Care sunt avantajele unei pompe hidraulice electrice?

Alegerea pompei se manifestă mult înainte ca valoarea cuplului să devină relevantă

O echipă de strângere cu şuruburi nu discută, de obicei, despre pompe. Discuţia apare ulterior, când cheia hidraulică se blochează la jumătatea secvenţei de flanşă, sau când dispersia cuplului pe un set de şuruburi este mai mare decât permite procedura de asamblare a îmbinării, sau când compresorul de aer, care trebuia să fie «chiar acolo», se dovedeşte a fi la o sută de picioare (aprox. 30 m) distanţă, prin furtun, faţă de locul efectiv de lucru.

O pompă hidraulică electrică își câștigă locul pe un obiect de lucru nu neapărat pentru că arată mai bine pe o fișă tehnică, ci pentru că elimină trei probleme recurente: livrarea nesigură a presiunii, dependența de o infrastructură de aer comprimat care, în practică, este rar la fel de curată cum presupune fișa tehnică și efortul fizic al pomparii manuale pe un număr de șuruburi care ajunge la zeci sau chiar sute. Avantajele sunt reale, dar specifice. Se manifestă în repetabilitate, în conversia energiei, în nivelul de zgomot și în posibilitățile de amplasare, precum și în modul în care funcționează pompa atunci când lucrarea durează mult timp.

O presiune care rămâne constantă reprezintă o categorie distinctă de rezultat

Funcția principală a oricărei pompe hidraulice dintr-un sistem de moment de torsiune sau de etanșare este transformarea puterii de intrare în presiune fluidă controlată. Antrenarea electrică realizează această conversie cu o viteză de intrare stabilă și previzibilă, iar această stabilitate se transmite și la ieșire.

O pompă pneumatică depinde de aerul comprimat care ajunge la sculă la presiunea și debitul specificate. Într-un atelier cu un sistem de aer bine întreținut, această condiție poate fi îndeplinită. În teren, acest lucru se întâmplă adesea nu. Lungimea conductei de aer, racordurile, filtrarea și ciclarea compresorului introduc toate variații. Un sistem pneumatic de cuplu care înregistrează o scădere a presiunii de alimentare în timpul unui ciclu livrează o curbă de presiune mai puțin constantă, iar această neconstanță se reflectă în împrăștierea valorilor de cuplu pe întreaga configurație a șuruburilor.

Diferența de precizie este documentată în comparațiile echipamentelor. Sistemele hidraulice de cuplu mențin acuratețea în intervalul de plus sau minus 3–5 la sută, în timp ce sistemele pneumatice se situează, de obicei, în intervalul de plus sau minus 10–15 la sută. Pentru o flanșă cu limită de presiune, unde integritatea îmbinării depinde de o sarcină de strângere uniformă, aceasta nu este o diferență marginală. ASME PCC-1, ghidul principal pentru asamblarea îmbinărilor de flanșe strânse cu șuruburi, tratează întinderea șuruburilor ca pe o metodă capabilă să reducă împrăștierea preîncărcării la aproximativ plus sau minus 5 la sută, comparativ cu împrăștierea mult mai largă asociată cu metodele necontrolate de aplicare a cuplului. O pompă electrică nu este singura cale de a atinge acest obiectiv, dar reprezintă una dintre cele mai directe soluții, deoarece sursa de presiune nu negociază cu un sistem de aer la fiecare ciclu.

Calculul energetic pe care comenzile de achiziție tind să îl omită

Pompele pneumatice au cel mai scăzut preț de intrare. Mai puține piese interne, construcție mai simplă, cost de producție mai mic. De aceea apar pe comanda de achiziție fără multe dezbateri.

Costul de funcționare spune o altă poveste. Aerul comprimat este un purtător de energie ineficient. Sistemele pneumatice pierd între 80 și 90 la sută din energia de intrare datorită pierderilor în timpul compresiei și scurgerilor din conducte. O pompă electrică transformă energia într-un mod mai direct și mai stabil. O instalație care folosește o pompă pneumatică pe mai multe ture efectuează, de fapt, plăți pentru mai multe unități de energie pentru a realiza lucrul unei singure unități.

Eficiența motoarelor electrice este, de asemenea, reglementată acum într-un mod care favorizează soluția electrică. Conform IEC 60034-30-1, eficiența premium IE3 reprezintă cerința de bază pentru motoarele cu viteză fixă în multe jurisdicții, iar IE4 devine din ce în ce mai disponibil. O pompă construită în jurul unui motor IE3 pornește de la o bază superioară de conversie decât un sistem pneumatic care trebuie să își genereze propria sursă de aer.

Calculul perioadei de recuperare nu este identic pentru fiecare atelier, iar a pretinde altceva ar fi necinstit. Compararea echipamentelor plasează recuperarea costurilor pompei electrice în intervalul de aproximativ 12–24 luni pentru operațiunile cu o cerere constantă de strângere, odată ce se iau în considerare diferențele de cost de exploatare. Un atelier care efectuează lucrări ocazionale, cu un număr scăzut de cicluri, s-ar putea să nu ajungă niciodată la această perioadă de recuperare. Avantajul este real, dar variază în funcție de ciclul de funcționare.

