A Multidomain Pump Degradation Index Integrating Corrosion, Vibration and Hydraulic Performance in Saline-Service Centrifugal Pumps

अपतटीय तेल और गैस की विशाल, नमक-युक्त दुनिया में, समुद्री जल एक आवश्यकता भी है और एक निरंतर शत्रु भी। यह मशीनरी को ठंडा करता है, आग से लड़ता है और बैलास्ट (भार) को संचालित करता है, लेकिन इसकी उच्च लवणता एक धीमे, संक्षारक अम्ल की तरह काम करती है जो धातु को खा जाती है। उन विशाल सेंट्रीफ्यूगल पंपों के लिए जो इन परिचालनों को सुचारू रूप से चलाते हैं, यह वातावरण एक तिहरी चुनौती पैदा करता है। पहला, धातु स्वयं धीरे-धीरे क्षय होती है, संक्षारण के माध्यम से द्रव्यमान और शक्ति खो देती है। दूसरा, जैसे-जैसे धातु घिसती है, पंप के चलते हुए हिस्से असंतुलित हो सकते हैं, जिससे मशीन अधिक तीव्रता से हिलने और कंपन करने लगती है। तीसरा, ये भौतिक परिवर्तन पानी के सुचारू प्रवाह को बाधित करते हैं, जिससे पंप अपने काम में कम कुशल हो जाता है। दशकों से, इंजीनियरों ने इन समस्याओं को अलग-अलग मॉनिटर किया है, यांत्रिक खराबी का पता लगाने के लिए कंपन के स्तर की जांच की और प्रदर्शन को मापने के लिए प्रवाह दर को मापा। हालांकि, केवल एक ही संकेत को देखना बारिश को देखते हुए तूफान को समझने की कोशिश करने जैसा है, जिसमें हवा और बिजली की अनदेखी की गई हो। पंप के स्वास्थ्य को वास्तव में जानने के लिए, किसी को एक साथ तीनों खतरों को देखने के तरीके की आवश्यकता है।

एक शोधकर्ता ने ठीक यही करने के लिए एक नई विधि विकसित की है, जो एक एकल, सरल संख्या बनाता है जो पंप के पतन की पूरी कहानी बताता है। इस दृष्टिकोण को, 'पंप डिग्रेडेशन इंडेक्स' (Pump Degradation Index) कहा गया, जिसका परीक्षण एक नियंत्रित प्रयोग के डेटा का उपयोग करके किया गया था, जहाँ एक स्टेनलेस स्टील के पंप को सिंथेटिक समुद्री जल में 200 घंटों तक चलाया गया था। इस दौरान, पंप को केवल देखा नहीं गया; इसे तीन अलग-अलग तरीकों से मापा गया। वैज्ञानिकों ने पानी में रखे गए टेस्ट कूपन्स से कितनी धातु का नुकसान हुआ, इस पर नज़र रखी, पंप के कंपन की गति को मापा, और यह गणना की कि पानी को धकेलने के संघर्ष में इसकी दक्षता कितनी कम हुई। पंप बिल्कुल नई स्थिति में शुरू हुआ था, लेकिन जैसे-जैसे घंटे बीतते गए, धातु का नुकसान बढ़ता गया, कंपन एक हल्की गूँज से एक महत्वपूर्ण थरथराहट में बदल गया, और दक्षता 70.6 प्रतिशत की स्वस्थ स्थिति से गिरकर 58.0 प्रतिशत रह गई।

चुनौती यह थी कि ये तीन माप अलग-अलग भाषाएँ बोलते हैं। धातु के नुकसान को मिलीग्राम में, कंपन को मिलीमीटर प्रति सेकंड में, और दक्षता को प्रतिशत के रूप में मापा जाता है। उन्हें संयोजित करने के लिए, शोधकर्ता ने प्रत्येक बदलते मान को शून्य से एक तक चलने वाले एक सामान्य, इकाई-रहित पैमाने में परिवर्तित किया। शून्य ने पंप की बिल्कुल नई स्थिति का प्रतिनिधित्व किया, जबकि एक ने प्रयोग के दौरान देखी गई सबसे खराब स्थिति का प्रतिनिधित्व किया। धातु के नुकसान, कंपन और दक्षता के नुकसान को समान महत्व देकर, शोधकर्ता ने इन तीन अलग-अलग डेटा धाराओं को एक एकल, सुचारू रेखा में मिला दिया। यह रेखा, पंप डिग्रेडेशन इंडेक्स, शून्य से शुरू हुई और लगातार ऊपर की ओर बढ़ी, 50 घंटों के बाद 0.301, 100 घंटों के बाद 0.542, और अंततः 200 घंटे के निशान पर 1.000 तक पहुँच गई।

