“Simpósio de Manutenção de Frotas 2009”
Alcançando a Busca por Manutenção Zero
Tornado Principle Eddy Effect EDDY PUMP Sistemas em 15 anos
Desde 1994, o sistema de bomba Eddy Effect EDDY foi instalado em CVs, CVNs, LHAs, LHDs, LCCs, LPDs, LSDs, CG-47s, AGFs e MSC em vários tamanhos, configurações e aplicações. O princípio do tornado transformacional do Sistema de Bomba EDDY foi comprovado nessas aplicações para exceder consideravelmente o desempenho e a confiabilidade das bombas centrífugas que substituíram.
Antes da instalação do sistema EDDY PUMP, os navios vinham experimentando taxas de falha na bomba centrífuga apenas semanas a meses após a instalação e lidando com as ações de manutenção causadas pelo vazamento de vedação e pulverização. Desde a instalação do Sistema EDDY PUMP, os navios passaram por vários anos, sem problemas, manutenção mínima, operação de vazamento zero. Nossas primeiras instalações, em 1994, em CVNs têm sido livres de problemas por mais de quinze anos. Devido, em parte, ao nosso selo zeroleak™ único desenvolvido de acordo com o princípio de tornado transformacional do EDDY Pump System.
Trabalhos anteriores sobre o Sistema EDDY PUMP foram apresentados em eventos DA ASNE, o Simpósio de Manutenção da Frota de 1995, as ASNE Day 2000, e publicado para o ASNE Day 2005. De 1994 a 2000, aproximadamente cem sistemas de bombas foram instalados em CVs e CVNs. Desde 2000, mais de 300 mil instalações foram feitas em outras classes de navios. Este artigo fornece um relatório de status atualizado sobre instalações da frota, incluindo resultados operacionais e impacto na manutenção do sistema desde o artigo asne day 2005.
Design do sistema
A Bomba EDDY opera no princípio do tornado, não no princípio centrífuga. Não é uma bomba centrífuga ou uma variante da bomba de vórtice. O projeto patenteado e comprovado cria e aproveita um tornado dinâmico e efeito eddy fluido dentro da carcaça e entrada da bomba. Este efeito é semelhante ao que ocorre em um tornado.
O tornado gera uma massa de ar rotativa de alta velocidade com uma coluna central de pressão cada vez mais alta atingindo o solo, cercado por redemoinhos periféricos de baixa pressão. À medida que a ponta inferior do tornado toca no chão, os objetos são atraídos para o eddy periférico de baixa pressão. Este efeito permite que o tornado pulverize, pegue e carregue objetos para as massas de ar rotativas.
Da mesma forma, na bomba EDDY, um fluxo de coluna central muito forte e sincronizado desenvolve-se do rotor da bomba até a entrada da bomba e cria um fluxo de eddy reverso de baixa pressão da entrada da bomba para a descarga da bomba. Esta ação também resulta em uma região de pressão negativa nas proximidades do selo da bomba. A pressão negativa permite que a bomba atinja zero vazamento com um design de vedação muito simples. O desenho do selo permite a passagem unidiretuponto de ar de baixa pressão fornecido externamente através da vedação do eixo em direção ao invólucro da bomba (volute) para se opor à entrada do material que está sendo bombeado.
Componentes da bomba EDDY
Dr. Harry Weinrib, o inventor da Bomba EDDY, descreve a operação do princípio do tornado EDDY Pump da seguinte forma:
“A Bomba EDDY consiste em um rotor gerador de energia (1) preso à extremidade de um eixo de acionamento (2) e colocado dentro de um volute (3). À medida que o rotor começa a girar, ele coloca em movimento o fluido ambiente presente dentro da câmara de admissão adjacente e adjacente (4). Em velocidade normal de operação, este fluido giratório é forçado para baixo, para o centro oco da câmara de admissão onde cria uma coluna sincronizada de alta velocidade, girando uma coluna sincronizada de fluido (5) que agita o material (6) a ser bombeado (lodo, areia, argila etc.) Esta coluna giratória de fluido cria um efeito periférico “eddy” (7) que faz com que o material agitado viaje pelo fluxo inverso, até os lados da câmara de admissão, para o voluto. Aqui o material, sob pressão de baixo, é forçado a entrar no tubo de descarga (8).”
