, cu ajutorul unei paste de etansare sau unui mortar dens din ciment si nisip.

9

Betonul de subturnare, compus din ciment si nisip, intr-o stare suficient de fluida pentru a patrunde in toate orificiile din fundatie, se toarna si se distribuie astfel incat sa fie eliminat aerul si sa faca priza cu fundatia si cu placa de baza.

Dupa ce betonul s-a intarit suficient(minim 24 ore), se indeparteaza cofrajul. Se verifica existenta unor goluri in subturnare, prin ciocanire cu o bara din otel. Umplerea eventualelor goluri se realizeaza cu chit epoxidic, cu ajutorul unei pompe(tecalemit), prin orificii practicate in acest scop. Alte orificii vor fi realizate pentru eliminarea aerului in timpul acestei operatii.

Dupa corectarea subturnarii si intarirea acesteia, se verifica alinierea, pentru a observa eventualele efecte ale contractiei betonului. Daca alinierea a suferit modificari, aceasta se reface.

In final, dupa slefuirea suprafetei cu o piatra fina de polizor, fundatia se protejaza cu o vopsea rezistenta la actiunea produselor petroliere (lubrifianti) si agentilor chimici din fluidul vehiculat de pompa. Aceasta protectie impiedica degradarea betonului din fundatie prin actiunea factorilor mentionati si asigura buna functionare a utilajului un timp indelungat.

10

3-5

25x450

Cofraj

Placa de baza

Fundatie

Sipca

Subturnare

7.

Conductele

Configuratia conductelorAtunci cand se configureaza sistemul de conducte pentru instalarea unei

pompe, cateva reguli de baza pot fi urmate pentru a creste durata de viata si fiabilitatea echipamentului. Aceste reguli de baza se desprind din cateva concepte:- Pompa nu creaza presiune. Ea invinge o rezistenta.- Rezistenta este determinata de rezistenta la curgere a unui lichid intr-un

sistem de conducte, presiunea existenta si diferentele de nivel din sistem- Pompa este agregatul care adauga energie mediului care este pompat- Curgerea se datoreaza diferentelor de presiune- Pompa creaza o presiune scazuta la intrarea sa, ceea ce permite lichidului din

conducta de aspiratie sa curga in pompa

Reguli de baza si consideratii generale privind configuratia conductelor.

11

Vana izolare refulare

Clapeta retinere

Vana izolare aspiratie

Conducta de aspiratie. Conducta de aspiratie a unei pompe realizeaza transportul lichidului de pompat de la sursa la intrarea in pompa sau orificiul de aspiratie al acesteia. Cele mai multe probleme hidraulice in functionarea apar pe partea de aspiratie a pompelor. De aceea, au fost stabilite cateva reguli care trebuie respectate in configurarea conductelor de aspiratie a pompelor:- Conducta de aspiratie trebuie sa aiba sectiunea de minim doua ori mai mare

decat orificiul de aspiratie al acesteia- Trebuie sa fie cat mai scurta posibil- Sa fie cat mai dreapta posibil- Sa existe minim 5-10 diametre de curgere rectilinie inaintea aspiratiei pompei- Sa aiba o pozitie descendenta spre aspiratia pompei(cand pompa

functioneaza inecat)- Se vor evita punctele inalte in traseu- Reductiile folosite sa fie excentrice, cu partea dreapta in sus- Se vor utiliza filtre pentru a evita patrunderea in pompa a impuritatilor

mecanice. Filtrul trebuie dimensionat dupa caderea minima de presiune si nu dupa diametrul conductei. Filtrul va fi incadrat de manometre pentru masurarea caderii de presiune

- Vanele de pe aspiratie sa fie dimensionate dupa caderea de presiune si nu vor fi folosite niciodata pentru strangulare datorita aparitiei cavitatiei

- Legatura conductei de aspiratie la rezervor trebuie sa fie suficient inecata, pentru a preveni vartejurile si aspiratia aerului

- Nu folositi pompa ca suport pentru conducte(Este un suport foarte scump)- Folositi bucle de dilatare sau conectori flexibili acolo unde se produce

dilatarea termica a conductelor

Conducta de refulareDimensiunile si configuratia conductei de refulare este, in primul rand, o

problema economica. Exista cateva consideratii de aceasta natura, de care trebuie sa se tina seama:- Costurile cu materialele si instalarea conductelor se fac o sigura data. Suma

economisita la instalare poate fi, de departe, mai mica decat costurile suplimentare pe durata de viata.

- Reducerea diametrului conductei de refulare pentru a face economii la instalare poate creste costul initial al echipamentului prin cerinta unei pompe mai mari(ca diametru intrare si putere)In afara acestor consideratii economice, exista cateva conditii care pot crea

probleme daca nu sunt luate in calcul la configurarea conductelor de refulare:- Lichidul care antreneaza mici cantitati de aer poate crea probleme daca viteza

fluidului este insuficienta pentru a transporta aerul prin intreg sistemul de conducte. Aceasta problema apare cand traseul conductelor are bucle in plan vertical. Aerul din lichid trece prin pompa, ajunge in conducta de refulare, unde este transportat pana in punctul cel mai inalt din sistem. Daca viteza

12

fluidului nu este suficienta sa transporte aerul la capatul conductei, acesta devine captiv. Aerul captiv reduce sectiunea de curgere crescand pierderile prin frecare. Acest aer poate, de asemenea, prin eliberarea de bule, sa deterioreze debitmetrele sau vanele de control.

