Hydraulische pompen testen en Vickers handleiding voor hydraulische systemen

Het testen van hydraulische pompen is de meest betrouwbare manier om prestatieverlies van het systeem te diagnosticeren

Een hydraulisch systeem dat vermogen heeft verloren, langzaam reageert of overmatige hitte genereert, heeft bijna altijd last van interne pompslijtage of mechanisch falen – en de enige manier om dit met zekerheid te bevestigen is door systematische pomptests uit te voeren. Een volumetrische efficiëntie van minder dan 85% op een pomp die op 90-95% zou moeten werken, is een duidelijke indicatie dat herbouw of vervanging noodzakelijk is , ongeacht hoe nieuw het apparaat er extern uitziet. Gissen op basis van symptomen verspilt tijd en leidt tot onnodige vervanging van onderdelen.

Vickers hydraulische pompen – nu onderdeel van de Eaton Corporation-portfolio – zijn al tientallen jaren een maatstaf voor industriële en mobiele hydraulische systemen. Hun zuiger-, schoepen- en tandwielpompontwerpen behoren tot de meest geteste en gedocumenteerde in het veld, waardoor ze een ideaal referentiepunt zijn voor het begrijpen van de diagnose van hydraulische pompen in het algemeen. Deze gids behandelt de testmethodologie, belangrijke meetgegevens, Vickers-specifieke overwegingen en hoe de resultaten nauwkeurig kunnen worden geïnterpreteerd.

Kernstatistieken bij het testen van hydraulische pompen

Effectieve pomptests meten drie onderling afhankelijke prestatieparameters. Het afzonderlijk beoordelen van een pomp levert een onvolledig en mogelijk misleidend beeld op van de gezondheid van de pomp.

Volumetrische efficiëntie

Volumetrische efficiëntie (Ev) vergelijkt de werkelijke uitgangsstroom met de theoretische verplaatsingsstroom bij een gegeven snelheid. Het wordt berekend als:

Ev = (werkelijke stroomopbrengst ÷ theoretische stroom) × 100%

Een nieuwe Vickers-schottenpomp werkt doorgaans op 92-96% volumetrische efficiëntie bij nominale druk. Wanneer Ev onder de 85% daalt, is de interne lekkage – door versleten schoepuiteinden, zijplaten of poortplaten – groot genoeg geworden om verslechtering van de systeemprestaties te veroorzaken. Onder de 80% is de pomp voor de meeste industriële toepassingen feitelijk aan het einde van de levensduur.

Algehele (totale) efficiëntie

De algehele efficiëntie houdt rekening met zowel volumetrische verliezen als mechanische verliezen (wrijving in de pomp). Het is het product van volumetrische efficiëntie en mechanische efficiëntie. Gezonde industriële pompen zouden een algemeen rendement tussen 85 en 92% moeten hebben . Een pomp met een goede volumetrische efficiëntie maar een slechte mechanische efficiëntie heeft doorgaans lagerslijtage, verkeerde uitlijning of weerstand tegen de asafdichting, waardoor de eisen aan het ingangskoppel toenemen.

Afvoerstroomsnelheid behuizing

Voor zuigerpompen en ontwerpen met variabele cilinderinhoud – inclusief de Vickers PVB- en PVH-serie – is de afvoerstroom in de behuizing een kritische diagnostische indicator. De normale afvoerstroom bedraagt doorgaans 1–3% van het nominale pompvermogen . Wanneer de afvoerstroom in de behuizing 10% van het nominale vermogen overschrijdt, heeft de interne slijtage een niveau bereikt dat onmiddellijke aandacht vereist. Voor het meten van de afvoerstroom in de behuizing is een speciale stroommeter nodig die in de afvoerleiding is aangesloten; deze kan niet worden geschat op basis van het systeemgedrag alleen.

