Industriepumpen spielen eine wesentliche Rolle beim Transport und der Zirkulation von Flüssigkeiten in industriellen Prozessen. Von der Wasseraufbereitung und Stromerzeugung bis hin zur chemischen Verarbeitung sowie der Zellstoff- und Papierherstellung unterstützen Pumpen die Förderung von Flüssigkeiten, die Kühlung, die Zirkulation und andere Funktionen, die für einen zuverlässigen Anlagenbetrieb erforderlich sind.
Die Zuverlässigkeit von Pumpen wirkt sich direkt auf die Prozesskontinuität und die Anlagenverfügbarkeit aus. Während die Kritikalität einzelner Pumpen je nach Anwendung variiert, kann mechanischer Verschleiß letztendlich die Durchflussstabilität beeinträchtigen, die verfügbare Kapazität verringern oder zu unerwarteten Wartungs- und Produktionsunterbrechungen führen.
Viele Industrieanlagen betreiben eine große Anzahl von Pumpen, die über verschiedene Prozessbereiche verteilt sind. Die kontinuierliche Schwingungszustandsüberwachung bietet Wartungsteams einen besseren Einblick in sich anbahnende mechanische Probleme und unterstützt Wartungsentscheidungen, die auf dem tatsächlichen Maschinenzustand basieren und nicht allein auf periodischen Messungen.
Die Herausforderung: sich ändernde Betriebsbedingungen und dezentral verteilte Anlagen
Industriepumpen arbeiten unter einer Vielzahl mechanischer und hydraulischer Bedingungen. Durchflussrate, Druck, Fluideigenschaften, Drehzahl und Betriebszustand können je nach Prozessanforderungen und Pumpenkonfiguration variieren.
Diese Schwankungen beeinflussen das Schwingungsverhalten. Eine Veränderung des Schwingungspegels deutet nicht zwangsläufig auf eine mechanische Verschlechterung hin, da auch hydraulische Bedingungen und Betriebspunkte die gemessene Reaktion beeinflussen können. Eine zuverlässige Zustandsbeurteilung erfordert daher, dass Schwingungstrends zusammen mit relevanten Betriebsinformationen interpretiert werden.
Mechanische Probleme bringen zusätzliche Herausforderungen mit sich. Lagerverschleiß, Fluchtungsfehler, Rotorunwucht und mechanische Spielbildung können sich schrittweise entwickeln, während hydraulische Phänomene wie Kavitation oder Rückführung abnormale Schwingungen verursachen und zur Verschleißbildung der Anlagen beitragen können.
Für Anlagen mit vielen Pumpen, die über verschiedene Standorte verteilt sind, stellt die Überwachungsabdeckung eine weitere Herausforderung dar. Regelmäßige Schwingungsrundgänge liefern nützliche Momentaufnahmen des Maschinenzustands, doch sich anbahnende Probleme können sich zwischen den Inspektionen weiterentwickeln. Eine manuelle Erhöhung der Messhäufigkeit erfordert zudem zusätzlichen Zeitaufwand und Fachpersonal.
Warum Schwingungsüberwachung für Industriepumpen wichtig ist
Viele mechanische Probleme bei Industriepumpen entwickeln sich allmählich und beeinflussen das Schwingungsverhalten, bevor es zu einem Funktionsausfall kommt. Veränderungen des Lagerzustands, der Ausrichtung, der Rotorauswuchtung oder der mechanischen Befestigung können messbare Schwingungsmuster erzeugen, die auf eine sich entwickelnde Verschlechterung hinweisen.
Die Wechselwirkung zwischen mechanischem und hydraulischem Verhalten macht die Pumpenüberwachung besonders wichtig. Änderungen der Betriebsbedingungen können Schwingungen beeinflussen, während hydraulische Störungen wie Kavitation oder Rückführung zusätzliche Schwingungskomponenten verursachen können. Diese Effekte können zu mechanischer Beanspruchung beitragen und, je nach Schweregrad und Dauer, den Verschleiß der Anlagen beschleunigen.
