How to choose the right mud pump parts?

في العديد من الصناعات، مثل استخراج النفط والتعدين والبناء ومعالجة مياه الصرف الصحي، تلعب مضخات الطين دورًا محوريًا لا غنى عنه في ضمان التشغيل السلس لجميع العمليات الهندسية. يُعدّ الاختيار الدقيق والعلمي لأجزاء مضخة الطين من أهم أولوياتها لضمان التشغيل المستقر للمعدات، وتحسين كفاءة التشغيل، وضبط التكاليف، وتطبيق متطلبات حماية البيئة. ويجب أن يتغلب استخدام مضخات الطين في مختلف الصناعات على التحديات الرئيسية.

1. العوامل الرئيسية في اختيار أجزاء مضخة الطين

1. توصيف الملاط

(1)التركيز ومحتوى الجسيمات

يؤثر تركيز الطين وكمية الجسيمات الموجودة في مضخة الطين بشكل كبير على تشغيلها. في ظل ظروف تركيز الطين العالي، يزداد عدد الجسيمات الصلبة في وحدة الحجم بشكل ملحوظ، مما يزيد من صعوبة تدفق الطين، ويزيد من صعوبة ضخه لأعلى. في هذه الحالة، تحتاج المضخة إلى التغلب على مقاومة أكبر عند دفع تدفق الطين، حيث تتطلب المركبات التي تسير في الوحل على الطريق مضخات طين ذات قدرة إنتاج أعلى وقدرة تحويل طاقة أكثر كفاءة لضمان استدامة الطين وثباته للنقل.

عند اختيار الطين أجزاء المضخةعند اختيار مواد أجزاء الفائض، يُفضّل استخدام سبائك عالية الصلابة ومقاومة عالية للتآكل، مثل سبائك الكروم العالية. بفضل صلابتها ومقاومتها الممتازة للتآكل، تقاوم سبائك الكروم العالية تآكل الجسيمات بفعالية، مما يُطيل عمر خدمة الأجزاء. في الوقت نفسه، عند تصميم المكره، يُمكن زيادة سُمك الشفرة بشكل مناسب، وتحسين شكلها، واستخدام تقنية طلاء مقاومة للتآكل لتعزيز مقاومة التآكل ومقاومة الصدمات للمكره، مما يضمن أداءً موثوقًا به للمضخة في بيئة الطين عالية التركيز ومتعددة الجسيمات.

(2) الرقم الهيدروجيني والتآكل

تستخدم بعض الصناعات ملاطًا ذا حموضة وقلوية عالية، مما يُظهر تآكلًا واضحًا. على سبيل المثال، في الإنتاج الكيميائي لمعالجة مياه الصرف الحمضية، وتصريف مياه الصرف الحمضية من المناجم، وبعض عمليات تعدين المعادن الخاصة باستخدام وصلات نقل الملاط القلوي، تُغمر مضخات الملاط لفترات طويلة في وسط تآكلي، مما يُعرّضها لمخاطر تآكل شديدة. يتفاعل الملاط ذو الحموضة أو القلوية القوية كيميائيًا مع جسم المضخة، والمكره، والأختام، والأجزاء المعدنية الأخرى، مما يُؤدي إلى تآكل سطح الأجزاء تدريجيًا، مما يُقلل من سمك جدارها ومتانتها.

بالنسبة للأجزاء الملامسة للطين التآكلي، يُعد اختيار المادة أمرًا بالغ الأهمية. عند مواجهة الطين الحمضي، يُظهر الفولاذ المقاوم للصدأ 316L وHastelloy ومواد أخرى مقاومة جيدة للأحماض، مما يُشكل طبقة تخميل كثيفة في البيئات الحمضية، مما يمنع الحمض من زيادة تآكل المصفوفة المعدنية. في البيئات القلوية، تتمتع سبائك النيكل بمقاومة ممتازة للتآكل القلوي، مما يحمي بفعالية سلامة هيكل الأجزاء. بالإضافة إلى ذلك، يجب اختيار مادة الأختام بعناية، حيث يُمكن للفيتون وPTFE ومواد أخرى ذات ثبات كيميائي ممتاز الحفاظ على أداء إغلاق جيد في البيئات الحمضية والقلوية، لمنع تسرب الطين، وضمان التشغيل الآمن والمستقر للمضخة.

