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Vibration Analysis of Reciprocating Charging Pump Piping 23.
	ML18079B099
Person / Time
Site:	Salem
Issue date:	10/05/1979
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	65603, NUDOCS 7910120227
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0 REPORT NO. 65603 PStiG The Energy People

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- RECORDS FACILITY BRANCH 791012

RESEARCH AND TESTING LABORATORY REPORT To the General Manager - Engineering October 3, 1979 Engineering and Construction Department No. 65603 Attention: Chief Mechanical Engineer VIBRATION ANALYSIS OF NO. 23 RECIPROCATING CHARGING PUMP PIPING SALEM GENERATING STATION Requested by Mr. Robert C. Kirk FCKET Introduction Due to the suction piping failure on Unit No. 1 Reciprocating Charging Pump, the NRC has requested vibration data on the re-designed piping system. Since the piping arrangement of Unit 2 Reciprocating Charging Pump is similar to the redesigned Unit 1 piping, it was decided to perform the tests on Unit 2 Reciprocating Charging Pump, during Hot Function Testing .

Mr. Robert c. Kirk of the Mechanical Engineering Department, Mr. Burton Rauch of the Franklin Institute Research Laboratories, along with Mr. Kent Kieper and George Druffner from the Research and Testing Laboratory, visited Salem Generating Station Unit No. 2. The objective of the visit was to examine and discuss the problem, and determine a test program that would yield data to show that the vibration has been eliminated.

The procedure for the test program (Appendix A) was written by th e Laboratory and reviewed by all of the above parties.

Test Methods The test was conducted according to the attached procedure, "Vibratory Analysis of No. 23 Reciprocating Charging Pump Piping".

See Appendix A.

Test Results With the pump in normal operating condition, vibration dampers installed, there was minimum vibration in the piping system at the various pump discharge pressures. The vibration did not increase when the vibration damper springs were released.

An increase in the piping vibration amplitude occurred when the vibration dampers were physically removed from the piping. When L.

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Genl. Mgr. - Engg. October 3, 1979 Engg. & Constr. Dept. Report No. 65603 Test Results - Cont'd.

the suction side vibration dampers (No. 1&2) were removed, the vibration increased from a nominal 1 mil to 16 mils (double amplitude) in both the Z and Y axis. The discharge piping vibration also increased when vibration damper No. 3 was removed.

The dynamic piping strains, as indicated by the strain gages, were minimal, less than 1800 psi in all test conditions. The test data are presented in Figures 1 to 27 and summarized in Tables No. 1 and 2.

Manager Materials Division GD:lb CC Mr. Robert c. Kirk

Report No. 65603 TABLE 1 SALEM GENERATING STATION UNIT NO. 2 NO. 23 CHARGING PUMP Pump Discharge Run Speed Pressure Displacement Mils, P-P No. Date Time Hz PSIG l HL 1 VL 2.HL 2 VL 3 HL 3 VL 4 HL 4 VL Remarks B ll/13/78 0815 3.4 540 1 3 2 3 2.5 3 3 2.5 All dampers installed.

H H/21/78 1700 . 2. 5 900 1. 6 0.6 2.4 20 4 8 2 2.4 All dampers installed.

D ll/14/78 0815 2.02 1875 1 2.5 3.0 4.5 4.5 10.0 1. 0 1.5 All dampers installed.

E ll/H/78 1400 2.77 2400 2 1. 5 3.0 3.0 7.0 8.0 2.0 2.5 All dampers installed.

1 ll/27/78 1635 2. 77 2400 1. 5 1 5.0 5.0 9.0 6.0 2 2 Normal operating mode.

2 11/27/78 1703 2.9 2400 3 1 3.5 5 7 8 2 2 Damper Springs 1, 2 & 3 removed.

3 11/27/78 2ll5 2.77 2400 3 1. 6 5 4.5 20 85 10 9 Damper #3 removed.

4 ll/29/78 1407 2.96 2400 11 6.5 7 5 5 5 3 3 Damper #1 removed.

7 ll/30/78 1019 2.90 2250 14 18 8 12 5 7 2 3 Damper #1 & 2 removed.

