Operasjonell pålitelighetsanalyse av sentrifugalpumper

Abstract

Sentrifugalpumpen er en hyppig brukt hydraulisk maskin som benyttes til å flytte væske fra lavtrykks til høytrykksområder. Sentrifugalpumpen benyttes ofte til produksjons- og sikkerhetskritiske formål, og nedetid eller hyppig vedlikehold kan medføre store økonomiske konsekvenser for utstyrseier. Formålet med denne oppgaven har vært å studere hvordan sentrifugalpumpens pålitelighet påvirkes av operasjonsområdet pumpen befinner seg i. Oppgaven skal bidra til å øke kunnskapsnivået og gi et bedre underlag for beslutninger og operasjonelle endringer.

Det er benyttet en metodetriangulering med kvalitative forundersøkelser i form av uformelle intervju og kvantitative analyser i form av tabell- og diagramanalyser etterfulgt av korrelasjonsanalyser. Informasjonsgrunnlaget er basert på interne data og erfaringer fra en utstyrseier (Aker BP ASA), samt et omfattende litteratursøk rundt problemstillingen. Utgangspunktet for oppgaven har vært et utvalg av sentrifugalpumper på offshoreinstallasjonene Ula og Skarv som eies og driftes av Aker BP ASA. Oppgaven er avgrenset til pumper designet i henhold til API 610.

Oppgaven avdekker at tetningsfeil og lagerfeil er de vanligste typene feil som oppstår. 72 % av alle feil oppstår når pumpene befinner seg i operasjonsområder hvor volumstrøm er lavere enn 53 % av BEP (best efficiency point). Videre oppstår 64 % av alle feil innen de første 8000 operasjonstimene, og 40 % innen de første 4000 operasjonstimene. Analysene avdekker en positiv korrelasjon på 0,22 mellom oppståtte feil og sentrifugalpumpens operasjonsområde

Oppgaven konkluderer med at sentrifugalpumpens pålitelighet påvirkes i stor grad av operasjonsområdet pumpen befinner seg i. Videre er det foreslått konkrete tiltak som kan være med å øke pumpenes oppetid og redusere kostnader.

Centrifugal pumps are a commonly used hydraulic machine, which primary objective is to transfer liquids from low-pressure areas to high-pressure areas. The centrifugal pump is often essential for production or safety purposes and downtime or frequent maintenance may result in major economic consequences. The purpose of this dissertation is to study how the reliability of centrifugal pumps is affected by its operating area of the pump. The dissertation will contribute to increase knowledge and give equipment owners a better foundation for making decisions and operational changes.

A qualitative method consisting of unformal interviews followed by a quantitative method consisting of figure-analysis and correlation-analysis has been used through this assignment. The foundation for all information is based on internal data and experiences from an equipment owner (Aker BP ASA), and a comprehensive search through literature. The dissertation takes base in the offshore installations Ula and Skarv which is owned and operated by Aker BP ASA. The work is delimited to centrifugal pumps designed according to API 610.

The study reveals that the most common pump failures is due to mechanical seals and bearings. 72 % of all failures occurs when the operational area of the pumps is located lower than 53 % of BEP (best efficiency point). Furthermore, 64 % of all failures occurs within 8000 operated hours and 40 % of all failures occurs within 4000 operated hours. The analysis reveals a positive correlation of 0,22 for failures and lower operational areas.

The performed work concludes that there are clear contexts between reliability and the operational area of the centrifugal pumps. Further, the study suggests several measures for increasing pump reliability and reducing maintenance costs.