Unde liniștea și amplasarea au cu adevărat importanță

Zgomotul nu apare frecvent în listele de selecție a pompelor, dar influențează modul în care se desfășoară o lucrare. Un sistem pneumatic aduce compresorul în amprenta acustică a zonei de lucru, iar compresoarele nu sunt liniștite. Pe o platformă offshore, într-o oprire programată a unei instalații, unde comunicarea între operatorul pompei și operatorul cheii este esențială pentru siguranță, sau într-un schimb de noapte la o instalație situată în apropierea unei zone rezidențiale, diferența dintre funcționarea unui compresor și cea a unui motor electric este una practică.

Flexibilitatea amplasării este celălalt avantaj operațional. O pompă electrică necesită o sursă de energie electrică, care poate fi o priză de perete, un generator sau un panou de distribuție temporar. Nu are nevoie de un compresor de aer dimensionat în funcție de consumul uneltei, racordat la punctul de lucru și întreținut pentru a preveni antrenarea umidității și a uleiului. Aceasta simplifică logistica deplasării sistemului de strângere de la o flanșă la alta, mai ales atunci când punctul de lucru este situat la înălțime sau într-o zonă izolată.

Compromisul este realist. Dacă pe șantier nu există o sursă stabilă de energie electrică și nici un generator, o pompă pneumatică sau o unitate acționată de motor rămâne soluția corectă. O pompă electrică nu elimină necesitatea unui plan energetic; modifică doar natura acelei surse de energie.

O lucrare la flanșa unei centrale electrice unde timpul de configurare a reprezentat gâtul de sticlă

O echipă de întreținere de la o centrală electrică mare lucra la întinderea șuruburilor cu flanșă de înaltă rezistență pe echipamente electrice, folosind cilindri solizi separați și dispozitive exterioare de întindere. Montarea fiecărui șurub implica asamblarea mai multor componente înainte ca pompa să poată fi chiar conectată. Însăși etapa de pompare nu era cea lentă; ceea ce încetinea procesul era asamblarea dispozitivului de fixare.

Echipa a trecut la utilizarea cilindrilor hidraulici goi împreună cu o stație electrică de pompare. Tija de întindere trece direct prin interiorul gol al cilindrului, ceea ce transformă asamblarea multi-componentă a dispozitivului de fixare într-o singură etapă de poziționare. Într-o perioadă de șase luni, eficiența întinderii șuruburilor cu flanșă electrice a crescut cu 44% (valoare raportată), iar munca auxiliară de asamblare a dispozitivului de fixare a fost eliminată din fluxul de lucru. Programul de revizii s-a încheiat înainte de termenul inițial stabilit.

În acel caz, pompa nu făcea nimic exotic. Ea furniza o presiune constantă către un cilindru care, întâmplător, avea o interfață mecanică mai bună. Totuși, combinația era esențială: o pompă care menținea presiunea fără intervenția operatorului elibera echipajul să se concentreze pe poziționare și secvențiere, iar cilindrul gol elimina etapa de configurare care consuma întreaga schimbă.

Pompe în două trepte, pompe în trei trepte și logica de selecție care funcționează cu adevărat

Pompele electrice nu constituie o singură categorie. Numărul de trepte descrie modul în care debitul de ulei este furnizat pe măsură ce presiunea sistemului crește, iar alegerea dintre o pompă în două trepte și una în trei trepte modifică profilul ciclului mai mult decât clasa maximă de presiune.

O pompă în două trepte funcționează cu un debit mai mare în treapta de joasă presiune, apoi comută la un debit mai mic pentru porțiunea de înaltă presiune a ciclului. Aceasta este o configurație practică, portabilă și economică pentru lucrul cu cheia unică, serviciul mobil și activitățile în care deplasarea pompei între locații are prioritate față de economisirea câtorva secunde la fiecare ciclu.

O pompă în trei trepte adaugă o bandă intermediară de presiune și debit. Aceasta menține un debit util mai mare pe măsură ce presiunea crește, ceea ce scurtează ciclurile repetitive efectuate cu chei mai mari sau în configurații cu mai multe unelte, cu condiția ca motorul, rezervorul, sistemul de răcire și configurația supapelor să fie dimensionate corespunzător. Nu este automat varianta superioară. O unitate în trei trepte poate fi mai mare, mai grea și mai costisitoare de întreținut. Numărul de trepte reprezintă un punct de plecare, nu un verdict.

Variabilele de selecție care determină într-adevăr performanța sunt debitul publicat la mai multe puncte de presiune, presiunea de trecere între etape, capacitatea utilă de ulei, ciclul de funcționare și numărul de unelte alimentate de pompă. O pompă cu o clasă de presiune potrivită, dar cu un debit insuficient, va funcționa lent și va încălzi uleiul. O pompă cu un debit generos, dar cu un rezervor prea mic pentru volumul furtunului, nu va susține o secvență cu mai multe unelte.

Taizhou Ruiqi Tools Co., Ltd. produce chei hidraulice pentru moment de torsiune, dispozitive de întindere a șuruburilor și platforme de pompare care le acționează, punând accentul pe potrivirea debitului pompei cu uneltele și procedura de asamblare a îmbinării, nu pe vânzarea unei configurații cu o singură etapă ca fiind universal corectă. Partea de producție a acestei activități implică selecția motorului, integrarea supapelor și calibrarea controlului presiunii — detalii care determină dacă pompa menține valoarea setată la al sutalea ciclu, nu doar la primul.