इस निष्कर्ष को जो विशेष रूप से उपयोगी बनाता है, वह है इसकी स्थिरता। शोधकर्ता ने यह परीक्षण किया कि प्रत्येक कारक के महत्व को बदलने से—जैसे कि कंपन की तुलना में धातु के संक्षारण को अधिक महत्व देना, या इसके विपरीत—क्या परिणाम में भारी बदलाव आता है। उन्होंने यह देखने के लिए हजारों अलग-अलग भार (weights) के संयोजन चलाए कि क्या समग्र चित्र बदल जाएगा। परिणाम आश्चर्यजनक रूप से सुसंगत था। चाहे तीन कारकों के महत्व को कैसे भी समायोजित किया गया हो, इंडेक्स ने गिरावट के उसी स्थिर पथ का अनुसरण किया। यह सुझाव देता है कि यह विधि मजबूत है; यह इस अनुमान पर निर्भर नहीं है कि कौन सी समस्या सबसे महत्वपूर्ण है, बल्कि यह मशीन के समय के साथ खराब होने के सामान्य, निर्विवाद रुझान को पकड़ती है।

हालाँकि, शोधकर्ता यह परिभाषित करने में सावधान हैं कि यह संख्या क्या नहीं है। परीक्षण के अंत में 1.000 का मान यह नहीं बताता कि पंप विफल हो गया है या टूटने वाला है। इसका केवल यह अर्थ है कि पंप इस विशिष्ट 200-घंटे की प्रयोगशाला अवधि के दौरान देखी गई सबसे खराब स्थिति तक पहुँच गया है। चूंकि परीक्षण एक नियंत्रित प्रयोगशाला सेटिंग में एक एकल पंप के साथ किया गया था, इसलिए परिणामों का उपयोग अभी वास्तविक दुनिया में पंप के विफल होने के सटीक समय की भविष्यवाणी करने या ब्रेकडाउन की संभावना की गणना करने के लिए नहीं किया जा सकता है। यह विधि स्वास्थ्य की दिशा पहचानने का एक उपकरण है, भविष्य की भविष्यवाणी करने वाला कोई क्रिस्टल बॉल नहीं है। यह एक स्पष्ट, पारदर्शी चेतावनी प्रणाली के रूप में कार्य करता है जो रखरखाव टीमों को यह बता सकता है कि पंप एक स्वस्थ अवस्था से उन्नत टूट-फूट वाली अवस्था में कब जा रहा है, जिससे उन्हें अधिक विस्तृत उपकरणों के साथ करीब से देखने के लिए प्रेरित किया जा सके।

यह दृष्टिकोण मशीनरी के स्वास्थ्य के बारे में सोचने का एक नया तरीका प्रदान करता है, जो जटिल, डेटा-भारी मॉडलों से दूर ले जाता है जिन्हें ऐतिहासिक विफलता रिकॉर्ड की भारी मात्रा की आवश्यकता होती है। इसके बजाय, यह एक सीधा, समझने में आसान स्कोर प्रदान करता है जो धातु के भौतिक क्षय, मशीन के गतिशील कंपन और उसकी पंपिंग शक्ति के नुकसान को जोड़ता है। हालाँकि इसे यह साबित करने के लिए कि यह हर जगह काम करता है, कई अलग-अलग पंपों और वास्तविक अपतटीय वातावरणों पर और अधिक परीक्षण की आवश्यकता है, यह सुरक्षित रूप से आवश्यक उपकरणों को चालू रखने के लिए एक सरल, अधिक एकीकृत तरीके की नींव रखता है। यह धातु के नुकसान, कंपन और धीमी होती प्रवाह की एक भ्रमित करने वाली मिश्रण को क्षय की एक एकल, स्पष्ट कहानी में बदल देता है, जिससे इंजीनियरों को एक नज़र में पंप के जीवन की पूरी तस्वीर देखने की अनुमति मिलती है।