BOMBA DE PRINCÍPIO DO TORNADO VS. BOMBA DE PRINCÍPIO CENTRÍFUGA
A maioria dos impelidores do tipo centrífugas convencionais incorporam palhetas fechadas de mortalha dianteira e traseira e uma configuração de “olho” de sucção central. Eles descarregam os sólidos por força centrífuga. Para evitar a recirculação de fluidos, são necessárias tolerâncias críticas entre as partes molhadas das bombas. À medida que o desgaste ocorre, essas tolerâncias críticas aumentam e as bombas perdem progressivamente sua eficiência hidrodinâmica. A única maneira de manter essas bombas funcionando em um nível aceitável de desempenho é substituir os vários componentes com base em um programa de manutenção regular.
As bombas do tipo vórtice são bombas centrífugas convencionais com a extremidade de sucção da mortalha do propulsor removida para expor as palhetas. Este tipo de configuração de impulsor permite que a bomba crie uma coluna de redemoinho unidirecional de líquido (vórtice), além da força centrífuga. A turbulência criada dentro da abertura da sucção atrai o material para a área de baixa pressão dentro do invólucro da bomba e descarrega-o por força centrífuga.
O rotor EDDY Pump usa uma configuração de cruciforme aberta sem qualquer mortalha de impulsor. Quando em movimento, ele contém e re-circula um núcleo de energia axiralmente sólido e progressivamente concentrado. Esta energia é liberada na forma de uma coluna de redemoinho sincronizada transmitida ao centro da abertura da entrada da bomba, criando um efeito de pressão negativa, ou “eddy”, na área da garganta de admissão. Esta corrente “eddy” carrega o material ao longo da periferia de baixa pressão da coluna giratória de fluido para a descarga. A Tabela 1 compara características do princípio do tornado EDDY Pump versus a bomba de princípio centrífugas.
As bombas EDDY incorporam um design de “puxar para trás” para permitir pequenas e grandes revisões sem remover a bomba do espaço em que está instalada. O motor, a casa de rolamento (ou conector), o eixo e o rotor “puxam para trás” do voluto. A tubulação de ingestão e descarga não precisa ser desconectada. As bombas instaladas em posição vertical possuem um quadro telescópico com pontos de acomento para facilitar este procedimento.
Instalações do sistema
Com a implantação do Sistema de Bomba EDDY, os custos de manutenção das aplicações da bomba CHT/VCHT e Brine foram muito reduzidos. A redução de custos é eficaz na implantação de um navio (em tempo real) e no ciclo de vida devido ao:
- Longevidade de vários anos do selo de bomba não mecânica
- Estado da bomba sem baixas
- Baixa pressão do ar do selo da bomba
- Greaser de vedação da bomba controlado automaticamente
- Controladores do motor da bomba
- Requisitos de PMS extremamente baixos
- Capacidade natural da bomba de criar fluxo usando o material que está sendo bombeado.
Com a Bomba EDDY, a criação do fluxo utilizando o material é muito diferente de todos os outros métodos de bombeamento. Isso é fundamental para a longevidade e falta de desgaste dos componentes da bomba. Ele também fornece um elevador de sucção muito forte e descarga eficaz bombeando sobre pressões variáveis e ou constantes da cabeça de descarga e viscosidades materiais variadas durante a operação. Com o tornado reverso e o efeito eddy criado dentro do voluto da bomba, o material, mesmo que muito abrasivo ou um objeto sólido, é embalado no efeito de fluxo e realizado. Devido a isso, o material que está sendo bombeado não tem a chance de esfregar contra os componentes internos da bomba, gerando menos desgaste durante longos períodos de tempo. Para o conhecimento da empresa EDDY Pump, uma Bomba EDDY nunca foi descartada ou totalmente substituída. Houve alguns componentes da bomba aqui e ali nos últimos quinze anos, e o selo da bomba muda a uma média de 3-5 anos por bomba.