(3) درجة الحرارة واللزوجة

يؤثر تغير درجة حرارة الطين بشكل مباشر وكبير على لزوجته، مما يؤثر بدوره على كفاءة مضخة الطين. أثناء عملية استخراج النفط في قاع البئر، ومع زيادة عمق الحفر، ترتفع درجة حرارة الطبقة تدريجيًا، وبالتالي ترتفع درجة حرارة الطين. مع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد الحركة الحرارية بين جزيئات الطين، ويقل تماسكها، مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة وزيادة السيولة. قد يبدو هذا مناسبًا للضخ، ولكن في الواقع، قد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تبخر الماء وترسب الغازات في الطين، مما يؤدي إلى حدوث تجويف وتلف في المكره وأجزاء أخرى من الطين.

على العكس من ذلك، في بعض بيئات العمل الهندسي منخفضة الحرارة، مثل نقل مخلفات المناجم في الشتاء، وبناء الركائز في المنطقة الشمالية، تنخفض درجة حرارة الطين بشكل كبير، فتزداد اللزوجة بشكل كبير، وتتدهور السيولة، وتزداد مقاومة الضخ بشكل كبير. هذا يتطلب مضخة الطين ذات قدرة أكبر للتغلب على المقاومة، وفي الوقت نفسه، لمنع تجمد الطين في درجات الحرارة المنخفضة، مما يؤثر على بدء تشغيل المضخة وتشغيلها بشكل طبيعي، كما يجب تزويدها بجهاز تدفئة أو عزل مناسب.

من منظور ملاءمة الأجزاء، في بيئات درجات الحرارة العالية، يمكن استخدام هيكل المضخة من الفولاذ السبائكي عالي الحرارة لضمان عدم تأثر القوة الهيكلية بدرجات الحرارة العالية؛ كما أن معامل التمدد الحراري المنخفض للمادة في المكره والعمود والمكونات الرئيسية الأخرى يمنع التمدد والانكماش الحراريين اللذين يؤديان إلى انخفاض دقة الملاءمة. في ظروف درجات الحرارة المنخفضة واللزوجة العالية، يمكن اختيار أنبوب مدخل كبير القطر لتقليل معدل تدفق الطين ومقاومته؛ ويتبنى المكره تصميمًا انسيابيًا خاصًا لتحسين مسار تدفق الطين وتحسين كفاءة الضخ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا النظر في إضافة جهاز خلط عند طرف مدخل المضخة، لخلط الطين عالي اللزوجة مسبقًا، بحيث يتم خلطه بالتساوي لتقليل اللزوجة وتسهيل الضخ.

ثالثا.العوامل المهمة في اختيار المكونات

1.جسم المضخة والمكره

(1)اختيار المواد

يُعد جسم المضخة والمروحة، باعتبارهما جزأين أساسيين في مضخة الطين، عرضةً مباشرة للتآكل والتآكل الناتج عن الطين، لذا فإن ملاءمة موادهما أمر بالغ الأهمية. في هندسة البناء العامة، وبناء أساسات الخوازيق، والنقل الأولي لمخلفات المناجم الصغيرة، وغيرها من الظروف، إذا كان تركيز الملاط منخفضًا نسبيًا، والجسيمات الدقيقة، ودرجة الحموضة قريبة من الحياد، فإن جسم المضخة والمروحة المصنوعين من الحديد الزهر العاديين يُلبيان الاحتياجات الأساسية.