- Se va monta intotdeauna un manometru pe conducta de refulare, inaintea vanei, cat mai aproape de racordul de refulare al pompei

- Conducta va fi sprijinita independent fata de pompa(pompa este un suport foarte costisitor).

- Conducta trebuie sa se alinieze liber cu racordul. Inainte de conectare se verifica alinierea conductei in plan orizontal si vertical.

- Se vor instala vane de izolare pentru a permite mentenanta pompei- Se vor instala clapete de retinere intre racordul de evacuare si vana de izolare- Inaintea clapetei de retinere se instaleaza un ventil de purjare, pentru

eliminarea aerului la pornire- Conducta se va executa in forma de “L” sau se vor folosi compensatoare de

dilatare, daca regimul termic al fluidului o cere- Poate fi necesara instalarea unui amortizor de pulsatii, daca pompa are un

debit pulsant

7.2 Tensiunile in conducte

Sistemul de conducte determina in mod direct conditia de functionare a pompei. Tensiunile in conducte pot fi cauza principala a unei multitudini de probleme in functionarea pompei acesteia. Tensiunile se pot manifesta ca o frecare in interiorul pompei, prin vibratii sau defectarea rulmentilor. De aceea este important de stiut cum se aliniaza conductele cu pompa si cum se verifica existenta tensiunilor in conducte.

Montarea conductelor va incepe numai dupa intarirea betonului de fixare a placii de baza.

Toate conductele trebuie sprijinite in mod independent si aliniate liber cu flansele pompei. Exista chiar indicatia practica de “a aduce conducta la pompa si nu pompa la conducta”. Pentru imbinarile flanselor se vor folosi suruburi de lungime corespunzatoare. Inaintea conectarii la flansele pompei, pe arborele acesteia se monteaza dispozitive de masura reglate la zero Se conecteaza conducta si se observa indicatorul. Daca deviatia V sau H este mai mare de 0.13mm, se ajusteaza conducta astfel incat sa se elimine tensiunile. Procedeul se repeta pentru conducta de refulare. Alinierea se verifica din nou, dupa strangerea ambelor conducte, refacandu-se, daca este necesar.

Criteriile de aliniere ale flanselor sunt prezentate in tabelul urmator:

Alinierea flanselorTipul alinierii Criteriul

13

Axial Grosimea garniturii +/- 0.8

Paralel0.001mm/mm diametru de flansa dar max. 0.8mm

ConcentricSuruburile sa fie introduse usor, cu mana

8. Alinierea finala

Exista trei momente principale, in timpul instalarii pompelor centrifuge, in care trebuie verificata alinierea: la montaj, inainte de pornire si dupa stabilizarea regimului de functionare sau aliniere calda.

Pentru aliniere se pot folosi mai multe metode, dintre care alinierea cu laser este cea mai rapida si precisa. Indiferent de metoda de aliniere folosita, se vor respecta tolerantele indicate de producator. Valori orientative ale acestor tolerante sunt date in tabelul urmator:

Abaterile maxime de aliniere paralela si unghiulara

EchipamentNealinierea maxima admisibila

Paralela Unghiulara

Toate 0.05 mm0.03 grade

[0.125mm/cm diametru cuplaj]

9. Punerea in functiune a pompei

Inainte de pornirea pompei, se va verifica daca toate intrebarile din lista urmatoare au raspunsuri pozitive:- Manualul de instalare, operare si mentenanta al pompei a fost citit si inteles

in totalitate?- Sistemul de conducte a fost curatit de corpuri straine, impuritati de la suduri,

etc?- Toate blocajele conductelor si pompei au fost inlaturate?- Toate imbinarile si conductele sunt etanse si nu exista incarcari exterioare

asupra conductelor si flanselor?- Pompa si motorul sunt lubrificate corespunzator?- Alinierea pompa/motor a fost verificata?- Spalarea etansarii mecanice(daca este prevazuta) este conectata?- Toate vanele sunt in pozitia corecta?- Aparatoarea de protectie este montata?- Sensul de rotatie a fost verificat prin pornirea scurta a motorului?- Este realizata protectia impotriva electrocutarii prin legare la pamant?- Butonul de STOP este accesibil?- Zona de lucru a fost curatita?- Pompa si instalatia sunt gata de pornire?

14

Bibliografie:

1. The Road to Reliable Pumps, Todd R. Monroe si Perry C. Monroe, Proceedings of the twenty-third international pump users Symposium 2007

2. Pump Handbook- third edition, Igor Karassik, Joseph P. Messina, Paul Cooper

3. Pumps-Reference Guide, Third Edition-2001, Gordon S. Bolegoh4. Carte Tehnica pompe Sadu, Olt, NC-NP, Ministerul Industriei

Constructiilor de Masini, 1986

15