Standaard testprocedures voor hydraulische pompen

Pomptesten kunnen in het systeem worden uitgevoerd (terwijl de pomp is geïnstalleerd) of op een speciale testbank na verwijdering. Testen op een bank levert nauwkeurigere en reproduceerbare gegevens op, terwijl het testen in het systeem sneller gaat en geen verwijdering van de pomp vereist. Beide benaderingen volgen dezelfde meetprincipes.

Flow- en druktests in het systeem

1. Installeer een debietmeter en manometer in de pompuitlaatleiding, stroomafwaarts van de pomp maar stroomopwaarts van de directionele regelklep. Gebruik een T-fitting die geschikt is voor de maximale werkdruk van het systeem.
2. Verwarm het systeem tot normale bedrijfstemperatuur — doorgaans 49–60 °C (120–140 °F) voor de meeste hydraulische systemen op minerale olie. Koud testen levert kunstmatig hoge stroomwaarden op vanwege de verhoogde vloeistofviscositeit; resultaten genomen onder 100°F zijn niet betrouwbaar voor efficiëntieberekeningen.
3. Registreer de basislijnstroom (onbelast). bij minimale systeemdruk terwijl het systeem op bedrijfstemperatuur is. Hiermee wordt de vrije doorstroomcapaciteit van de pomp bepaald.
4. Pas gecontroleerde belastingsdruk toe met behulp van een stroomregelklep of laadklep stroomafwaarts, waarbij de druk stapsgewijs wordt verhoogd in stappen (bijvoorbeeld stappen van 500 psi) tot aan de nominale werkdruk. Registreer de stroom bij elke drukstap.
5. Bereken de volumetrische efficiëntie bij nominale druk met behulp van de bovenstaande formule, waarbij wordt verwezen naar de cilinderinhoudspecificatie van de pomp op het gegevensblad van de fabrikant.
6. Meet de afvoerstroom van de behuizing afzonderlijk als de pomp van het type met zuiger of variabele cilinderinhoud is. Steek een debietmeter in de afvoerleiding en registreer de stroom bij nominale werkdruk.

Protocol voor banktesten

Bij banktesten wordt de pomp uitgevoerd op een speciale testopstelling met een aandrijfmotor, vloeistofreservoir, warmtewisselaar en gekalibreerde stroom- en drukinstrumenten. Dit maakt nauwkeurige controle van snelheid, temperatuur en belasting mogelijk, waardoor de variabelen die aanwezig zijn bij het testen in het systeem worden geëlimineerd. ISO 4409 is de internationale norm voor het testen van hydraulische pompen en motoren en specificeert de vereisten voor meetnauwkeurigheid, testvloeistofeigenschappen en rapportageformaten. De fabrieksacceptatietests van Vickers/Eaton volgen deze norm, en onafhankelijke testfaciliteiten zouden dat ook moeten doen.

Belangrijke banktestparameters die minimaal moeten worden vastgelegd:

• Toerental van de ingaande as (RPM) — gemeten met een toerenteller of encoder
• Inlaatdruk (zuiging) — moet boven de vloeistofdampdruk blijven om cavitatie te voorkomen
• Uitlaatdruk op meerdere laadpunten
• Uitgangsdebiet bij elke drukstap
• Ingangskoppel of stroomverbruik
• Vloeistoftemperatuur bij inlaat en uitlaat
• Afvoerstroom behuizing (voor toepasselijke pomptypen)
• Geluidsniveau in dB(A) bij nominale snelheid en druk

Vickers hydraulische pompserie: belangrijkste specificaties en testreferenties

Vickers (Eaton Vickers) produceert verschillende afzonderlijke pompfamilies, elk met verschillende interne geometrie, prestatiekenmerken en testoverwegingen. Begrijpen met welke series u werkt, is essentieel voor het toepassen van de juiste testparameters en het interpreteren van resultaten aan de hand van de juiste specificaties.

