Які переваги електричного гідравлічного насоса?

Вибір насоса проявляється задовго до того, як з’являється значення моменту

Бригада, що виконує затягування болтів, зазвичай не сперечається щодо насосів. Сперечатися починають пізніше — коли гайковий ключ зупиняється на середині послідовності затягування фланця, або коли розкид моменту між болтами перевищує допустимі межі, встановлені у процедурі збирання з’єднання, або коли компресор, який мав бути «під рукою», виявляється за сто футів від місця фактичного виконання робіт.

Електричний гідравлічний насос зазвичай знаходить своє місце на роботі не тому, що виглядає краще в технічній документації, а тому, що усуває три постійно повторювані проблеми: непостійну подачу тиску, залежність від інфраструктури стисненого повітря, яка рідко буває такою чистою, як припускає технічна документація, та фізичне навантаження від ручного нагнітання при затягуванні десятків або навіть сотень болтів. Переваги є реальними, але вони специфічні. Вони проявляються в повторюваності, у перетворенні енергії, у рівні шуму та розміщенні обладнання, а також у поведінці насоса, коли робота триває довго.

Тиск, що залишається стабільним, — це принципово інший клас вихідного параметра

Основне завдання будь-якого гідравлічного насоса в системі моменту або натягу — перетворити вхідну потужність у контрольований тиск рідини. Електропривід виконує це перетворення за рахунок стабільної й передбачуваної частоти обертання вхідного валу, і ця стабільність зберігається й на виході.

Пневматичний насос залежить від стисненого повітря, що надходить до інструменту під заданим тиском і витратою. У майстерні з добре обслуговуваною повітряною системою ця умова може бути виконана. На місці роботи це часто не так. Довжина повітряного трубопроводу, фітинги, фільтрація та циклічна робота компресора вносять різноманітність. Пневматична система моменту, яка відчуває падіння тиску живлення в середині циклу, забезпечує криву тиску, що є менш стабільною, а ця нестабільність проявляється у розкиді моменту по шаблону болтів.

Різниця в точності задокументована в порівнянні обладнання. Гідравлічні системи моменту забезпечують точність у межах плюс-мінус 3–5 відсотків, тоді як пневматичні системи зазвичай мають похибку в межах плюс-мінус 10–15 відсотків. Для фланця з обмеженим тиском, де цілісність з’єднання залежить від рівномірного затискного навантаження, така різниця є суттєвою. ASME PCC-1 — провідне керівництво щодо збирання болтових фланцевих з’єднань — вважає натягнення болтів методом, що дозволяє знизити розкид попереднього навантаження приблизно до плюс-мінус 5 відсотків порівняно з набагато більшим розкидом, характерним для неконтрольованих методів прикладання моменту. Електричний насос — не єдиний спосіб досягти цього, але один із найбільш прямих, оскільки джерело тиску не взаємодіє з пневматичною системою на кожному циклі.

Енергетична математика, яку замовлення на закупівлю часто упускають з уваги

Пневматичні насоси мають найнижчу ціну входу. Менше внутрішніх деталей, простіша конструкція, нижча вартість виробництва. Саме тому їх часто включають до замовлення без серйозних дискусій.

Експлуатаційна вартість розповідає іншу історію. Стиснене повітря — неефективний енергоносій. Пневматичні системи втрачають приблизно 80–90 % вхідної енергії через втрати під час стиснення та протікання в магістралях. Електричний насос перетворює енергію більш безпосередньо й стабільно. Підприємство, що використовує пневматичний насос у кількох змінах, фактично сплачує за кілька одиниць енергії, щоб виконати роботу, на яку потрібна лише одна одиниця.

Ефективність електродвигунів тепер також регулюється таким чином, що сприяє електричному шляху. Згідно з IEC 60034-30-1, ефективність класу IE3 (преміум) є базовим вимогами для двигунів постійної швидкості у багатьох юрисдикціях, а двигуни класу IE4 стають усе доступнішими. Насос, побудований навколо двигуна класу IE3, має вищий початковий рівень енергоперетворення, ніж пневматична система, якій доводиться самостійно генерувати повітряне живлення.

Розрахунок терміну окупності не є однаковим для кожного сервісного центру, і було б нечесно стверджувати зворотне. Порівняння обладнання показує, що термін окупності електричного насоса становить приблизно 12–24 місяці для підприємств із постійним попитом на затягування болтів, якщо врахувати різницю в експлуатаційних витратах. Сервісний центр, що виконує лише окремі завдання з низькою кількістю циклів, може й зовсім не досягти цього терміну окупності. Перевага є реальною, але вона залежить від тривалості робочого циклу.

