Jennifer Cardillo membincangkan memastikan kebolehpercayaan pam dalam perkhidmatan kasar

Mengekalkan dan meningkatkan kebolehpercayaan pam yang digunakan untuk mengangkut media yang melelas boleh mewakili cabaran yang besar, terutamanya dalam aplikasi tenaga tinggi. Mengoptimumkan prestasi dan meminimumkan masa henti adalah keutamaan tinggi dalam industri minyak dan gas – matlamat yang boleh dicapai dengan merancang penyelenggaraan dan memperkenalkan teknologi bahan moden kepada aset sedia ada.

Kilang penapisan dan pemasangan minyak & gas di dalam dan di luar pesisir, menggunakan pam bertenaga tinggi dalam pelbagai aplikasi untuk menyampaikan produk pada kadar aliran dan kepala yang tinggi. Setiap aplikasi mempunyai cabaran tersendiri terutama yang melibatkan bahan yang menyebabkan hakisan, kakisan atau lelasan. Pam yang bertanggungjawab untuk menghantar bahan ini sentiasa diserang, dan reka bentuknya secara langsung mempengaruhi ketahanan dan kecekapannya.

Menangani Cabaran

Pam bertenaga tinggi, mengikut definisi, menggunakan motor elektrik yang besar untuk memacunya, dan ini boleh menyumbang sebahagian besar kos tenaga untuk operasi. Meningkatkan kecekapan dengan hanya satu mata peratusan boleh memberikan penjimatan yang besar. Walau bagaimanapun, ini menjadi tidak penting berbanding hasil yang boleh hilang jika pengeluaran terpaksa dihentikan kerana masa pemadaman pam yang tidak dirancang.

Jelas sekali, lebihan pam terbina dalam reka bentuk kemudahan pengeluaran ini, membolehkan aset dikekalkan tanpa menjejaskan pengeluaran. Walau bagaimanapun, kekerapan tetingkap penyelenggaraan ini perlu dikekalkan pada tahap minimum untuk mengoptimumkan kos operasi.

Keadaan operasi yang buruk boleh menyebabkan haus dan hakisan yang berlebihan, yang perlu diperbaiki dengan kerap, kadangkala setiap beberapa bulan. Pembaikan berulang sedemikian boleh menyebabkan pengendali menyemak reka bentuk pam dan membandingkan kos penyelenggaraan terhadap aset baharu yang boleh menawarkan kebolehpercayaan dan kecekapan yang lebih baik.

Menilai Kos

Perbelanjaan modal dan masa henti yang berkaitan dengan pemasangan aset pam baharu yang mungkin mempunyai asas dan keperluan paip yang berbeza boleh menghalang usaha untuk meningkatkan ketersediaan peralatan. Walau bagaimanapun, terdapat jalan tengah yang harus dipertimbangkan di mana reka bentuk sedia ada dinilai dan dinaik taraf untuk meningkatkan ketahanan di samping mengurangkan kos penyelenggaraan. Lebih baik lagi, pilihan ini akan jauh lebih murah daripada melabur dalam aset baharu, yang mungkin tidak direka bentuk dengan sewajarnya.

Contoh Kajian Kes

Sebuah kilang penapisan mengalami haus yang dipercepatkan pada pam jet pemotong kok, yang menanggung kos yang besar dengan masa purata antara kegagalan (MTBF) antara enam hingga sepuluh bulan. Aplikasi ini memerlukan pam yang boleh menghantar kepala pembezaan yang tinggi dan mengendalikan pelbagai cecair yang mempunyai kandungan denda kasar yang ketara.

Pump specifications were the following: design: 8-stage barrel diffuser (BB5); speed: 4,200rpm; flow: approx. 1,200gpm (273m3/hr); and discharge pressure: >4,000 psig (275 barg).

Pam itu beroperasi dengan air penyahkok, yang terutamanya terdiri daripada air sisa daripada operasi penapisan lain. Biasanya, air boleh mengandungi denda kok pada 2,500ppm dan sisa media menghakis seperti hidrogen sulfida.

Operasi pam yang kerap pada kadar aliran rendah telah mengakibatkan kerosakan edaran semula sedutan/pelepasan. Selepas kira-kira enam bulan beroperasi, kehilangan bahan daripada galas tujah menyebabkan rotor beralih ke pad tujah, mengakibatkan suhu galas yang tinggi. Pemeriksaan lanjut ditemui:

Bim masuk pendesak terhakis kerana keadaan aliran yang tidak optimum

Lelasan berkelajuan tinggi pada salur masuk peresap

Hakisan kakisan pada muka sisi gelang haus

Hakisan teruk aci di laluan air pendesak

Kehilangan ketara bahan pada permukaan larian

Kelegaan adalah 300% lebih besar daripada reka bentuk asal

Pilihan untuk memperbaiki keadaan ini termasuk menggantikan pam dengan produk baharu yang menggunakan bahan gred lebih tinggi, menggantikan komponen yang rosak seperti-untuk-suka, atau melaksanakan beberapa perubahan reka bentuk mekanikal dan membaiki bahagian yang rosak menggunakan bahan salutan yang akan meningkatkan ketahanan. . Daripada ketiga-tiga ini, yang terakhir adalah penyelesaian yang paling kos efektif dalam jangka pertengahan hingga jangka panjang.