Vickers-pompen met variabel slagvolume testen: aanvullende controles

Variabele verplaatsingsmodellen (PVB, PVH) vereisen aanvullende functionele tests die verder gaan dan debiet- en efficiëntiemeting. De drukcompensator – die de verplaatsing vermindert om een ​​ingestelde druk te behouden – moet worden geverifieerd om correct te reageren en het instelpunt stabiel te houden. De dode band van de compensator mag niet groter zijn dan ±75 psi (5 bar) vanaf het instelpunt op een goed functionerende pomp uit de PVH-serie . Een trage of oscillerende reactie van de compensator duidt op versleten spoelafdichtingen, veermoeheid of vervuilde bedieningsdoorgangen.

Testresultaten interpreteren: wat de cijfers in de praktijk betekenen

Ruwe testgegevens worden pas bruikbaar als ze worden geïnterpreteerd aan de hand van gedefinieerde acceptatiecriteria. De volgende referentiebereiken zijn breed van toepassing op goed onderhouden hydraulische pomppopulaties en komen overeen met de servicedocumentatierichtlijnen van Vickers/Eaton.

Veelvoorkomende storingsmodi die zijn aangetroffen tijdens het testen van hydraulische pompen

Testen bevestigen zelden alleen maar dat een pomp goed of slecht is; het wijst ook op specifieke faalmechanismen. Het herkennen van deze patronen verkort de diagnostische tijd en leidt tot reparatiebeslissingen.

Cavitatie

Cavitatie occurs when fluid pressure at the pump inlet drops below the fluid's vapor pressure, causing vapor bubbles to form and then collapse violently as pressure recovers. Testing signatures include elevated noise (a characteristic grinding or rattling sound), erratic flow readings, and rapid performance degradation. Een inlaatvacuüm van meer dan 5 in Hg (17 kPa absoluut) is een primaire risicodrempel voor cavitatie voor de meeste Vickers-pompontwerpen. Oorzaken zijn onder meer verstopte zuigfilters, te kleine zuigleidingen of vloeistof met overmatig opgeloste lucht.

Interne slijtage (erosie van schoepen en poortplaten)

Bij Vickers-schottenpompen slijten de schoepenpunten en het oppervlak van de nokkenring in de loop van de tijd samen. Uit tests blijkt dat er sprake is van een progressief volumetrisch efficiëntieverlies dat verergert bij toenemende druk; een vlakke efficiëntiecurve die steil boven de middendruk daalt, is kenmerkend voor slijtage van de schoepen. Slijtage van de poortplaten bij zuigerpompen vertoont een soortgelijk patroon. Beide omstandigheden worden bevestigd door demontage en directe meting van de speling tegen de toleranties van de fabrikant.

Verontreinigingsgerelateerde schade

Deeltjesverontreiniging is hiervoor verantwoordelijk meer dan 70% van de defecten aan hydraulische componenten volgens sectorstudies. Slijtage door deeltjes in het bereik van 5–15 micron – onzichtbaar voor het blote oog – versnelt de groei van de speling door de hele pomp. Uit tests blijkt dat dit een algemeen efficiëntieverlies is, gecombineerd met een toenemende afvoerstroom in de behuizing. Olieanalyse (telling van deeltjes volgens ISO 4406) moet altijd gepaard gaan met het testen van pompen als er een vermoeden van verontreiniging bestaat. Vickers-specificaties voor de meeste pompseries vereisen ISO 4406 reinheid van 16/14/11 of beter voor een betrouwbare levensduur.

Asafdichting en lagerstoring

Het falen van de asafdichting wordt tijdens het testen vaak geïdentificeerd door externe lekkage bij het asuitgangspunt, gecombineerd met een verhoogde afvoerstroom in de behuizing. Een lagerstoring veroorzaakt een verhoogd ingangskoppel (verminderde mechanische efficiëntie) en vaak een duidelijk laagfrequent gerommel dat verschilt van het hogere geluid van cavitatie. Lagerdefecten in Vickers-zuigerpompen zijn vaak terug te voeren op een verkeerde uitlijning tussen de pomp en de aandrijfmotor; een uitlijnfout van meer dan 0,003 inch TIR (total indicator runout) verkort de levensduur van de lagers aanzienlijk.