ومع ذلك، عند مواجهة ظروف قاسية ومتطلبة، مثل استخراج النفط ونقل المواد الكيميائية، يُظهر الفولاذ المقاوم للصدأ مزايا أداء ممتازة. في عملية حفر النفط، لا يحتوي طين البئر على جزيئات صخرية عالية الصلابة فحسب، بل يُمكن خلطه أيضًا بسوائل طبقة تآكلية. في هذه الحالة، يتميز جسم المضخة والمروحة المصنوعان من الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة ممتازة للتآكل، مما يُقاوم تآكل المواد الكيميائية المختلفة في الطين، ويضمن سلامة مكونات الهيكل واستقرار التشغيل على المدى الطويل. كما يُمكن لصلابته العالية ومقاومته للتآكل التعامل بفعالية مع التآكل عالي السرعة لجزيئات الصخور، مما يُقلل من التآكل والتلف، ويطيل عمر الخدمة، ويُقلل من وقت التوقف عن العمل وتكاليف الاستبدال المتكرر للأجزاء.

في ظروف العمل القاسية، مثل معالجة مياه الصرف الحمضية في المناجم ونقل الملاط المعدني عالي التركيز، تُعدّ مادة السبائك خيارًا ممتازًا. تحتوي سبيكة الكروم العالية على كمية كبيرة من الكروم، ويمكنها تكوين طبقة أكسيد كثيفة وصلبة على السطح. تعمل هذه الطبقة كدرع صلب، حيث تمنع بفعالية دخول جزيئات الأحماض والقلويات وخام المعادن عالي الصلابة، مما يعزز بشكل كبير مقاومة جسم المضخة والمروحة للتآكل والتآكل، مما يضمن تشغيل مضخات الملاط بكفاءة في البيئات القاسية، ويوفر دعمًا قويًا للتطوير المستمر للعمليات الصناعية الحيوية. كما أنها توفر دعمًا قويًا للتطوير المستمر للعمليات الصناعية الرئيسية.

(2)التصميم الهيكلي

تعتمد قناة التدفق التقليدية ذات صدفة الحلزون تصميمًا تدريجيًا للتمدد، وفقًا لمبدأ ديناميكا الموائع، مما يسمح بتدفق الطين عبر القناة، مع تقليل معدل التدفق بسلاسة، وتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة ضغط ثابتة بكفاءة عالية، مما يقلل من فقدان الطاقة ويحسن كفاءة الضخ. أما بالنسبة لهيكل المكره، فهو مكره مغلق بتصميم دقيق للشفرات وأغطية العجلات، مما يضمن نقل الملاط بدقة في الصناعات الكيميائية الدقيقة، وتجهيز الأغذية، وغيرها من الصناعات التي تتطلب متطلبات صارمة لمعدل التدفق ودقة التحكم في الرأس، مما يضمن عملية إنتاج مستقرة وفعالة. أما المكره شبه المفتوح، فيعزز قدرته على التكيف مع الملاط الذي يحتوي على كمية قليلة من الشوائب، مع الحفاظ على قدرة تحويل طاقة معينة. وفي حالات مثل الاسترداد الثانوي لمخلفات المناجم وتصريف مواقع البناء الصغيرة، يسمح المكره شبه المفتوح بمرور جزيئات ذات حجم معين بسلاسة، مما يمنع الشوائب من انسداد قناة التدفق، ويضمن استمرار عمليات الضخ. بفضل هيكلها البسيط والمفتوح، تتميز المروحة المفتوحة بقدرة تدفق ممتازة، كما أنها لا تخشى الشوائب الصلبة الكبيرة. في ظل ظروف الأحمال الثقيلة، مثل نقل الملاط الخشن في التعدين واسع النطاق، واستخراج الملاط عالي المحتوى الرملي في أعمال تجريف الأنهار، تعمل المروحة المفتوحة بكفاءة وثبات لضمان سير العمل بسلاسة.