Aplicações de Salmoura
A bomba EDDY CC-6000 foi desenvolvida para aplicações de salmoura, água do mar e bomba de alimentação. Desde 1999, a sucção cc-6000 L-class de 6 polegadas / descarga de 7 polegadas, a bomba de salmoura do motor de 40 HP tem sido usada para aplicações de salmoura LHD-3. Desde a instalação da bomba de salmoura EDDY Pump, os navios não tiveram tempo de inatividade e operação contínua e ou prontidão com apenas duas trocas de vedação enquanto estiverem no porto. O motor não requer TPM para o selo da bomba porque é selado e usa auto-lubrificantes. Devido ao ar LP para o selo e seu design interno, não houve vazamento de fluido de salmoura em nenhum momento. Consulte os papéis anteriores da ANSE sobre o teste da bomba CVN Brine e a redução de custos do ciclo de vida.
Aplicações CHT/VCHT
O NF-4000 é atualmente usado para aplicações de descarga CHT e VCHT. Está instalado em todos os cv, CVN e grandes navios classe L. O NF-4000 possui uma sucção de 5 polegadas / descarga de 4 polegadas, motor de 40 HP e está em serviço na frota da Marinha dos EUA há quinze anos.
O CC-3000 é atualmente usado para aplicações de descarga CHT e VCHT em todos os navios da classe L, nova classe LPD e o sistema VC/MDS no CVN-77 e CVN-78. O CC-3000 possui uma sucção de 3 polegadas / descarga de 3 polegadas e um motor de 20 ou 30 HP. A partir de 2009, 8 dos 22 navios da classe CG-47 tiveram o CC-3000 instalado como parte do pacote de upgrade da HM&E. A instalação começou nas licitações de submarinos da MSC a partir de meados de 2009.
A bomba CC-2000 é atualmente projetada para o sistema MSC T-AKE MSD CHT no lugar das bombas submersíveis existentes com moedores embutidos. A bomba possui uma sucção de 2 ou 3 polegadas / 1,5 ou 2 polegadas de descarga e um motor de 10 HP.
O CC-3000 é atualmente usado para aplicações de descarga CHT e VCHT em todos os navios da classe L, nova classe LPD e o sistema VC/MDS no CVN-77 e CVN-78. O CC-3000 possui uma sucção de 3 polegadas / descarga de 3 polegadas e um motor de 20 ou 30 HP. A partir de 2009, 8 dos 22 navios da classe CG-47 tiveram o CC-3000 instalado como parte do pacote de upgrade da HM&E. A instalação começou nas licitações de submarinos da MSC a partir de meados de 2009.
A bomba CC-2000 é atualmente projetada para o sistema MSC T-AKE MSD CHT no lugar das bombas submersíveis existentes com moedores embutidos. A bomba possui uma sucção de 2 ou 3 polegadas / 1,5 ou 2 polegadas de descarga e um motor de 10 HP.
O gráfico abaixo mostra as bombas EDDY atuais aprovadas para instalação:
| CC‐6000 Bomba de salmoura |
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| CC-2000 |
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| CC-3000 Bomba CHT |
|
| NF-4000 Bomba CHT |
|
NOTA: Todas as bombas Eddy podem alterar PSI e GPM com uma troca de motor e/ou rotor. A Bomba Eddy é projetada para uso em qualquer aplicação que exija bombear qualquer fluido com ou sem sólidos suspensos, sais marinhos, cracas, pequenas criaturas marinhas, chorume leve ou pesado e material abrasivo.
Comparações de redução de custos
O sistema, como atualmente projetado, tem se mantido muito bem em ambientes árduos. Os dados de manutenção corretivos e planejados para sete porta-aviões coletados na Bomba EDDY até maio de 1998 foram comparados com dados de manutenção corretivos e planejados para a bomba centrífuga previamente instalada. A comparação mostra que a instalação da Bomba EDDY proporcionaria uma economia de ciclo de vida de US $ 3.000.000 por navio. As comparações ainda são válidas a partir de 2009. Consulte os artigos anteriores da ANSE para dados de análise.