Unterschiedliche Pumpenkonfigurationen bringen unterschiedliche Überwachungsanforderungen mit sich. Eine horizontale Pumpe mit separatem Motor und Kupplung weist mehrere Lager- und Antriebsstrangstellen auf, die möglicherweise überwacht werden müssen. Mehrstufige Pumpen bringen zusätzliche interne Hydraulikstufen und rotordynamische Aspekte mit sich, während vertikale Inline-Konfigurationen Messpositionen erfordern, die an ihre mechanische Anordnung angepasst sind.
Die kontinuierliche Schwingungsüberwachung liefert den historischen Kontext, der erforderlich ist, um anhaltende Veränderungen im Maschinenverhalten zu erkennen. In Kombination mit relevanten Betriebsdaten wie Drehzahl, Durchfluss und Druck helfen Schwingungstrends den Instandhaltungsteams dabei, zu bestimmen, welche Anlagen einer genaueren diagnostischen Untersuchung bedürfen.
Dies unterstützt die zustandsorientierte Instandhaltung, indem zusätzliche Einblicke in den mechanischen Zustand gewährt werden, die über das hinausgehen, was Prozessmessungen allein aufzeigen können.
Anwendung von VibSys® bei Industriepumpen
VibSys® ist für die kontinuierliche Schwingungszustandsüberwachung an rotierenden Maschinen konzipiert und kann auf verschiedene industrielle Pumpenkonfigurationen angewendet werden.
VibSys® erfasst kontinuierlich hochwertige Schwingungs- und begleitende Maschinendaten in unmittelbarer Nähe der überwachten Anlagen und verarbeitet diese Informationen lokal. Schwingungsmessungen können je nach mechanischer Konfiguration an relevanten Motor-, Lager- und Pumpenstandorten durchgeführt werden.
Gegebenenfalls liefern Drehzahlmessungen zusätzlichen Betriebskontext für die Interpretation des Schwingungsverhaltens und die Durchführung weiterer diagnostischer Analysen. Detaillierte Schwingungsdaten stehen weiterhin zur Verfügung, wenn sich ändernde Zustandstrends eine genauere Untersuchung erfordern.
Für Industrieanlagen mit einem größeren Pumpenbestand bietet VibSys® die Möglichkeit, die Überwachungsabdeckung zu erhöhen, ohne den manuellen Messaufwand proportional zu steigern. Anstatt sich in erster Linie auf regelmäßige Inspektionsrouten zu verlassen, erhalten Wartungsteams kontinuierliche Zustandsinformationen über eine breitere Gruppe von Anlagen.
Die kompakte, dezentrale Architektur ermöglicht es, die Überwachung zunächst mit ausgewählten Pumpen zu beginnen und auf weitere Anlagen oder Prozessbereiche auszuweiten. Dank offener Konnektivität lassen sich Zustandsinformationen und Schwingungsdaten in bestehende Anlagen- und Analyseumgebungen integrieren.
VibSys® ist für die Zustandsüberwachung und Diagnose zur Unterstützung von Instandhaltungsentscheidungen vorgesehen. Es ersetzt weder spezielle Maschinenschutzvorrichtungen noch sicherheitsrelevante Abschaltsysteme oder andere Schutzfunktionen.
Typische VibSys®-Installationen an industriellen Pumpen
Die Konfigurationen industrieller Pumpen variieren je nach Durchflussanforderungen, Betriebsdruck, Einbauanordnung und mechanischer Bauweise. Diese Unterschiede beeinflussen sowohl das Schwingungsverhalten als auch die am besten geeigneten Messstellen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen drei verschiedene Pumpenkonfigurationen und zeigen, wie eine kontinuierliche Schwingungsüberwachung auf deren rotierende Baugruppen angewendet werden kann.
Horizontale Kreiselpumpen mit Elektromotoren
Horizontale Kreiselpumpen werden in Industrieanlagen häufig für den Flüssigkeitstransport und die Zirkulation eingesetzt. In einer typischen Konfiguration treibt ein Elektromotor die Pumpe über eine Kupplung an, wodurch eine rotierende Baugruppe mit getrennten Lageranordnungen für Motor und Pumpe entsteht.
Schwingungsmessungen an relevanten Motor- und Pumpenlagerpositionen liefern Einblicke in das mechanische Verhalten im gesamten Antriebsstrang. Eine optionale Drehzahlmessung kann zusätzlichen Betriebskontext für die diagnostische Analyse liefern.
