Độ bền cơ học và tuổi thọ thiết kế của bơm booster inline model ISG100-100A, IRG100-100A
Các yếu tố cấu trúc quyết định độ bền cơ học
Thân bơm và buồng xoắn: đúc liền khối bằng gang cầu/inox, tăng khả năng chịu áp nội và giảm ứng suất tập trung tại gối đỡ, mặt bích.
Trục bơm: thép hợp kim/inox xử lý nhiệt, độ đồng tâm cao, hạn chế võng trục ở tốc độ định mức, giảm rung và mài mòn phớt.
Cánh bơm: thiết kế ly tâm hiệu suất cao (backward-curved), bền mỏi, giảm lực thủy động biến thiên.
Ổ bi: lựa chọn theo tải hướng trục + hướng kính của điểm làm việc; chỉ số L10h phù hợp thời gian vận hành liên tục.
Phớt cơ khí: cân bằng áp, vật liệu SiC/Carbon/TC và gioăng phù hợp nhiệt độ giúp giữ kín ổn định, tránh mài mòn lệch.
Tuổi thọ thiết kế: các đại lượng cần quan tâm
L10h của ổ bi: tham chiếu tuổi thọ danh định (giờ) tại tải tương đương; vận hành lệch điểm làm việc làm giảm nhanh L10h.
MTBF hệ thống: gồm bơm, động cơ, phớt, ổ bi, điều khiển; tăng bằng cách giảm rung, kiểm soát nhiệt, giữ sạch chất lỏng.
Ứng suất mỏi: do chu kỳ khởi/dừng và biến thiên áp suất; dùng khởi động mềm/biến tần để giảm xung lực cơ – thủy lực.
Biên an toàn thủy lực: duy trì NPSHa > NPSHr + biên để tránh xâm thực (cavitation) phá hỏng cánh, pitting buồng bơm.
Nhiệt độ chất lỏng: ISG100-100A cho nước ≤ ~80°C; IRG100-100A cho nước nóng (≈120–150°C tùy cấu hình). Vượt ngưỡng làm lão hóa gioăng, giảm tuổi thọ phớt và vòng bi.
Điều kiện vận hành giúp bền cơ học
Điểm làm việc ổn định: lựa chọn model theo Q–H thực tế, tránh chạy quá xa điểm BEP (Best Efficiency Point) gây rung và tải bi cao.
Chất lượng điện: điện áp 3 pha ổn định, THD thấp; lắp bảo vệ quá dòng, mất pha, quá nhiệt cuộn dây.
Chất lượng nước: lọc Y/strainer trước bơm, hạn chế cát cặn gây mòn cánh và mặt phớt; độ pH, clo trong phạm vi vật liệu cho phép.
Nền móng – đồng tâm: móng cứng, bulông neo đúng mô-men; căn đồng trục, đồng tâm đường ống để không truyền lực uốn lên cổ bích.
Quy trình đóng/mở van: thao tác từ từ để tránh búa nước (water hammer) gây xung áp lên trục và ổ bi.
Thiết kế cho vận hành dài hạn 24/7
Tản nhiệt động cơ: thông gió tốt, khoảng hở xung quanh theo khuyến cáo; làm sạch cánh quạt và khe tản nhiệt định kỳ.
Bôi trơn – làm mát ổ bi: đúng chủng loại mỡ/dầu, chu kỳ thay theo giờ chạy; theo dõi nhiệt độ gối đỡ.
Phớt cơ khí: dùng cấu hình balanced/double seal cho áp cao, nước nóng; bố trí xả khí vùng phớt để tránh khô mặt phớt khi khởi động.
Biến tần (VFD): tối ưu tốc độ theo tải, giảm rung – ồn, tăng tuổi thọ cơ cấu quay; cài ramp-up/ramp-down mềm.
Bảo trì dự phòng để kéo dài tuổi thọ
Giám sát tình trạng (CBM): đo rung (mm/s), nhiệt ổ bi, rò vi mô ở phớt, dòng điện động cơ; đặt ngưỡng cảnh báo.
Bảo trì theo lịch (TBM): vệ sinh buồng bơm, kiểm tra mòn cánh; thay o-ring, lò xo phớt, căn lại đồng tâm theo kỳ.
Hồ sơ vận hành: ghi áp suất hút/xả, lưu lượng, nhiệt; phát hiện lệch xu hướng sớm để xử lý trước khi sự cố.
Các lỗi cơ học thường gặp và phòng ngừa
Rung tăng dần: nghi đồng tâm kém/vòng bi mòn → cân trục, thay bi, kiểm tra cân bằng cánh.
Nóng ổ bi: quá tải, mỡ không phù hợp hoặc dư/thiếu → điều chỉnh điểm làm việc, chuẩn hóa bôi trơn.
Rò phớt: xước mặt phớt, khí trong buồng phớt → xả khí, kiểm tra NPSHa, thay cặp mặt phớt đúng vật liệu.
Mòn cánh bất thường: cát cặn/xâm thực → tăng lọc, rút ngắn đường hút, nâng mực nước nguồn.
Kết luận
Độ bền cơ học và tuổi thọ thiết kế của bơm booster inline ISG100-100A, IRG100-100A phụ thuộc vào tổ hợp kết cấu cơ khí vững chắc – lựa chọn đúng điểm làm việc – kiểm soát rung/nhiệt/xâm thực – chất lượng điện và nước – bảo trì chủ động. Thiết kế phù hợp ứng dụng (đặc biệt lựa chọn IRG cho nước nóng), kèm VFD và chương trình bảo trì dự phòng sẽ giúp bơm vận hành ổn định 24/7, kéo dài tuổi thọ linh kiện chính (ổ bi, phớt, cánh, trục) và tối ưu tổng chi phí vòng đời (LCC).
