Centrifugal pump common faults and solutions

في منظومة الصناعة الحديثة الضخمة، تُستخدم مضخات الطرد المركزي على نطاق واسع في صناعات البترول، والكيماويات، والطاقة الكهربائية، والمعادن، والأغذية، والأدوية، وغيرها الكثير، وهي تُعدّ من المعدات الأساسية لنقل السوائل. في صناعة البتروكيماويات، تُعنى مضخات الطرد المركزي بنقل النفط الخام، ومنتجات النفط المكررة، ومجموعة متنوعة من المواد الخام الكيميائية في مختلف مراحل الإنتاج، لضمان استمرارية عملية الإنتاج. وفي صناعة الطاقة الكهربائية، تُوفّر مياه تغذية ثابتة للغلايات، لضمان التشغيل العادي لمعدات توليد الطاقة. أما في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، فتُعنى مضخات الطرد المركزي برفع مياه الصرف ونقلها إلى وحدات المعالجة، وهي مهمة بالغة الأهمية لحماية البيئة.

ومع ذلك، مثل أي معدات ميكانيكية، مضخات الطرد المركزي في عملية التشغيل طويلة الأمد، لا مفر من وجود أعطال متنوعة، لذا، من الضروري استكشاف أعطال مضخات الطرد المركزي وإصلاحها بدقة وفي الوقت المناسب، واتخاذ حلول فعّالة لضمان سلامة الإنتاج الصناعي واستقراره وكفاءته، وهو أمر بالغ الأهمية. بعد ذلك، سنتناول أنواع الأعطال الشائعة في مضخات الطرد المركزي وأسبابها، والتدابير المناسبة لحلها.

1. الأخطاء الشائعة والاستراتيجيات

أخطاء البداية والحلول

فشل في البدء أو ارتفاع حمل البدء

لا يمكن لمضخات الطرد المركزي أن تبدأ أو يكون لها حمل بدء كبير، وقد يكون ذلك ناتجًا عن مجموعة متنوعة من العوامل:

خلل في المحرك الرئيسي أو مصدر الطاقة: يُعد هذا أحد الأسباب الأكثر شيوعًا. قد تؤدي أعطال مصدر الطاقة، مثل انقطاع التيار الكهربائي، أو الجهد المنخفض جدًا أو المرتفع جدًا، أو قصر الدائرة الكهربائية، أو انقطاع التيار، وما إلى ذلك، إلى عدم وصول مضخات الطرد المركزي إلى مصدر طاقة طبيعي، وبالتالي عدم بدء تشغيلها. كما أن عطل المحرك الرئيسي، مثل احتراق ملفات المحرك، أو تلف محمل المحرك، أو انحشار دوار المحرك، وما إلى ذلك، سيؤدي إلى عدم بدء تشغيل مضخة الطرد المركزي بشكل طبيعي. في هذه الحالة، يجب فحص مصدر الطاقة والمحرك الرئيسي بعناية، واستخدام أدوات احترافية مثل جهاز القياس المتعدد للتحقق من أن جهد مصدر الطاقة ضمن النطاق الطبيعي، والتحقق من وجود انقطاع في الخط، أو قصر في الدائرة الكهربائية، أو أي مشاكل أخرى. بالنسبة للمحرك الرئيسي، يجب فحص مقاومة عزل ملفات المحرك، وتحديد ما إذا كان هناك احتراق، والتحقق من دوران محامل المحرك بشكل مرن، وما إذا كان هناك أي تشويش.

انحشار المضخة: قد يؤدي تلف أجزاء المضخة أو دخول أجسام غريبة إلى انحشارها. على سبيل المثال، دخول جزيئات صلبة بين الدافع وغلاف المضخة، أو انحلال مفتاح الدافع أو سقوطه، مما يؤدي إلى حركة نسبية بين الدافع والعمود، مما قد يمنع المضخة من الدوران بشكل طبيعي عند بدء التشغيل. في هذه الحالة، يُمكن فحص الوصلة يدويًا باستخدام القرص. إذا كان من الصعب أو المستحيل فك القرص، فمن الضروري إجراء المزيد من التفكيك والفحص لتحديد نقاط ضعف الأجزاء الديناميكية والثابتة، وإزالة الأجسام الغريبة، وإصلاح الأجزاء التالفة أو استبدالها.