Em 2007, foi feita uma análise do custo do ciclo de vida para 25 navios USCG, comparando sua bomba atual versus uma Bomba EDDY. Uma economia estimada em US$ 17.717.000 foi descoberta. Grande parte dessas economias estão relacionadas à ausência de revisão de custos associados à Bomba EDDY, juntamente com os mínimos custos de manutenção corretiva.
A tabela mostra a manutenção e revisão das Bombas EDDY, juntamente com datas e razões:
| Tipo de bomba | Navio | Bomba de data construída | Primeiro Reparo | Data de revisão | Causa |
|---|---|---|---|---|---|
| CC-3000 | LHD-2 | 1/20/2000 | 10/6/2003 | N / D | Desgaste Normal |
| CC-3000 | LHD-2 | 1/20/2000 | 3/18/2007 | N / D | Desgaste Normal (Selo Desgastado) |
| CC-3000 | LPD-17 | 10/14/2004 | Nenhum | N / D | N / D |
| CC-3000 | LPD-7 | 3/11/2002 | 2/17/2006 | N / D | Desgaste Normal (Selo Desgastado) |
| CC-3000 | LHD-9 | 8/11/2004 | 3/14/2008 | N / D | Desgaste Normal (Selo Desgastado) |
| CC-3000 | LSD-51 | 7/6/2002 | 11/15/2007 | N / D | Desgaste Normal (Selo Desgastado) |
| CC-3000 | LSD-51 | 7/6/2002 | 3/11/2008 | N / D | Vedação usada devido ao desligamento de ar para lubrificador automático |
| NF-4000 | CVN-70 | 7/17/1997 | 5/18/2002 | N / D | Desgaste Normal (Selo Desgastado) |
| NF-4000 | CVN-70 | 7/17/1997 | 5/18/2002 | 1/29/2007 | Navio no Estaleiro |
| NF-4000 | CVN-69 | 3/15/1996 | N / D | 9/30/2002 | Navio no Estaleiro |
| NF-4000 | CVN-69 | 3/15/1996 | 8/12/2008 | N / D | Desgaste Normal (Selo Desgastado) |
| NF-4000 | CVN-67 | 11/14/1997 | N / D | 10/2/2003 | Navio no Estaleiro |
| NF-4000 | CVN-76 | 9/8/1996 | 7/18/2002 | N / D | Desgaste Normal (Selo Desgastado) |
| NF-4000 | CVN-76 | 9/8/1996 | N / D | 8/16/2007 | Navio no Estaleiro |
| NF-4000 | LHA-2 | 4/11/2001 | 2/9/2006 | N / D | Desgaste Normal (Selo Desgastado) |
| NF-4000 | LHA-3 | 3/17/2001 | 5/16/2005 | N / D | Desgaste Normal (Selo Desgastado) |
Problemas e soluções de manutenção
1. Recomendamos uma troca de vedação em um navio devido ao nível de CFM detectado no controlador da bomba. Estava marcado para a semana seguinte. Deve-se notar que o selo da bomba não impedirá o operador de bombear, mesmo com um selo desgastado. Só precisa de um prime manual. Um técnico. representante foi chamado às 7:00 da manhã de domingo para realizar uma assistência de troca de selo porque o tanque estava cheio e o nível não estava caindo. Esta era basicamente uma condição de emergência e toda a força da nave estava a bordo. A DCA mencionou que a bomba estava funcionando desde a noite anterior por cerca de 7 horas seguidas, ainda sem redução do nível do tanque. Pensava-se que, como a bomba precisava de uma muda de vedação, a bomba não estava realmente bombeando o fluido. Esta não foi uma avaliação precisa, devido ao projeto da bomba e do selo da bomba. Uma vez que a força da nave podia ver que a bomba estava operacional o tempo todo, eles descobriram que uma válvula de alívio de pressão foi quebrada e atirando a principal do fogo no tanque a uma taxa alarmante fazendo com que o tanque se enchesse apesar da bomba funcionar corretamente. Uma vez que a válvula de alívio foi fixada, o nível do tanque imediatamente caiu.