Penyelesaian jangka panjang

Analisis punca adalah penting jika situasi seperti ini akan diperbaiki. Melainkan terdapat kecacatan pada bahan asal, menggantikan bahagian seperti-untuk-seperti akan menghasilkan hasil yang sama. Dengan memahami punca masalah, adalah mungkin untuk menyampaikan penyelesaian jangka panjang.

Dalam kes ini, kelegaan pendesak meningkat oleh sifat kasar media, yang menyebabkan badan pam menjadi haus. Di samping itu, sudut tajam dan sudut kejadian yang tinggi bagi laluan aliran media menyebabkan zarah-zarah pelelas menghaskan bahan asas.

Penambahbaikan pertama datang daripada mereka bentuk semula gelang tujah untuk mengurangkan sudut tuju dan untuk mengeluarkan sebarang bucu tajam. Selain itu, jejari telah ditambah pada bahagian yang haus.

Walau bagaimanapun, ketahanan yang lebih besar boleh dicapai melalui penambahan salutan pakar, yang boleh meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan, dengan syarat ia digunakan oleh pusat perkhidmatan yang mempunyai pengetahuan dan pemahaman pakar. Untuk aplikasi yang direka untuk meningkatkan rintangan haus dan kakisan, salutan bahan api oksigen halaju tinggi (HVOF) biasanya digunakan.

Ikatan Sempurna

Salutan yang berbeza mempunyai sifat ikatan yang sedikit berbeza dengan substrat yang berbeza, jadi adalah penting untuk memahami syarat yang diperlukan untuk mencapai ikatan yang sempurna. Ikatan salutan adalah salah satu aspek yang paling kritikal dalam kejayaannya dalam perkhidmatan. Oleh itu, ia harus menjadi tumpuan semasa semua proses yang berkaitan dengan salutan.

Dalam setiap projek pengubahsuaian, menetapkan spesifikasi proses adalah penting untuk kejayaan jangka panjang dan ketahanan salutan. Ini melibatkan perincian peralatan yang diluluskan dan parameter proses serta sifat yang diperlukan untuk penerimaan salutan, seperti kekuatan tegangan, ciri struktur mikro, kekerasan dan nilai kekasaran permukaan.

Dengan memeriksa struktur mikro dan sifat mekanikal salutan, adalah mungkin untuk mengesahkan bahawa ia telah digunakan pada spesifikasi yang diperlukan dan ia akan memberikan semua faedah yang dijangkakan dalam operasi.

Salutan Ketepatan

Berbalik kepada pam contoh, HVOF ialah proses garis pandang, dan untuk mengoptimumkan ketepatan aplikasi, salutan telah digunakan menggunakan lengan robot yang dilengkapi dengan peralatan semburan haba automatik. Permukaan luaran dan, seboleh-bolehnya, dalam pendesak dirawat dengan salutan pam tahan hakisan, manakala lubang aci mempunyai salutan anti-galling yang dikenakan padanya.

Untuk memperbaharui aci pam kepada dimensi asalnya, ia telah dibina semula menggunakan proses salutan HVOF. Salutan kemudiannya dikisarkan ke permukaan kepada dimensi asal sebelum dipasang semula.

Pam yang telah diperbaharui telah dipasang semula dan dipantau dengan teliti untuk menentukan peningkatan dalam MTBF. Malah, pam itu terus berjalan selama dua tahun penuh sebelum diperiksa semula untuk dipakai. Dengan menggunakan semula bahagian asal daripada pam dan mempertingkatkan ciri hausnya dengan salutan dan komponen yang dinaik taraf yang lebih sesuai dengan keperluan aplikasi, kelegaan pada sesendal tekanan tinggi hanya 0.002 inci (0.05 mm) bersaiz besar selepas dua tahun perkhidmatan.

Dalam tempoh masa yang sama, jika operator terus menggunakan alat ganti, kartrij akan ditukar dua kali pada ketika ini. Sebaliknya, kilang penapisan telah membuat penjimatan yang ketara dalam kos penyelenggaraan, serta meminimumkan masa henti, dengan memilih untuk menaik taraf bahagian dengan salutan yang lebih tahan lama dan menambah baik reka bentuk mekanikal beberapa bahagian.

Terdapat banyak aplikasi pengepaman dalam sektor minyak & gas yang melibatkan cecair yang mengandungi media kasar. Melainkan pam direka bentuk dan dibina untuk mengendalikan keadaan yang mencabar ini, kebolehpercayaan peralatan ini boleh terjejas dengan ketara. Perubahan dalam parameter proses dan aplikasi boleh menyebabkan peralatan warisan terjejas, dan tanpa campur tangan pakar, atau penggantian lengkap, kos penyelenggaraan boleh meningkat secara mendadak.

Pam bertenaga tinggi mewakili pelaburan yang besar, dan ia dijangka memberikan perkhidmatan yang cekap dan boleh dipercayai, walaupun dalam persekitaran yang mencabar. Dengan bekerjasama dengan rakan kongsi yang mempunyai kepakaran dan kemudahan pengeluar peralatan asli (OEM), pengendali boleh mendapat manfaat daripada rizab pengetahuan yang luas. Penilaian yang berpengalaman ditambah dengan analisis reka bentuk pakar membolehkan penambahbaikan dalam ketahanan dan kebolehpercayaan digunakan pada pam bertenaga tinggi. Penyelesaian kos efektif ini mewakili peluang ideal untuk memanjangkan hayat perkhidmatan dan meminimumkan kos operasi.