2.مادة العمود وقوته

باعتباره مكونًا أساسيًا في مضخة الطين لنقل عزم الدوران ودفع المكره للدوران، يجب أن يتحمل العمود قوى الالتواء الهائلة، والقوة الشعاعية، وحمل الاهتزاز الناتج عن اختلال توازن المكره، وتأثير الطين، وعوامل أخرى. في ظل ظروف التشغيل المستمر طويل الأمد، يُعدّ العمود مناسبًا لاختيار عمود فولاذي عالي القوة. كما أن معالجة السطح ضرورية لتحسين أداء العمود. يمكن أن تُشكّل معالجة النترتة الشائعة طبقة من النترتة على سطح العمود تتميز بصلابة عالية للغاية، ومقاومة عالية للتآكل، ومقاومة مؤكدة للتآكل. تُقلل هذه الطبقة النترتة بشكل فعال من معدل التآكل، وتُطيل عمر خدمة العمود عند ملامسته للطين والأختام.

3.أنواع الصمامات وميزاتها

الوظيفة الأساسية لصمام الفحص هي ضمان تدفق أحادي الاتجاه للطين، مما يمنع بشكل فعال ارتداد الطين أثناء الإغلاق أو تقلبات الضغط. صمام الفحص المتأرجح الشائع، بالاعتماد على جاذبية رفرف الصمام وتأثير تدفق الوسائط، يفتح ويغلق تلقائيًا. في منفذ مضخة الطين بشبكة أنابيب النفط، عندما تعمل المضخة بشكل طبيعي، رفرف الطين عالي الضغط، يتدفق بسلاسة إلى شبكة الأنابيب؛ بمجرد إيقاف تشغيل المضخة عن طريق الخطأ، يتراجع رفرف الصمام بسرعة تحت تأثير الجاذبية ليغلق، لمنع ارتداد الطين في شبكة الأنابيب إلى تجويف المضخة، لتجنب تلف دافع المضخة، والأجزاء الداخلية للمضخة من التأثير، لضمان أن يكون نظام النقل بأكمله آمنًا ومستقرًا لتوصيل الزيت بشكل مستمر وموثوق به لتوفير ضمان قوي.

صمام الأمان هو بمثابة "حارس أمان" لنظام مضخة الطين، حيث يحميه دائمًا من خطر الضغط الزائد. في الإنتاج الكيميائي لمفاعل الملاط عالي الضغط الذي يدعم نظام مضخة الملاط، إذا كان تدفق العملية غير طبيعي، مما يؤدي إلى ارتفاع حاد في ضغط مخرج المضخة، يتم ضبط ضغط البدء بعد تجاوز صمام الأمان، فيفتح صمام الأمان بسرعة، ويخرج جزء من الملاط إلى منطقة الأمان، ويخفض ضغط النظام في الوقت المناسب، لمنع تمزق جسم المضخة، وتمزق خط الأنابيب بسبب الضغط الزائد، مما قد يؤدي إلى تسرب خطير، وحوادث انفجار، وضمان سلامة حياة العاملين وسلامة مرافق الإنتاج. لضمان التشغيل الآمن للإنتاج الكيميائي.

صمام التنظيم هو تحقيق تدفق الحمأة، وتنظيم الضغط، والتحكم الدقيق بـ"المدير الذكي". في نظام مضخات نقل الحمأة في محطة معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية، وفي مواجهة الطلب الديناميكي على تدفق الحمأة وضغطها في أوقات مختلفة وعمليات معالجة مختلفة، يضبط صمام التنظيم فتحة الصمام بدقة وفقًا لتعليمات نظام التحكم باستخدام مشغلات كهربائية أو هوائية أو هيدروليكية. كما هو الحال في عملية تجفيف الحمأة، عند الحاجة إلى زيادة ضغط نقل الحمأة، يغلق صمام التحكم منطقة الخانق تلقائيًا لزيادة الضغط؛ وفي تغذية خزان تخزين الحمأة، يزيد الفتح، ويتحكم في التدفق بسلاسة، مما يضمن كفاءة عملية معالجة مياه الصرف الصحي بأكملها وفعاليتها، ويحسن جودة وكفاءة معالجة مياه الصرف الصحي.