Там, де тихість і розташування справді мають значення

Шум зазвичай не фігурує у чек-листі вибору насоса, але він визначає, як саме буде виконуватися робота. Пневматична система вносить компресор у звуковий слід робочої зони, а компресори не є тихими. На морській платформі, під час планового технічного обслуговування на промисловому об’єкті, де комунікація між оператором насоса й оператором ключа є критично важливою для безпеки, або під час нічної зміни на об’єкті, розташованому поблизу житлових будинків, різниця між роботою компресора й електродвигуна має практичне значення.

Гнучкість розташування — ще одна експлуатаційна перевага. Електричному насосу потрібне джерело живлення, яким може бути розетка, генератор або тимчасова розподільна панель. Йому не потрібен повітряний компресор, розрахований на споживання інструменту, підключений до місця роботи трубопроводом і обслуговуваний щодо вологи та забруднення мастилом. Це спрощує логістику переміщення системи для затягування болтів від одного фланця до іншого, особливо коли місце роботи розташоване на висоті або у віддаленій зоні.

Компроміс є чесним. Якщо на об’єкті немає стабільного електроживлення й немає генератора, пневматичний насос або агрегат з двигуном залишаються правильним рішенням. Електричний насос не усуває потреби в плані енергопостачання. Він лише змінює те, що має забезпечувати цей план.

Робота з фланцями на електростанції, де час підготовки ставав вузьким місцем

Бригада технічного обслуговування на великій електростанції виконувала натягнення болтів фланців високої міцності на електрообладнанні за допомогою окремих суцільних циліндрів та зовнішніх пристроїв для натягнення. Для кожного болта потрібно було зібрати кілька компонентів, перш ніж навіть можна було підключити насос. Сам процес нагнітання не був повільним — саме збирання пристрою займало найбільше часу.

Бригада перейшла на порожнисті гідравлічні циліндри у поєднанні з електричною насосною станцією. Стрижень для натягнення проходить безпосередньо крізь порожнистий корпус циліндра, що дозволяє замінити багатокомпонентне збирання пристрою єдиним етапом позиціонування. За шестимісячний період ефективність натягнення болтів фланців на електрообладнанні зросла на 44 відсотки, а трудомісткість збирання допоміжних пристроїв була повністю усунена з робочого процесу. Термін проведення капітального ремонту скоротився порівняно з первинним графіком.

У цьому випадку насос не робив нічого надзвичайного. Він забезпечував постійний тиск у циліндрі, який випадково мав кращий механічний інтерфейс. Але саме комбінація мала значення: насос, що підтримував тиск без втручання оператора, звільняв екіпаж для зосередження на позиціонуванні й послідовності операцій, а порожнистий циліндр усунув етап підготовки, який раніше займав увесь змінний цикл.

Двоетапні, триетапні насоси та логіка вибору, яка справді працює

Електричні насоси — це не єдиний тип. Кількість етапів описує, як подається потік мастила під час зростання тиску в системі, а вибір між двоетапним і триетапним насосом впливає на профіль циклу сильніше, ніж максимальний показник тиску.

Двоступінчастий насос забезпечує вищий об’ємний витрату на низькотисковій ступені, а потім перемикається на нижчу витрату для високотискової частини циклу. Це практична, портативна й економічно вигідна конфігурація для роботи з одним ключем, мобільного сервісу та завдань, де перенесення насоса між різними місцями має більше значення, ніж скорочення кількох секунд у кожному циклі.

Триступінчастий насос додає проміжну смугу тиску й витрати. Він зберігає більш корисну витрату при зростанні тиску, що скорочує тривалість повторних циклів при використанні великих ключів або багатоінструментальних комплектів — за умови, що двигун, резервуар, система охолодження та конфігурація клапанів підібрані відповідно. Це не завжди кращий варіант. Триступінчастий агрегат може бути більшим, важчим і дорожчим у технічному обслуговуванні. Кількість ступенів — це лише початкова точка, а не остаточне рішення.

Змінні, що насправді визначають продуктивність, — це опублікований розхід за кількома точками тиску, тиск перетину між ступенями, корисний об’єм мастила, цикл роботи та кількість інструментів, які живить насос. Насос із правильним класом тиску, але недостатнім розходом буде працювати повільно й нагрівати мастило. Насос із великим розходом, але з резервуаром, занадто малим для об’єму шланга, не зможе забезпечити послідовне використання кількох інструментів.

Taizhou Ruiqi Tools Co., Ltd. виробляє гідравлічні ключі-торксові, болтові натягувачі та насосні платформи, що їх живлять, з акцентом на узгодження вихідних параметрів насоса з інструментом та процедурою затягування з’єднання, а не на продаж одноступінчастої конфігурації як універсально правильної. На виробничій стороні цієї роботи виконуються підбір двигуна, інтеграція клапанів та калібрування керування тиском — деталі, що визначають, чи збереже насос задане значення тиску на сотому циклі, а не лише на першому.