1. Radiálna sila
Priemyselné štatistiky ukazujú, že najväčším dôvodom zastavenia chodu odstredivých čerpadiel je zlyhanie ložísk a/alebo mechanických upchávok. Ložiská a tesnenia sú „kanáriky v bani“ - sú skorými indikátormi zdravia vodných čerpadiel a tiež predchodcom vnútorných podmienok systémov vodných čerpadiel.
Každý, kto sa v tomto odvetví pohybuje už dlho, možno vie, že jedným z najlepších postupov je prevádzkovať čerpadlá v bode ich najlepšej účinnosti (BEP) alebo v jeho blízkosti. Na BEP navrhnuté čerpadlo odolá minimálnej radiálnej sile. Výsledný vektor všetkých radiálnych síl generovaných prevádzkou mimo BEP zviera 90 stupňový uhol s rotorom, pričom sa pokúša vychýliť a ohnúť hriadeľ.
Veľká radiálna sila a z toho vyplývajúca výchylka hriadeľa sú zabijakmi mechanických upchávok a dôležitými faktormi pri skracovaní životnosti ložísk. Ak je dostatočne veľký, radiálna sila spôsobí vychýlenie alebo ohnutie hriadeľa. Ak sa čerpadlo zastaví a zmeria sa hádzanie na hriadeli, nedôjde k žiadnym chybám, pretože ide o dynamický stav, nie o statický stav.
Ohýbací hriadeľ (vychýlenie) bežiaci pri 3600 ot./min sa vychýli dvakrát za otáčku, takže v skutočnosti sa ohne 7200-krát za minútu. Toto vysoké cyklické vychýlenie sťažuje tesniacemu povrchu udržiavať kontakt a udržiavať vrstvu tekutiny, ktorá je potrebná pre správnu tesniacu operáciu.
2. Znečistenie ropou
V prípade guľkových ložísk je viac ako 85 % porúch ložísk spôsobených vniknutím nečistôt, cudzích predmetov alebo vody. Iba 250 častíc na milión (250 ppm) vody zníži životnosť ložísk štvornásobne.
Rozumné používanie mazacieho oleja je rozhodujúce pre jeho životnosť.
3. Inhalačný tlak
Medzi ďalšie kľúčové faktory, ktoré ovplyvňujú životnosť ložísk, patrí sací tlak, zarovnanie spojky a namáhanie potrubia.
V prípade jednostupňových horizontálnych konzolových čerpadiel je kombinovaná axiálna sila pôsobiaca na rotor nasmerovaná na vstup, takže obmedzený spätný sací tlak do určitej miery skutočne znižuje axiálnu silu, čím sa znižuje zaťaženie axiálneho ložiska a predlžuje sa jeho životnosť.
4. Kalibrácia
Nesúososť medzi čerpadlom a motorom môže spôsobiť preťaženie radiálnych ložísk. Pri výpočte nesúosovosti je životnosť radiálneho ložiska exponenciálnym faktorom.
Napríklad pri malej odchýlke iba 1,52 mm sa môže koncový používateľ stretnúť s nejakým problémom s ložiskom alebo spojkou po troch až piatich mesiacoch prevádzky. Avšak pri odchýlke 0,0254 mm môže to isté čerpadlo fungovať dlhšie ako 90 mesiacov.
5. Napätie potrubia
Napätie potrubia je spôsobené nesúososťou sacieho a/alebo výtlačného potrubia s prírubou čerpadla. Dokonca aj v robustných konštrukciách čerpadiel môžu vzniknuté napätia v potrubí ľahko preniesť tieto potenciálne vysoké sily na ložiská a ich príslušné puzdrá. Sila (napätie) spôsobuje nesprávne uloženie ložísk a/alebo nesúlad s inými ložiskami, čo vedie k tomu, že stredová čiara je umiestnená v rôznych rovinách.
6. Charakteristiky tekutín
Kľúčovými faktormi sú vlastnosti tekutín, ako je pH, viskozita a špecifická hmotnosť. Ak je médium kyslé alebo korozívne, kontaktné časti čerpadla, ako sú materiály plášťa a obežného kolesa, si musia zachovať svoj funkčný stav. Množstvo, veľkosť, tvar a kvalita mletia pevných látok prítomných v kvapaline budú všetky ovplyvňujúce faktory.
7. Pracovný stav
Prísnosť pracovného stavu je ďalším dôležitým faktorom: ako často sa čerpadlo spustí v danom čase.
Niektoré čerpadlá sa spúšťajú a zastavujú každých pár sekúnd. V porovnaní s čerpadlami, ktoré pracujú nepretržite za rovnakých podmienok, sa tieto čerpadlá počas prevádzky opotrebúvajú exponenciálne. V tejto situácii je naliehavo potrebné zmeniť dizajn systému.
8. Príspevok na kavitáciu
Čím vyššia je rezerva dostupnej čistej pozitívnej sacej výšky (NPSHA), tým je menej pravdepodobné, že čerpadlo zaznamená kavitáciu, ak prekročí požadovanú čistú pozitívnu saciu výšku (NPSHR). Kavitácia môže poškodiť obežné koleso čerpadla a vytvárať vibrácie, ktoré môžu ovplyvniť tesnenia a ložiská.
9. Rýchlosť čerpadla
Prevádzková rýchlosť čerpadla je ďalším kľúčovým faktorom. Napríklad čerpadlo s 3550 otáčkami za minútu sa opotrebuje 4 až 8-krát rýchlejšie ako čerpadlo s otáčkami 1750 za minútu.
10. Vyváženie obežného kolesa
Nevyvážené obežné kolesá na konzolových čerpadlách alebo určitých vertikálnych konštrukciách môžu spôsobiť vychýlenie hriadeľa, rovnako ako radiálna sila čerpadla pri prevádzke mimo BEP. Radiálna odchýlka a vychýlenie môžu nastať súčasne. Ak je obežné koleso z akéhokoľvek dôvodu orezané, musí sa znova vyvážiť.
11. Tvar potrubia
Ďalším dôležitým hľadiskom na predĺženie životnosti čerpadla je geometria potrubia alebo spôsob, akým je kvapalina 'naplnená' do čerpadla.
Napríklad kolená na vertikálnej sacej strane čerpadla majú menej škodlivých účinkov ako horizontálne kolená. Hydraulické zaťaženie obežného kolesa je rovnomernejšie, takže aj zaťaženie ložísk je rovnomernejšie.
12. Pracovná teplota
Či už ide o vysokú alebo nízku teplotu, pracovná teplota čerpadla, najmä rýchlosť zmeny teploty, bude mať významný vplyv na životnosť a spoľahlivosť čerpadla. Pracovná teplota čerpadla je veľmi dôležitá, preto je potrebné čerpadlo navrhnúť na prevádzku pri tejto teplote. Čo je však dôležitejšie, je rýchlosť zmeny teploty. Navrhnite (v konzervatívnejšom scenári), aby ste udržali rýchlosť zmeny pod 2 stupňami Fahrenheita za minútu. Rôzne kvality a materiály sa rozširujú a zmršťujú rôznou rýchlosťou, čo môže ovplyvniť medzery a napätia.
