Kavitasyonu erken tespit yöntemi

POMPA’NIN HATALI ŞEKİLDE ÇALIŞMASI
Proses endüstrisinin hemen hemen tüm ünitelerinde, akışkanlar A noktasından B noktasına taşınmaktadır. Normalde bu taşıma işlemi için, taşınan akışkanın hacmine bağlı olarak, yüksek maliyetli pompalar kullanılmaktadır. Özellikle çok büyük nominal çaplardaki ve yüksek pompalama kapasitesine sahip pompalarda meydana gelen hasarlar önemli derecede üretim kayıplarına, hatta tesisin duruşuna sebep olmaktadır. Bu yüzden birçok işletme personeli bu hatları gereksiz olarak yedekli pompa düzeneği ile çalıştırmak zorunda kalmaktadır. Ancak, proses değerlerinin sürekli izlenmesi sayesinde ilave ekipmanlar ve buna bağlı oluşan maliyetler önlenebilir.
 

Pompanın  emiş tarafında negatif basınç varsa ve buna bağlı gaz kabarcıkları oluşmuşsa, bunlar - akışkan ile birlikte - pompaya, yani pompa türbin çarkına çarpacaktır. Birikmeden kaynaklı negatif basınç, kümülatif olarak yüksek basınç oluşturacaktır: Ve bir müddet sonra gaz kabarcıkları kavite olurlar - yani, kabarcıklar kendi içlerine çökerler. Akışkan, oluşan boşluğa doğru itilir. Bu Mikrojet (mikroskobik sıvı fışkırması) oluşumu ses üstü hıza (süpersonik hız) sahiptir ve oluşan yüksek basınç gücü ile türbin çarkının yüzeyindeki metali aşındırır. Bununla beraber, gaz kabarcıklarının kavitasyonu sistemde büyük titreşimler üretir ve gürültü seviyelerinde artışa sebep olurlar. Bu sesler o kadar yüksektir ki, tesis personeli tarafından açıkça duyulabilir seviyededir.

Kavitasyon genel olarak bakım personeli tarafından akustik veya titreşim anormallikleri fark edildiğinde tespit edilir. Bu aşamada pompa, zaten büyük hasar görmüş durumdadır, hatta çoğu zaman diğer bağlı bileşenler olan, pompayı çalıştıran motor, lokal enstrümanlar ve her iki akış yönündeki boru hatları gibi malzemelerde bu durumdan etkilenir.

Kavitasyon bu kadar büyük sorunlara sebep olduğundan, son zamanlardaki yeni ünitelerin inşası sırasında boru hatlarının dizaynı bu durum dikkate alınarak yapılmaktadır. Ancak, zamanla ortaya çıkan proses ve ünitedeki değişimler ve deçevresel etkiler kavitasyon oluşmasını tetikleyebilir. Son olarak, tesis personeli tarafından alınan uygun olmayan önlemlerde kavitasyon oluşmasına neden olmaktadır.

ERKEN TESPİT ÇOK ÖNEMLİDİR
Pompaların daha iyi korunabilmesi için gerçek-zamanlı izlenmesi gerekmektedir. Taşınabilir titreşim ölçüm cihazları bile erken aşamada kavitasyonu tespit edemez, çünkü erken aşama için genel bir indikasyon yoktur. Basınç profilindeki en ufak değişiklikler bile kavitasyonu oluşturan koşulların bir göstergesidir. Bu nedenle,en etkili tespit yöntemlerinden biri, pompanın emiş tarafındaki basınç profili dalgalanmalarının tespit edilmesidir. Bu yöntem iledoğru ve tekrarlanabilirsonuçlar elde edilir.

Pompanın emiş tarafındakifark basınçta oluşan çok küçük dalgalanmalar bile, IIoT Sistemin parçası olan yüksek hassasiyetlibir fark basınç enstrümanı tarafından kaydedilir. Ölçülen bu veriler, gerçek zamanlı olarak ilgili değerlendirme sistemine iletilir.

Silikon rezonans sensörlü ve yüksek hassasiyetli fark basınç enstrümanı pompa emişindeki en küçük basınç dalgalanmalarını bile tespit eder.


02  Yokogawa EJX Fark Basınç Enstrümanı ve Stardom Hybrid Kontroller teknolojileri pompa ve proses değerlerini gerçek zamanlı izlenmesini sağlar.


 

Daha sonrasında değerlendirme sistemi, ölçülen basınç verilerini modelleyip analiz ederek, yeni başlayan veya önceden oluşmuş olan kavitasyon ile ilgili sonuçlar elde eder. Analiz edilmiş olan bu bilgiler bakım personelleri için son derece faydalıdır.

Yokogawa EJX fark basınç enstrümanı ve StardomHybridKontrolörü sayesindepompa ve proses operasyonları uygun teknolojiler kullanılarak gerçek-zamanlı izlenmektedir. Pompanın emiş tarafına, yapısındaki silikon rezonans sensörü sayesinde, en küçük basınç dalgalanmalarını bile tespit edebilen yüksek hassasiyetlifark basınç enstrümanı bağlanır. Fark basınç enstrümanı, elde ettiği tüm verileri yüksek hızlı haberleşme bağlantısı üzerinden Stardom kontrol sistemine aktarır.