إحكام الغلق: يُعدّ إحكام الغلق من طرق إحكام المضخات الطاردة المركزية الشائعة. إذا تم ضغطه بشدة، فسيزيد الاحتكاك بين عمود المضخة والإحكام، مما يؤدي إلى زيادة حمل بدء التشغيل، أو حتى عدم القدرة على بدء التشغيل. في هذه الحالة، يجب إرخاء الإحكام بشكل مناسب لتسهيل دوران عمود المضخة، مع الحرص على التحكم في درجة إحكامه لضمان أداء جيد للإحكام، مع تجنب المقاومة المفرطة لبدء تشغيل المضخة وتشغيلها.

صمام التفريغ غير مغلق: عند تشغيل مضخة الطرد المركزي، إذا كان صمام التفريغ مفتوحًا، تحتاج المضخة إلى التغلب على مقاومة نظام الأنابيب لتصريف السائل، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في حمل البدء. لذلك، قبل تشغيل مضخة الطرد المركزي، يجب إغلاق صمام التفريغ، ثم فتحه تدريجيًا لضبط معدل التدفق إلى القيمة المطلوبة بعد بدء تشغيل المضخة بشكل طبيعي.

أنبوب التوازن غير أملس: وظيفته هي موازنة الضغط على جانبي دافع مضخة الطرد المركزي لتقليل القوة المحورية. إذا كان أنبوب التوازن مسدودًا أو غير أملس، فسيؤدي ذلك إلى اختلال توازن الضغط على جانبي الدافع، وزيادة حمل البدء، وقد يؤدي إلى عدم تشغيل المضخة. في هذه الحالة، من الضروري فتح أنبوب التوازن لضمان عدم انسداده، بحيث يحافظ الضغط على جانبي الدافع على التوازن.

لا يمكن للمحرك أن يبدأ بشكل طبيعي

عندما مضخة الطرد المركزي يعتبر المحرك الكهربائي المحرك الرئيسي، وعدم قدرة المحرك على البدء بشكل طبيعي هو أيضًا أحد الأعطال الشائعة:

عطل أو انخفاض سعة مكثف البدء: في بعض المحركات أحادية الطور التي تعمل بالمكثف، يُعد مكثف البدء مكونًا أساسيًا يساعد على بدء تشغيل المحرك. في حال تعطل مكثف البدء أو انخفاض سعته، لن يتمكن المحرك من الحصول على عزم بدء كافٍ أثناء بدء التشغيل، مما يؤدي إلى عدم بدء تشغيله بشكل صحيح. في هذه الحالة، يمكنك استخدام جهاز اختبار السعة للكشف عن سعة مكثف البدء. إذا وجدت أن السعة لا تلبي المتطلبات، فعليك استبدال مكثف البدء بنفس المواصفات على الفور.

دوار المحرك عالق: قد يكون سبب تعطل دوار المحرك تلف المحمل، أو دخول أجسام غريبة من داخل المحرك، أو عدم استخدامه لفترة طويلة مما يؤدي إلى الصدأ، أو أسباب أخرى. أولاً، فك مروحة تبريد المحرك يدويًا للتحقق من مرونة دورانها. إذا لم تدور، فقد يكون الدوار عالقًا. يجب تفكيك المحرك، وتنظيف الصدأ، وإضافة شحم التشحيم، أو إزالة الأجسام الغريبة العالقة، ليتمكن الدوار من استئناف دورانه الطبيعي.

دوران المضخة العكسي

عند استخدام مضخة الطرد المركزي لأول مرة، قد تدور المضخة في الاتجاه المعاكس في بعض الأحيان، وقد يكون ذلك ناتجًا عن خطأ في الأسلاك أو أسباب أخرى:

مضخات الطرد المركزي التي تعمل بمحرك: في حال استخدام محرك كهربائي كمصدر للطاقة، يكفي تبديل أسلاك أي طورين من مصدر الطاقة ثلاثي الأطوار لتغيير اتجاه دوران المحرك الكهربائي، وبالتالي تصحيح اتجاه دوران مضخة المياه. عند التشغيل، تأكد من ضبط الأسلاك في حال انقطاع التيار الكهربائي لتجنب حوادث الصدمات الكهربائية.