Beste praktijken voor het onderhouden van Vickers hydraulische pompen tussen tests

Testen identificeert problemen; preventief onderhoud vermindert de frequentie ervan. De volgende praktijken zijn ontleend aan de servicerichtlijnen van Eaton Vickers en gevestigde onderhoudsnormen voor hydraulische systemen.

• Zorg ervoor dat de vloeistofreinheid op of boven de gespecificeerde ISO-reinheidsklasse van de pomp ligt. Voor pompen uit de PVH-serie die op hoge druk werken, betekent dit ISO 16/14/11 of beter. Gebruik nierlusfiltratie tussen ploegendiensten bij veeleisende toepassingen.
• Ververs de hydraulische vloeistof op voorwaarde, en niet alleen volgens schema. Gebruik regelmatige olieanalyses om de viscositeit, oxidatie en deeltjesaantallen te controleren. Vloeistof die er visueel schoon uitziet, kan zwaar verontreinigd zijn in het bereik van 5–25 micron, wat de meeste pompschade veroorzaakt.
• Inspecteer en reinig de zuigzeven bij elke vloeistofverversing. Een gedeeltelijk verstopte zeef is een van de meest voorkomende oorzaken van door cavitatie veroorzaakte pompstoringen – en een van de gemakkelijkst te voorkomen.
• Controleer de uitlijning van de as telkens wanneer de pomp wordt verwijderd en opnieuw wordt geïnstalleerd. Gebruik een meetklok om te bevestigen dat TIR binnen de specificatie valt. Flexibele koppelingen compenseren een kleine verkeerde uitlijning, maar mogen geen vervanging zijn voor een correcte installatie.
• Start een Vickers-zuigerpomp nooit droog. Vul de behuizing vooraf met schone hydraulische vloeistof via de aftapopening van de behuizing, vóór de eerste keer opstarten of na enig onderhoud waarbij het pomphuis is afgetapt. Zelfs het kortstondig droog laten draaien van een zuigerpomp veroorzaakt onmiddellijke schade aan lagers en klepplaten.
• Trendtestresultaten in de loop van de tijd in plaats van elke test afzonderlijk te evalueren. Een pomp met een volumetrische efficiëntie van 91% is gezond – maar als deze zes maanden geleden op 95% stond en vandaag op 91%, dan rechtvaardigt de neerwaartse trend onderzoek voordat deze de actiedrempel overschrijdt.

Wanneer moet u een Vickers hydraulische pomp herbouwen versus vervangen?

Testresultaten die onder aanvaardbare drempels vallen, vormen een beslissing om opnieuw op te bouwen versus te vervangen. Voor Vickers-pompen is de economie over het algemeen voorstander van herbouw voor grotere, duurdere eenheden en vervanging voor kleinere modellen met vaste cilinderinhoud.

• Herbouwen is doorgaans kosteneffectief voor Vickers PVH- en PVB-serie pompen met variabele verplaatsing, waarbij een door de fabriek geautoriseerde revisie 30-60% van de nieuwe eenheidsprijs kost en de pomp herstelt naar de fabrieksprestatiespecificaties als deze correct wordt uitgevoerd.
• Vervangen is praktischer voor schottenpompen uit de V- en VQ-serie met kleinere cilinderinhoud, waarbij de kosten voor nieuwe eenheden relatief laag zijn en de arbeidskosten voor herbouw de vervangingskosten benaderen of overschrijden.
• Ongeacht de beslissing over herbouwen of vervangen, Pak altijd de hoofdoorzaak aan die tijdens het testen is vastgesteld voordat u een pomp opnieuw installeert. Een gereviseerde of nieuwe pomp die is geïnstalleerd in een systeem met verontreinigde vloeistof, een verstopte zeef of een niet goed uitgelijnde aandrijving zal op dezelfde tijdlijn falen als de eenheid die hij heeft vervangen.