1. Force radiale
Les statistiques de l'industrie montrent que la principale raison pour laquelle les pompes centrifuges s'arrêtent de fonctionner est la défaillance des roulements et/ou des garnitures mécaniques. Les roulements et les joints sont les « canaris dans la mine » - ; ils sont des indicateurs précoces de la santé des pompes à eau et également un précurseur des conditions internes des systèmes de pompe à eau.
Quiconque travaille dans ce secteur depuis longtemps sait peut-être que l’une des meilleures pratiques consiste à faire fonctionner les pompes à ou près de leur point de meilleur rendement (BEP). Sur BEP, la pompe conçue résistera à la force radiale minimale. Le vecteur résultant de toutes les forces radiales générées par le fonctionnement loin du BEP forme un angle de 90 degrés avec le rotor, tentant de dévier et de plier l'arbre.
La force radiale importante et la déflexion de l'arbre qui en résulte tuent les garnitures mécaniques et sont des facteurs importants pour raccourcir la durée de vie des roulements. Si elle est suffisamment grande, la force radiale fera dévier ou plier l’arbre. Si la pompe est arrêtée et que le faux-rond sur l'arbre est mesuré, aucune erreur ne se produira car il s'agit d'une condition dynamique et non statique.
L'arbre de flexion (déviation) fonctionnant à 3 600 tr/min dévie deux fois par tour, il se plie donc en réalité 7 200 fois par minute. Cette déflexion cyclique élevée rend difficile pour la surface d'étanchéité de maintenir le contact et de maintenir la couche de fluide nécessaire au bon fonctionnement de l'étanchéité.
2. Pollution pétrolière
Pour les roulements à billes, plus de 85 % des défaillances sont causées par la pénétration de saletés, de corps étrangers ou d'eau. Seulement 250 parties par million (250 ppm) d'eau réduiront de quatre fois la durée de vie des roulements.
Une utilisation raisonnable de l’huile lubrifiante est cruciale pour sa durée de vie.
3. Pression d'inhalation
D'autres facteurs clés qui affectent la durée de vie des roulements comprennent la pression d'aspiration, l'alignement des accouplements et les contraintes du pipeline.
Pour les pompes de process en porte-à-faux horizontales à un étage, la force axiale combinée agissant sur le rotor est dirigée vers l'entrée. Ainsi, dans une certaine mesure, la pression d'aspiration inverse limitée réduit réellement la force axiale, réduisant ainsi la charge sur le palier de butée et prolongeant sa durée de vie.
4. Calibrage
Un désalignement entre la pompe et le moteur peut entraîner une surcharge des roulements radiaux. Lors du calcul du désalignement, la durée de vie du roulement radial est un facteur exponentiel.
Par exemple, pour un petit écart de seulement 1,52 mm, l'utilisateur final peut rencontrer un problème de roulement ou d'accouplement après trois à cinq mois de fonctionnement. Cependant, pour un écart de 0,0254 mm, la même pompe peut fonctionner pendant plus de 90 mois.
5. Contrainte des pipelines
Les contraintes sur les canalisations sont causées par le mauvais alignement des tuyaux d'aspiration et/ou de refoulement avec la bride de la pompe. Même dans les conceptions de pompes robustes, les contraintes générées sur les canalisations peuvent facilement transférer ces forces potentielles élevées aux roulements et à leurs boîtiers respectifs. La force (déformation) provoque un mauvais ajustement des roulements et/ou une incohérence avec d'autres roulements, ce qui fait que la ligne centrale est située sur des plans différents.
6. Caractéristiques du fluide
Les caractéristiques des fluides telles que le pH, la viscosité et la densité spécifique sont des facteurs clés. Si le fluide est acide ou corrosif, les pièces de contact de la pompe, telles que les matériaux du corps et de la roue, doivent conserver leur état fonctionnel. La quantité, la taille, la forme et la qualité de broyage des solides présents dans le fluide seront tous des facteurs d'influence.
7. Statut de travail
La rigueur de l'état de fonctionnement est un autre facteur important : la fréquence de démarrage de la pompe dans un délai donné.
Certaines pompes démarrent et s'arrêtent toutes les quelques secondes. Par rapport aux pompes qui fonctionnent en continu dans les mêmes conditions, ces pompes en fonctionnement s'usent à un rythme exponentiel. Dans cette situation, la conception du système doit être modifiée de toute urgence.
8. Allocation de cavitation
Plus la marge de hauteur d'aspiration nette positive disponible (NPSHA) est élevée, moins la pompe risque de subir une cavitation si elle dépasse la hauteur d'aspiration nette positive requise (NPSHR). La cavitation peut endommager la roue de la pompe et générer des vibrations pouvant affecter les joints et les roulements.
9. Vitesse de la pompe
La vitesse de fonctionnement de la pompe est un autre facteur clé. Par exemple, une pompe de 3 550 tr/min s’use 4 à 8 fois plus vite qu’une pompe de 1 750 tr/min.
10. Équilibre de la roue
Les roues déséquilibrées des pompes en porte-à-faux ou certaines conceptions verticales peuvent provoquer une déviation de l'arbre, tout comme la force radiale d'une pompe lorsqu'elle fonctionne loin du BEP. La déviation radiale et la déviation peuvent se produire simultanément. Si la roue est rognée pour une raison quelconque, elle doit être rééquilibrée.
11. Forme du tuyau
Un autre facteur important à prendre en compte pour prolonger la durée de vie de la pompe est la géométrie du pipeline ou la manière dont le fluide est « chargé » dans la pompe.
Par exemple, les coudes du côté aspiration verticale d’une pompe ont moins d’effets nocifs que les coudes horizontaux. La charge hydraulique sur la roue est plus uniforme, donc la charge sur les roulements est également plus uniforme.
12. Température de travail
Qu'il s'agisse d'une température élevée ou basse, la température de fonctionnement de la pompe, en particulier le taux de changement de température, aura un impact significatif sur la durée de vie et la fiabilité de la pompe. La température de fonctionnement de la pompe est très importante, c'est pourquoi la pompe doit être conçue pour fonctionner à cette température. Cependant, ce qui est plus important, c'est la vitesse de changement de température. Suggérez (dans un scénario plus conservateur) de maintenir le taux de changement en dessous de 2 degrés Fahrenheit par minute. Différentes qualités et matériaux se dilatent et se contractent à des rythmes différents, ce qui peut affecter les écarts et les contraintes.