مضخات الطرد المركزي التي تعمل بالديزل: إذا كانت مضخة الطرد المركزي تعمل بمحرك ديزل، فيجب مراعاة طريقة توصيل السير. قد يكون تركيب السير غير صحيح أو اختيار البكرة بشكل غير صحيح، مما يؤدي إلى انعكاس اتجاه المضخة. في هذه الحالة، من الضروري إعادة فحص تركيب السير للتأكد من توصيله بشكل صحيح بمحرك الديزل وبكرة مضخة الماء، وأن شد السير معتدل. في حال وجود خطأ في اختيار البكرة، يجب مراعاة متطلبات محرك الديزل وسرعة دوران مضخة الماء، واختيار قطر البكرة المناسب لضمان دوران مضخة الماء بشكل طبيعي.

استكشاف الأخطاء التشغيلية والحلول

عدم التفريغ

مضخات الطرد المركزي لا يتم تصريف السوائل أثناء التشغيل، مما سيؤثر بشكل خطير على عملها الطبيعي، وهناك أسباب مختلفة لهذا الفشل:

في حال عدم كفاية تعبئة المضخة أو عدم تصريف الغاز: يجب تعبئة مضخات الطرد المركزي قبل البدء بتفريغ الهواء منها. إذا لم تكن التعبئة كافية، سيبقى الهواء المتبقي فيها، نظرًا لانخفاض كثافة الهواء مقارنةً بالسائل، وبالتالي، فإن قوة الطرد المركزي الناتجة عن دوران المكره لا تكفي لسحب السائل إلى داخلها، مما يؤدي إلى عدم استنزافه. عند هذه النقطة، يجب إعادة تعبئة المضخة لضمان امتلائها بالسائل، وفتح صمام العادم لتفريغها بالكامل.

سرعة المضخة منخفضة جدًا: تؤثر سرعة المضخة بشكل مباشر على قدرتها على تصريف السائل. إذا كانت السرعة منخفضة جدًا، فإن قوة الطرد المركزي التي يولدها الدافع غير كافية لتصريف السائل بشكل فعال. يجب فحص سرعة المضخة لمعرفة ما إذا كانت تلبي متطلبات التصميم، ويمكن استخدام مقياس سرعة الدوران لقياس السرعة الفعلية للمضخة. إذا كانت سرعة الدوران منخفضة جدًا، فقد يكون ذلك بسبب عطل في المحرك، أو انزلاق الحزام، أو عدم استقرار تردد مصدر الطاقة، وأسباب أخرى. في حالة تعطل المحرك، من الضروري إصلاحه أو استبداله؛ في حالة انزلاق الحزام، اضبط شد الحزام أو استبدله؛ في حالة عدم استقرار تردد مصدر الطاقة، يجب فحص نظام مصدر الطاقة للتأكد من استقرار تردد مصدر الطاقة ضمن النطاق المحدد.

انسداد المصفاة، عطل في الصمام السفلي: يُعدّ المصفاة والصمام السفلي في منفذ الشفط من الأجزاء المهمة لمنع دخول الشوائب إلى جسم المضخة، ولكن في حال انسداد المصفاة بالشوائب أو تعطل الصمام السفلي، سيعيق ذلك شفط السائل، مما يؤدي إلى عدم تصريفه. في هذه الحالة، من الضروري فحص المصفاة، وإزالة الشوائب المسدودة، والتأكد من خلوّها من الشوائب؛ وفي الوقت نفسه، التحقق من حالة الصمام السفلي، وفي حال وجود أي تلف، يجب إصلاحه أو استبداله في الوقت المناسب.

ارتفاع الشفط مرتفع جدًا، أو فراغ خزان الشفط: ارتفاع شفط مضخة الطرد المركزي محدود. إذا كان ارتفاع الشفط مرتفعًا جدًا، متجاوزًا ارتفاع الشفط المسموح به، فلن تتمكن المضخة من سحب السائل. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان هناك فراغ في خزان الشفط، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى عدم قدرة السائل على دخول المضخة بشكل طبيعي. في هذه الحالة، يجب تقليل ارتفاع الشفط لضمان أن يكون ضمن النطاق المسموح به للمضخة؛ وفي الوقت نفسه، يجب فحص ضغط خزان الشفط، وإذا لزم الأمر، اتخاذ إجراءات لزيادة ضغطه، مثل زيادة مستوى السائل وتحسين التهوية.