Die kontinuierliche Schwingungstrendanalyse unterstützt die Erkennung von sich entwickelnder Lagerverschleißung, Rotorunwucht, Kupplungsversatz und mechanischem Spiel. Da auch hydraulische Bedingungen die Schwingungen beeinflussen können, sollten Veränderungen im Zusammenhang mit den Betriebsbedingungen der Pumpe interpretiert werden.
Die Überwachung der gesamten rotierenden Baugruppe hilft Wartungsteams dabei, anhaltende mechanische Veränderungen zu erkennen und festzustellen, wann weitere Inspektionen oder Wartungsmaßnahmen erforderlich sind.
Horizontale mehrstufige Kreiselpumpen
Horizontale mehrstufige Kreiselpumpen nutzen mehrere, entlang einer gemeinsamen Welle angeordnete Laufradstufen, um den Flüssigkeitsdruck schrittweise zu erhöhen. Diese Konfiguration wird üblicherweise dort eingesetzt, wo höhere Förderdrücke erforderlich sind.
Die Kombination aus mehreren Hydraulikstufen, einer verlängerten Rotorbaugruppe und Stützlagern bringt zusätzliche Aspekte für die Schwingungsüberwachung mit sich. Mechanischer Verschleiß, Veränderungen im Rotorauswucht, der Zustand der Lager sowie hydraulische Störungen können das Schwingungsverhalten beeinflussen.
VibSys® kann Schwingungsmessungen an relevanten Lagerstellen und im Antriebsstrang erfassen, während begleitende Drehzahlangaben zusätzlichen Kontext für die Interpretation von Veränderungen im Maschinenverhalten liefern.
Die kontinuierliche Trendanalyse hilft dabei, anhaltende Veränderungen zu erkennen, die auf sich entwickelnde mechanische Probleme hindeuten können. Da Schwingungen durch Wechselwirkungen zwischen den Hydraulikstufen, der Rotordynamik und den Betriebsbedingungen beeinflusst werden können, bleibt eine detaillierte diagnostische Analyse wichtig, wenn abnormale Trends auftreten.
Vertikale Inline-Kreiselpumpen
Vertikale Inline-Kreiselpumpen werden häufig in Flüssigkeitsumwälz- und -fördersystemen eingesetzt, bei denen ein kompakter Einbauraum von Vorteil ist. Der Motor ist vertikal über der Pumpe angeordnet, wobei die rotierende Baugruppe entlang einer vertikalen Achse ausgerichtet ist.
Diese Konfiguration unterscheidet sich von horizontalen Pumpeninstallationen hinsichtlich ihrer mechanischen Anordnung, der Lagerstellungen und der Zugänglichkeit für Schwingungsmessungen.
VibSys® kann je nach Pumpenkonstruktion Schwingungen an geeigneten Messstellen an Motor und Pumpe überwachen. Gegebenenfalls können Drehzahlmessungen zusätzlichen Betriebskontext liefern.
In Anlagen mit mehreren vertikalen Inline-Pumpen ermöglicht die kontinuierliche Überwachung zudem, den Zustand einzelner Einheiten über einen längeren Zeitraum hinweg zu verfolgen. Dies hilft Wartungsteams dabei, sich abzeichnende mechanische Veränderungen zu erkennen, Trends unter geeigneten Betriebsbedingungen zu vergleichen und bei Bedarf weitere Untersuchungen zu priorisieren.
Wesentliche Vorteile für die Zustandsüberwachung industrieller Pumpen
- Kontinuierliche Schwingungszustandsüberwachung über verschiedene industrielle Pumpenkonfigurationen hinweg
- Frühzeitige Erkennung von mechanischem Verschleiß
- Hochwertige Schwingungsdaten für Trend- und Diagnoseanalysen
- Bei Bedarf mehrere Messpositionen an der rotierenden Baugruppe
- Zusätzlicher Anwendungskontext durch Drehzahlmessungen
- Einblicke in Schwingungen im Zusammenhang mit mechanischen und hydraulischen Zuständen
- Lokale Verarbeitung in der Nähe der überwachten Anlagen
- Skalierbarer Einsatz in größeren und verteilten Pumpenbeständen
- Geringere Abhängigkeit von regelmäßigen manuellen Schwingungsmessungen
- Offene Konnektivität mit bestehenden Anlagen- und Analyseumgebungen
Auswirkungen auf die Wartung und die Zuverlässigkeit von Pumpen
Die kontinuierliche Schwingungszustandsüberwachung verschafft Wartungsteams einen besseren Einblick in die zeitliche Entwicklung des Pumpenzustands.