2. A inundação da sala de bombeamento ocorre de tempos em tempos. As Bombas EDDY foram realizadas de acordo com as especificações do contrato do cliente, mesmo quando a bomba foi inundada. Foi relatado pela força do navio algumas vezes que enxaguar o motor ou rebobiná-lo, reconectá-lo à bomba e bombear sem qualquer manutenção na bomba é comum com as Bombas EDDY. Esses procedimentos reduzem muito os problemas de manutenção durante a implantação. Na maioria das vezes o cartucho de lubrificante automático é substituído e qualquer dano de água na graxa da vedação por inundação é empurrado para fora com nova graxa. Isso evita que o selo se use mesmo depois de inundar as bombas. Outra situação envolveu um navio classe CG-47 inundando a sala de bomba até as bombas com água doce. A sala foi drenada, os motores foram secos com uma arma de calor e o representante da EDDY Pump Tech foi chamado para inspecionar o sistema. As vedações estavam finas e a recomendação foi feita para substituir o mecanismo de lubrificação automática e substituir os tubos de graxa. Para o conhecimento da EDDY Pumps, a única manutenção feita foi a substituição dos tubos de lubrificador automático pelo representante técnico sem nenhum custo. Isso foi há 1,5 anos, a partir de 06/2009. Nenhuma mudança de selo foi necessária ainda.
3. Apenas dois anos após o teste de op de uma nave classe CG-47, fomos chamados para solucionar o sistema, uma vez que os HTs originais que foram treinados não estavam mais a bordo, devido à grande rotatividade da tripulação. Embora não tenha havido alterações de vedação no conhecimento da EDDY Pumps em um CG-47 desde a instalação original 3 anos antes, este navio precisava de duas alterações de vedação na sala de bomba AUX2. Por que uma mudança de selo foi necessária tão cedo? Após uma inspeção, notou-se que os cartuchos originais do lubrificador automático ainda estavam instalados e nunca substituídos, como deveriam ter sido, a cada 5 a 6 meses. O lubrificador automático e o selo da bomba estavam vazios e secos.
É por isso que os selos precisavam ser trocados; sem graxa por mais de um ano!
4. Muita pressão traseira estava sendo criada em uma das bombas em um navio classe L. O controlador continuou corretamente entrando em uma condição sob a condição atual para proteger a bomba e o motor de qualquer dano. Descobriu-se que uma chave mecânica foi bombeada através da bomba e ficou presa no cotovelo de tubulação de 90 deg da descarga. Uma vez removido, o problema foi resolvido. Não foram necessários reparos na bomba e não foi necessária troca de vedação.
5. Após uma longa implantação, uma nave classe CVN limpou seus tanques. De acordo com os HTs, a quantidade de material que sobrou dentro do tanque era extraordinariamente leve: uma lata de lixo de material sobrando em comparação com cinco antes da instalação das Bombas EDDY. Isso se deve à forte pressão de vácuo de sucção que as Bombas EDDY criam enquanto o material é sugado para dentro do voluto da bomba e descarregado. Quanto mais o material ou objeto pesa, mais ele é atraído para a bomba, é em parte por isso que objetos como ferramentas e itens pessoais ficam presos nos cotovelos de tubulação de descarga.
6. O treinamento de OEM a bordo com a força do navio é mutuamente benéfico. A EDDY Pump orgulha-se de oferecer visitas gratuitas aos navios da Marinha dos EUA de volta da implantação, dependendo do tempo e disponibilidade. Um representante técnico visita o navio, vai às salas de bomba e fornece uma verificação em todo o sistema das bombas, controladores e válvulas, responde a quaisquer perguntas, passa por cima do sistema para novos marinheiros e altera os cartuchos de graxa. Normalmente, o representante técnico observa os procedimentos de manutenção da força do navio, então, envia um relatório de observação e condição para o navio e os navios PE. Isso auxilia a força da nave com uma compreensão detalhada e atual do sistema de bomba EDDY, solução de problemas, se necessário, e a integração do sistema nos tanques de sua nave, TLI e sistema de tubulação. Com as mudanças na tripulação e a necessidade de mais “disponibilidade de Horas Tripuladas”, as visitas gratuitas estão reduzindo ainda mais o ciclo de vida e os custos de manutenção da implantação em tempo real.