انقطاع بعد تصريف السائل

تدفق غير كاف

إن معدل التدفق غير الكافي لمضخة الطرد المركزي سيؤثر على الإنتاجية، والذي يرجع أساسًا إلى الأسباب التالية:

زيادة في ضغط النظام الثابت: يشير ضغط النظام الثابت إلى الفرق في الارتفاع الرأسي للسائل من مستوى الشفط إلى مستوى التفريغ. إذا زاد ضغط النظام الثابت، مثل ارتفاع السائل المنقول، أو زادت مقاومة خط أنابيب التفريغ، وما إلى ذلك، فسيؤدي ذلك إلى زيادة في ضغط المضخة الفعلي، بينما ينخفض معدل التدفق وفقًا لذلك. في هذا الوقت، من الضروري التحقق من ارتفاع السائل وضغط النظام، وتحليل أسباب زيادة ضغط النظام الثابت. إذا ارتفع ارتفاع النقل، ففكر في زيادة ضغط المضخة؛ إذا زادت مقاومة خط أنابيب التفريغ، فيجب عليك التحقق مما إذا كان خط الأنابيب مسدودًا، وما إذا كان الصمام غير مفتوح تمامًا، وما إلى ذلك، والتنظيف والتعديل في الوقت المناسب.

زيادة فقدان المقاومة: انسداد الأنابيب وصمامات الفحص ومكوناتها، أو عطل الصمامات، أو تراكم الترسبات في الجدار الداخلي للخط، قد يؤدي إلى زيادة فقدان المقاومة، مما يقلل من تدفق المضخة. من الضروري فحص الأنبوب وصمام الفحص والأجزاء الأخرى، وإزالة الانسداد، وإصلاح الصمام المعطل أو استبداله. في حالة وجود ترسبات خطيرة في الجدار الداخلي للخط، يمكن استخدام التنظيف الكيميائي أو الفيزيائي لإزالة الترسبات وتقليل مقاومة الخط.

التآكل المفرط في الغلاف وحلقة تآكل المكره: بعد الاستخدام طويل الأمد لحلقة تآكل الغلاف والمكره، تتسع الفجوة بسبب التآكل، مما يؤدي إلى تسرب السائل داخل المضخة، مما يقلل من تدفقها. عند اكتشاف تآكل مفرط في الغلاف وحلقة تآكل المكره، يجب استبدال أو إصلاح حلقة التآكل والمكره في الوقت المناسب لاستعادة خلوصهما وأدائهما الطبيعيين. عند استبدال الحلقة المقاومة للتآكل والمكره، يجب اختيار المواد والمواصفات المناسبة لضمان استيفاء جودتهما وأدائهما للمتطلبات.

تسرب من أجزاء أخرى: يؤدي التسرب من مانع تسرب العمود وأجزاء أخرى إلى نقص تدفق السائل. وظيفة مانع تسرب العمود هي منع تسرب السائل من المضخة. في حالة تلف مانع تسرب العمود أو ضعف إحكامه، يتسرب السائل منه، مما يقلل من تدفق المضخة. يجب فحص حالة مانع تسرب العمود وأجزاء أخرى، وفي حال وجود أي تلف، يجب استبدال مانع تسرب العمود في الوقت المناسب؛ وفي حالة ضعف إحكام الختم، يمكن تعديل درجة ضغط مانع تسرب العمود أو استبداله.

انسداد مروحة المضخة، وتآكلها، وتعرضها للتآكل: المروحة هي المكون الأساسي لمضخة الطرد المركزي، فإذا تعرضت للانسداد بسبب الرواسب أو التآكل أو التآكل، فسيؤثر ذلك على عملها الطبيعي، مما يؤدي إلى ضعف تدفق المياه. يجب تنظيف المروحة لإزالة الرواسب المسدودة؛ أما المروحة المتآكلة أو المهترئة، فيجب فحصها واستبدالها. عند تنظيف المروحة، يجب الحرص على تجنب إتلاف شفراتها؛ وعند استبدالها، يجب اختيار منتجات مطابقة لمواصفات وطرازات المروحة الأصلية.

مضخات الطرد المركزيباعتبارها معدة لا غنى عنها في الإنتاج الصناعي، فإن تشغيلها بشكل طبيعي أمرٌ بالغ الأهمية لاستقرار وكفاءة نظام الإنتاج بأكمله. ندرك أن الأعطال غالبًا ما تكون نتيجةً لمجموعة من العوامل، بما في ذلك هيكل وأداء المُعدة نفسها، ومعايير التركيب والتشغيل، واستقرار بيئة التشغيل، وسرعة الصيانة الدورية. كما اقترحنا حلاً مناسبًا لمختلف أنواع الأعطال. وللحد من حدوث الأعطال، نؤكد أيضًا على أهمية الصيانة الدورية، ومعايير التشغيل، والصيانة الدورية لإطالة عمر المُعدة.