Birçok operatör bu yedeklipompa sitemini gereksiz çalıştırmak zorunda kalmaktadır. Proses değerlerinin sürekli izlenmesi ile bu masraflar ve bununla bağlantılı maliyetler önlenebilir Yüksek hassasiyetli fark basınç enstrümanınınsilikon rezonans sensörü ile en ufak basınç dalgalanmaları bile tespit edilir.
 

VE SEBEPLERİN BULUNMASI
Gerçek zamanlı bir kavitasyon tespiti için, her 100 milisaniyede veri oluşturan enstrümanla birlikte bu verileri işleyen hızlı vegerçek zamanlı modelleme yapabilecekbir kontrol sistemi gerekmektedir. Kontrol sistemi, fark basınç enstrümanının ürettiği ham, filtrelenmemiş basınç değerlerini analiz ederek, pompada oluşan basınç profillerinioluşturur. Kontrol sistemi, mevcut ham verileri güvenilir bilgilere dönüştürmek için, özel olarak tasarlanmış paket programları kullanır ve daha sonrasında bu bilgileri bakım personeline iletir.

Kontrol sistemine entegre edilmiş web sunucusu aracılığıyla, bilgiler desteklenen tüm cihazlara gönderilebilir. Haberleşme internet veya intranet üzerinden yapılır, alternatif olarak bu bilgiler Modbus ile dePLC veya DCS gibi kontrol sistemine de gönderilebilir.

Gerçek zamanlı olarak işlenen bilgi, ortaya çıkan kavitasyon koşullarını çok erken zamanda gösterir, böylece bakım personeli zamanında harekete geçebilir: Bu gelişmiş analiz yöntemi, kavitasyon sebebiyle oluşan en hafif basınç değişikliklerini yorumlayarak, bakım personellerini, daha titreşim veya gürültü tespit edilmeden çok öncesindeuyarır.Bu bilgiler aynı zamanda dizayn hatalarını ve kavitasyon sebeplerini araştırmak için de kullanılabilir.

Kavitasyonun neden olduğu hasar, basınç dalgalanmalarının büyüklüğü ve tespit edilme zamanlaması ile doğrudan ilgilidir. Ayrıca geçmiş verilerüzerinden, bakım personeli kök-neden analizi yaparak kritik olayları tanımlayabilir ve buna bağlı olarak kavitasyonönleme prosedürleri uygulayabilir.

BAKIM OPTİMİZASYONU
Gerçek zamanlı izleme, hasar meydana gelmeden önce Kavitasyon olaylarını çok erken tespit etmenin etkili bir yoludur. Bu, işletmedeki plansız duruşları azaltarak, işletmelerin bakım onarım maliyetlerini minimuma indirir.

Tesis ve operasyon güvenliğini sağlamak için, kavitasyonunnedenlerinitespit etmek ve değerlendirmek çok önemlidir. Gelişmiş faktör analizi, proses akışkanlarında gaz kabarcıklarının oluşumunu tetikleyen proses veya operasyon değişiklikleri hakkında gerekli bilgileri edinmenizi sağlar.

İşletme ve bakım personelleri, prosesdeğerlerini inceleyerek kavitasyonu tetikleyen sebepleri tanımlayarak kategorize edebilirler. Boru tıkanıklığı, valflerin açılması, akış değişimleri ve diğer bir çok etmen gaz kabarcıklarının oluşmasına sebep olabilir. Kavitasyonun başlangıç evresi sadece akustik ve titreşim ölçümleri ile tespit edilemezler.

Bu nedenle, gelişmiş bir analiz uygulaması ile gaz kabarcıklarının oluşumunu erken zamandatespit etmek tek çözüm yoludur. Veriye dayalı bilgilerle, tesisteki bakım prosedürlerikontrol edilebilir. Ayrıca, kavitasyonla ilgili arızaları önlemek için en uygun tedbirler alınabilir.

Tesislerdeki proses ve bakım mühendisleri, kritik ekipmanlar ve bileşenlerinin ömrünü uzatmak için çeşitli programlar geliştirmektedirler. Plansız duruş sürelerini en aza indirgemek için önleyici bakım çalışmaları planlamaktadırlar. Ancak uzman bakım personeli emekli olduğunda, tecrübe edinilen bu bilgiler genellikle kaybolur. Yeni kestirimci bakım uygulamaları, gerçek zamanlı bilgileri bakım personelinin kullanımına sunmaktadır. Bu tip analiz uygulamaları, proses verilerinin oluşumundan, sürdürülebilir bilgiye ulaşmadaki çok değerli olan uzun zaman kayıplarını önlemektedir. Yokogawa’nın geliştirmiş olduğu bu analiz uygulaması ve basınç izleme sistemi, erken kavitasyon oluşumunu tespit etmek ve diğer sebeplerden ayırt etmek için çözüm sağlamaktadır.

Bunun gibi ileri seviye uygulamalar, oluşan hasarın küçük bir müdahale ile sınırlı üretim kaybına mı yoksa tesis duruşuna kadar giden büyük bir arızaya mı sebep olacağını göstermesi açısından çok önemlidir.

Gelişmiş analiz uygulaması, kavitasyon oluşumundan kaynaklanan en hafif basınç değişikliklerini yorumlar. Böylece kullanıcı titreşim ve gürültü olaylarını tespit etmeden çok öncesinde uyarılabilir.