Melhorias de desempenho
O design da bomba EDDY Pumps não mudou desde sua introdução à frota da Marinha dos EUA há quinze anos. A bomba continua a ser aplicada a novas aplicações de bomba usando o design original. Duas grandes atualizações foram feitas desde a introdução das bombas:
- Controladores Automatizados (PLC)
- Lubrificadores automáticos
Estes foram projetados e implementados para suportar controles “Smart Ship”, intuitividade do sistema e alarmes inteligentes para melhor conhecimento do operador de um problema de bombeamento em tempo real. Os upgrades ajudaram a criar menos “Horas Tripuladas” necessárias por sistema de bomba.
Controladores Automatizados (PLC)
O uso de controladores automatizados proporciona adaptabilidade e integração mais fácil nos sistemas de controle e monitoramento da nave, fornecendo funções de controle inteligentes e personalização, se necessário. A utilização da inteligência do controlador permitiu que a força da nave melhorizasse seu sistema de bomba EDDY em formato operacional em tempo real. Além de alarmes redundantes para monitorar os pontos de ajuste operacionais corretos, os controladores, novos e antigos, monitoram o desempenho da amperagem dos motores da bomba. Com uma bomba EDDY, nenhum fluxo de bomba equivale a baixa amperagem motora. A baixa amperagem do motor permitirá o alarme sob corrente. Isso dá ao operador uma indicação em tempo real de que a bomba não está movendo o fluido, e tira a adivinhação de se perguntar se o fluido está bombeando ou não. Isso é especialmente útil quando os medidores de sucção e descarga psi da nave não estão funcionando. Tenha em mente que a capacidade especial da Bomba EDDY de bombear bem o material ou os casais fluidos com a amperagem do motor. Se o tanque está vazio, o tubo de sucção está plugado ou faminto, o tubo de descarga está plugado ou sem cabeça, uma válvula está fechada ou uma conexão lateral do píer é dobrada ou conectada, o controlador detectará isso, protegerá a bomba e o motor desligando e indicará um alarme local ou remotamente ao operador para atenção imediata. Se o operador receber um alarme sub-corrente, ele é treinado para verificar o escoramento da bomba, o nível do tanque, o alinhamento das válvulas, as conexões laterais do píer, os medidores psi de sucção e descarga para determinar se é um problema de sucção (vácuo) ou descarga (pressão da cabeça), dependendo das indicações do medidor. Isso reduziu consideravelmente o número de horas tripuladas necessárias para solucionar problemas o sistema e a tubulação de navios.
Lubrificador automático
O lubrificador automático é um upgrade significativo, pois pode reduzir as horas de manutenção durante um longo período de tempo. O lubrificador automático da EDDY Pump é muito eficiente em fornecer lubrificação ao selo da bomba. A cada 72 horas, o controlador lubrificará automaticamente o selo da bomba. Isso libera o operador de ter que ter tempo para lubrificar o selo durante toda a implantação. A graxa do lubrificador automático vem em um formato tipo tubo e é alterada em uma média de 5 a 6 meses apenas substituindo o tubo de graxa; ele usa o mesmo processo que uma arma de graxa padrão. Não é necessário embalar a mão, por isso é muito limpo e rápido de fazer, especialmente em comparação com todos os outros métodos de lubrificação da bomba centrífugas e não centrífugas.
Conclusão
Em conclusão, as Bombas EDDY foram projetadas há quinze anos para atender aos requisitos da Marinha dos EUA para um desempenho superior durante um longo ciclo de vida – implantação após implantação, ano após ano. As bombas EDDY para navios da Marinha dos EUA garantem uma redução de custos exigindo menos manutenção, aquisição e armazenamento de peças de reposição baixas ou sem peças de reposição no navio, menos horas-homem para servir ou operar o sistema, e pms mínimos, de longa duração. A Bomba EDDY provou ser extremamente confiável, fornecendo a garantia e tranquilidade de que a bomba fará o trabalho e ajudará nossos marinheiros a manter nosso país seguro.
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