Report No. 6°5603 TABLE 2 SALEM GENERATING STATION UNIT NO. 2 NO. 23 CHARGING PUMP Pump Discharge Run Speed Pressure Strain J:!inbn No. Date Time Hz PSIG 1 vs 1 HS 2 vs 2 HS 4 vs 4 HS Remarks B ll/13/78 0815 3.4 540 o. 5. 30 10 10 25 25 All dampers installed.

H ll/21/78 1700 2.5 900 20 20 75 8 8 10 All dampers installed.

D ll/14/78 0815 2.02 1875 60 60. 10 15 10 10 All dampers installed.

E -ll/14/78 1400 2. 77 2400 5 10 7 1 4.5 4.0 All dampers installed.

1 ll/27/78 1635 2. 77 2400 8 10 10 8 50 45 Normal operating mode.

2 11/27/78 1703 2.9 2400 6 6 10 6 55 55 Damper Springs 1, 2 & 3 removed.

3 ll/27/78 2115 2.77 2400 9 6 10 .9 85 55 Damper #3 removed.

4 ll/29/78 1407 2.96 2400 9 4 20 16 55 58 Damper #1 removed.

7 ll/30/78 1019 2.90 2250 7 7 10 9 55 56 Damper #1 & 2 removed.

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Report No. 65603
APPENDIX A PSE&G COMPANY RESEARCH & TESTING LABORATORY PROCEDURE FOR VIBRATORY ANALYSIS OF NO. 23 RECIPROCATING CHARGING PUMP PIPING NOVEMBER 16, 1978 I oocur. .*1ENT CONTROL P. S. E. & G. RESEARCH COR~
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ii (<,(} --- t1-n-16 1&...... 'Lr \ l?J:/7!' R. Kirk B Rauch PS &G Franklin Institute vlt?'/1-;hJ' Iv' Research Laboratories I
1.0 Scope 1.1 This procedure provides for vibration testing, to be performed by the Research & Testing Lab-oratory, of the No. 23 Reciprocating Charging Pump at Salem Generating Station Unit 2.
2.0 References 2.1 The Strain Gage Primer Perry & Lissner, McGraw-Hill Book Co.
2.2 Spectral Dynamics Corp. San Diego. CA Training and Application Manual 2.3 Linear Vibration Theory J. B. Vernon, J. Wiley & Sons 2.4 The applicable instruction manuals 2.4.1 Vishay Instruments, Inc.
Bridge Amplifier Model BA4 2.4.2 Schaveitz Engineering LVDT 2.4.3 DYMAC, San Diego, CA M600 & M60 Eddy Probes & Drivers 2.4.4 Brush Model 481 Analog Recorder 2.4.5 Honeywell Model 101 Tape Recorder 3.0 Responsibilities 3.1 Material Division Test Engineer has the responsibility of performing the field testing, evaluation the test data, and the accuracy of the equipment.
3.0 Responsibilities (Cont'd) 3.2 Material Division Technician is responsible for assisting the Test Engineer in performing the tests.
PSE&G Production Department is responsible for the operation of the pump for testing.
3.4 Franklin Institute Research Laboratories Mr. Burton Rauch, will act as a consultant to Research & Testing Laboratory.
4.0 Procedure 4.1 To determine the vibratory forces of the suction and discharge piping of No. 23 Reciprocating Charging pump with various degress of pipe freedom.
The piping is shown on Chemical & Volume Control Piping Plan El 84 No. 218202A3701-2i 4.2 Linear Variable Differential Transformers (LVDT) are used to determine the pipe movement. They are located vertical and horizontal to the pipe at approximately mid span of the pipe supports.
The locations are shown in Figure No. 1 and the bracket arrangements in Figure No's. 2 and 3.
4.3 Strain Gages are bonded to the piping adjacent to the vibration dampers to determine the vibatory forces of the piping. Gages are bonded to the pipe at 90o axis. Figure No. 1 shows the locations.
4.4 The suction and discharge pressure are monitored with pressure transducers (strain gage type) to determine the pressure pulsations and load on the pump during the various tests.
