Naprawa lub przebudowa istniejących wentylatorów często prowadzi do zwiększenia wydajności urządzeń i generowania dodatkowych oszczędności.
W razie uszkodzenia wentylatorów lub dmuchaw standardowo przeprowadza się wymianę uszkodzonych i zużytych elementów lub całych urządzeń. Obecnie nie jest to zbyt dobry sposób działania dla przedsiębiorców. Poprzez wymianę wentylatora lub dmuchawy klient może utracić szanse na uzyskanie lepszej wydajności i wyższej jakości urządzenia.
Specjaliści od naprawy wentylatorów mają pewną przewagę nad ich projektantami. Mogą oni obserwować historię wydajności danego wentylatora i zmienić jego projekt tak, aby zapobiec powstawaniu określonego typu zużycia, korozji lub innych problemów. Analizy umożliwiają specjalistom wybór najbardziej odpowiednich metali lub egzotycznych stopów dla aplikacji, które wydłużą żywotność urządzeń. W wielu przypadkach jakość naprawionych elementów przewyższa żywotnością oryginalne części.
Naprawiać czy wymieniać?
Wentylatory i dmuchawy mają określony cykl życia i po tym czasie muszą być wymienione lub naprawione – nawet przy zapewnieniu najlepszej konserwacji. Inżynierowie zakładowi mają również możliwość dokonania przebudowy, która jest rozszerzoną formą naprawy. Wentylator, który wygląda na nienaprawialny i jest przeznaczony na złom, może być przebudowany tak, aby funkcjonował jak nowy (rysunek 1). Wentylatory, które mają wyeksploatowane łopatki lub inne części, mogą być odbudowane i ulepszone w taki sposób, aby zredukować zużycie elementów w konkretnych punktach.
Przebudowa umożliwia specjalistom zwiększenie wydajności, wytrzymałości, a także redukcję drgań i obniżenie stopnia wrażliwości na brak wyważenia wentylatora.
Modyfikacja projektu polegająca na redukcji bezwładności wirnika może skrócić czas uruchomienia i obniżyć obciążenie silnika. W przypadku gdy problemem jest pękanie, specjaliści mogą dostosować grubość materiału, a także zastosować metodę FEA do analizy naprężeń, która pozwoli ocenić, czy projekt wirnika wentylatora jest solidny i czy wytrzyma przez dłuższy czas. W procesie przeprojektowywania wentylatorów specjaliści wytypowali trzy główne przyczyny awarii i uszkodzeń: zużycie, korozja i temperatura.
Zużycie, korozja i temperatura
Zużycie lub korozja jest często oczywistym powodem wadliwego działania lub uszkodzenia elementów wentylatora. Specjalista może określić, jakie zmienne były odpowiedzialne za zużycie, i sugeruje przeprojektowanie w razie konieczności. W niektórych przypadkach jedynie przekładnia, piasta i część wirnika pozostają bez zmian, podczas gdy pozostała część wentylatora jest przebudowywana.
Łopatki lub powłoki łopatek wentylatora, które nie są wystarczająco odporne na erozję powodowaną przez strumień zanieczyszczonego powietrza, ulegają zużyciu. Licznie występujące nowe rodzaje stopów, stali i innych odpornych na zużycie materiałów mogą pomóc w rozwiązaniu tego problemu. Dla przykładu powłoki łopatek wykonane z węglika chromu lub węglika wolframu redukują stopień ich zużycia – jest to również rozwiązanie bardzo dobre pod względem ekonomicznym.
W przypadku poważnego zużycia specjaliści mogą korzystać z komputerowej analizy dynamiki płynów (CFD) w celu stworzenia symulacji interakcji płynów i gazów w elementach wentylatora. Analiza CFD dostarcza dokładnych danych, które mogą być wykorzystane do zwiększenia odporności na zużycie.
Korozja wentylatorów może być spowodowana zmianą mieszanki w strumieniu powietrza od czasu zakupu i instalacji urządzenia. Może to również wynikać z tego, że wentylator nie był przystosowany do pracy z określonym strumieniem powietrza. Specjaliści mogą rozpocząć naprawę od analizy strumienia w celu identyfikacji czynników odpowiedzialnych za korozję. Nowe rodzaje stali nierdzewnej i innych stopów metali odpornych na korozję są sposobem na rozwiązanie tego problemu. Specjaliści od wentylatorów mogą przetestować materiały w różnych warunkach w celu wybrania odpowiedniego rodzaju dla danej aplikacji.
Temperatura może być również istotnym czynnikiem powodującym awarie wentylatorów. Stale i stopy metali mogą pracować w wysokich temperaturach, przekraczających ograniczenia projektowe jedynie przez ściśle określony czas. W przypadku gdy materiały wykorzystane w projektowaniu wentylatora nie spełniają założonych wymagań wytrzymałościowych, można zastosować materiały alternatywne do naprawy lub przebudowy wentylatora.
Jednym z najbardziej podatnych na awarie miejsc dla aplikacji wykonywanych w wysokich temperaturach jest łożysko toczne. Do powstawania awarii przyczynia się:
- Niewielka trwałość nominalna łożyska L-10: cykl życia łożyska lub L-10 (trwałość nominalna) jest obliczona na podstawie liczby godzin pracy, jaką przekroczy grupa identycznych łożysk w określonych warunkach. Do tych warunków zaliczamy funkcję obciążenia radialnego, osiowego, prędkość i wskaźnik podstawowego obciążenia łożyska.
- Rozpraszanie energii w postaci ciepła i niewłaściwe smarowanie. Nadmierne temperatury mogą uszkodzić elementy łożyska i spowodować awarię procesu smarowania. Przewodzenie ciepła może być ograniczone przez zastosowanie materiałów o niskich parametrach konduktywności, dodając deflektor cieplny lub instalując osłonę radiacyjną.
Uszkodzone lub zużyte wentylatory i dmuchawy mogą być jeszcze długo wykorzystywane. Szczegółowa analiza powodów powstania uszkodzeń wentylatora może się przyczynić do powstania długoterminowych oszczędności. Naprawa lub przebudowanie istniejących wentylatorów może generować od 20% do nawet 80% oszczędności kosztów.
Przed zamawianiem nowego wentylatora należy rozważyć korzyści, jakie niesie ze sobą naprawa lub przebudowanie istniejących jednostek. Wymiana niewydajnego wentylatora na drugi tego samego typu będzie najwyżej naprawą tymczasową. Odpowiednie podejście polega na ocenie i określeniu powodu powstawania uszkodzenia. Na podstawie zebranych informacji decyduje się o naprawie lub wymianie na wydajniejszy model. W wielu przypadkach naprawa będzie lepszym rozwiązaniem pod względem ekonomicznym dla okresów krótko- i długoterminowych.
Thomas J. Kuli jest szefem inżynierów, Tim Rape jest menadżerem ds. napraw. Obaj pracują dla Robinson Industries Inc.
Artykuł pod redakcją Michała Piłata
Autor: Thomas J. Kuli, Tim Rape