Anhaltende Veränderungen des Lagerzustands, der Ausrichtung, der Rotorauswuchtung oder anderer mechanischer Komponenten können früher erkannt werden, wodurch mehr Zeit für die Untersuchung und Planung geeigneter Wartungsmaßnahmen zur Verfügung steht. Hydraulikbedingte Schwingungen können zudem zusammen mit Prozessinformationen ausgewertet werden, um festzustellen, ob weitere Untersuchungen erforderlich sind.
Dies ist besonders wertvoll in Anlagen mit vielen Pumpen, die über verschiedene Prozessbereiche verteilt sind. Anstatt jede Anlage manuell in gleichen Zeitabständen zu messen, können Wartungsteams anhand kontinuierlicher Zustandsdaten ermitteln, welche Maschinen einer genaueren Beobachtung bedürfen.
Ein frühzeitiges Erkennen sich anbahnender Probleme kann das Risiko unerwarteter Ausfälle und Folgeschäden verringern und gleichzeitig eine besser vorhersehbare Wartungsplanung sowie eine höhere Anlagenverfügbarkeit ermöglichen.
Von periodischen Messungen bis hin zur skalierbaren Zustandsüberwachung
In Industrieanlagen kann eine große Anzahl von Pumpen vorhanden sein, die unter unterschiedlichen Bedingungen betrieben werden und unterschiedlichen Prozessanforderungen dienen. Die regelmäßige Überprüfung dieser Anlagen durch manuelle Schwingungsmessrouten erfordert erheblichen Zeitaufwand und Fachpersonal.
Eine kontinuierliche Überwachung bietet einen skalierbareren Ansatz. Schwingungs- und zugehörige Maschinendaten können konsistent erfasst werden, ohne dass bei jeder Messung eine Person anwesend sein muss.
Wartungs- und Zuverlässigkeitsspezialisten können dann einen größeren Teil ihrer verfügbaren Zeit darauf verwenden, relevante Veränderungen zu interpretieren, Diagnosen durchzuführen und geeignete Wartungsmaßnahmen festzulegen.
Die Überwachung muss nicht von Anfang an den gesamten Pumpenbestand abdecken. Ein skalierbarer Ansatz ermöglicht es, die kontinuierliche Überwachung zunächst mit ausgewählten Pumpen zu beginnen und im Zuge der Weiterentwicklung der Überwachungsstrategie auf weitere Anlagen oder Prozessbereiche auszuweiten.
Erhöhen Sie die Überwachungsabdeckung mit VibSys®
Bei
einer effektiven Zustandsüberwachung von Pumpen geht es nicht einfach nur darum, mehr Schwingungsdaten zu erfassen. Es geht darum, einen ausreichenden Überblick über den gesamten Pumpenbestand zu schaffen, um zu erkennen, welche Anlagen Aufmerksamkeit erfordern, und um bessere Instandhaltungsentscheidungen zu unterstützen.
VibSys® bietet eine skalierbare Grundlage für den Ausbau dieser Sichtbarkeit. Kontinuierliche Schwingungserfassung, lokale Verarbeitung, hochwertige Diagnosedaten und offene Konnektivität ermöglichen die Überwachung einer größeren Anzahl von Pumpen, ohne dass sich der manuelle Messaufwand entsprechend erhöht.
Der Überwachungsansatz lässt sich an verschiedene mechanische Konfigurationen anpassen, von horizontalen Kreiselpumpen und mehrstufigen Anlagen bis hin zu vertikalen Inline-Pumpensystemen.
Durch die Ausweitung der kontinuierlichen Zustandsüberwachung auf diese verschiedenen Pumpenkonfigurationen können Wartungs- und Zuverlässigkeitsteams relevante Veränderungen früher erkennen, Wartungsmaßnahmen effektiver priorisieren und das Fachwissen gezielt auf die Anlagen konzentrieren, die Aufmerksamkeit erfordern.