4.0 Procedure (Cont'd) 4.5 The speed of the pump is determined with a proximity probe adjacent to the pump's input shaft coupling. The proximity probe produced a once per revolution signal.
5.0 Instrumentation 5.1 Linear Variable Differential Transformers Schaevitz Engineering Model 1000 HR ~l.000 inch Signal conditioning Schaevitz Engineer Model SCM-025 LVDT's were calibrated using a Schaevitz Engineer Calibration Dial micrometer Model 41S No. 1-5845.
5.2 Strain Gages Micro-Measurements EA-06-125TQ-350 350.0+0.4% ohm resitance 2.11 Gage Factor.
Half bridge 90°. Bonded with EPY 150 epoxy cement and cured at 150 F for 2 hours2.314815e-5 days <br />5.555556e-4 hours <br />3.306878e-6 weeks <br />7.61e-7 months <br />. Signal conditioning Vishay Instruments Bridge amplifiers Model BA4 The gages were external shunt calibrated Calibration Strain uin = 350 x 10 = 829.38 lil 2.11 2 5.3 Pressure Transducers Statham PG 146T Cr-3M-350 0-3000 PSIG BLH Electronics Model D-HF 0-500 PSIG Signal conditioning Vishay Instruments Bridge amplifiers Model BA4 The pressure tranducers with amplifiers were
5.0 Instrumentation (Cont'd) 5.3 calibrated at the job site gage calibration laboratory.
5.4 Speed Dymac Eddy probe Model M61-4 Signal conditioning Dymac Model M 902 driver.
5.5 Brush 481 Recorder 8 channel analog recorder, 12 speeds sensitivity 1 'mv/
div to 500 v 5.6 Honeywell Model 101 Tape Recorder 14 channel, 1 inch tape, IRIG FM magnetic tape recorder.
5.7 Fluke Model 8600A Digital Multimeter PS 2107 6.0 Test Methods 6.1 The vibratory forces will be monitored as the pump pressure is increased to maximum. After reviewing this data,to determing at what pressure the maximum or a critical vibration occurs, the pressures at which the tests will be conducted will be determined.
6.2 The pump pressure will be adjusted to the lowest of the pressure determined above and allowed to stabilize for one half hour. A set of vibration data will be recorded after which the vibration dampers will be removed, one at a time. As each vibration damper is removed the vibration forces will be recorded and reviewed before the next vibration damper is removed. All three vibration dampers will be installed before the pump pressure
6.0 Test Methods (Cont'd) is increased to next test level.
6.3 The data will be recorded on the Honeywell tape recorded and Brush analog recorder as shown in Table 1. Table No. 2 is a summary of the tests except that the pressures will be determined as the test progresses.
6.4 A sample of the data sheet are shown as Figure No. 4 and 5.
TABLE NO. 1 CHANNEL NO. A TEST B TEST C TEST HONEYWELL TAPE RECORDER 1 LVDT lH LVDT lH 2 LVDT lV lV 3 LVDT 2H 2H 4 - LVDT 2V 2V 5 LVDT 3H 3H 6 LVDT 3V 3V 7 LVDT 4H 4H 8 LVDT 4V 4V 9 Speed Speed 10 Discharge .Discharge Press. Press.
11 Suction Press. Suction Press.
12 SG lV SG 2H 13 SG lH SG 4V 14 SG 2V SG 4H BRUSH RECORDER 1 LVDT lH SG lV LVDT 4H 2 LVDT lV SG lH LVDT 4V 3 LVDT 2H SG 2V 4 LVDT 2V SG 2H 5 LVDT 3H SG 4V Dynamic Dis-charge Press.
6 LVDT 3V SG 4H Suction Press.
7 Speed Speed Speed 8 Discharge Discharge Discharge Press. Press. Press.
TABLE NO. 2
VIBRATION DAMPERS Test Speed Discharge 1 2 3 No.s RPM Pressure Installed Removed Installed Removed Installed Removed lA,B,C 0 0 x x x 2A,B,C (1) (1) x x x 3A,B,C x x x 4A,B,C x x x 5A,B,C x x x NOTES (1) To be determined after reviewing previous data.
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