Centrifugal pumps common fault diagnosis and troubleshooting: typical problem solutions

أصبحت مضخات الطرد المركزي من المعدات الأساسية التي لا غنى عنها في جميع مجالات الإنتاج الصناعي بفضل قدرتها على نقل السوائل بكفاءة وموثوقية. في البتروكيماويات، وأنظمة إمدادات المياه والصرف الصحي، تتولى مضخات الطرد المركزي المهمة الرئيسية المتمثلة في نقل السوائل من مكان إلى آخر. ومع ذلك، خلال التشغيل طويل الأمد، ستواجه مضخات الطرد المركزي حتمًا مجموعة متنوعة من الأعطال، والتي لن تؤثر فقط على كفاءة الإنتاج، بل قد تتسبب أيضًا في حوادث تتعلق بالسلامة. لذلك، يُعد التشخيص الدقيق للأعطال الشائعة في مضخات الطرد المركزي واتخاذ إجراءات فعالة في الوقت المناسب لمعالجتها، لضمان التشغيل المستقر للإنتاج الصناعي، أمرًا بالغ الأهمية. في هذه الورقة، سنقدم بالتفصيل طريقة التشخيص واستراتيجية التخلص من الأعطال. مضخة الطرد المركزي الأخطاء الشائعة، لتوفير حلول عملية للكوادر الفنية ذات الصلة.

1. نظرة عامة على مضخة الطرد المركزي ومبدأ عملها

تتكون مضخة الطرد المركزي بشكل أساسي من المكره، وغلاف المضخة، وعمود المضخة، وجهاز الختم، والمحامل. يعتمد مبدأ عملها على قوة الطرد المركزي: عندما يدفع المحرك الرئيسي عمود المضخة والمكره للدوران، تُجبر شفرات المكره السائل على الدوران، فيُقذف السائل إلى الحافة الخارجية للمكره من مركزه تحت تأثير قوة الطرد المركزي، ويتدفق إلى غلاف المضخة بسرعة عالية. في غلاف المضخة، وبسبب التمدد التدريجي لمسار التدفق وتباطؤه، يتحول جزء من الطاقة الحركية إلى طاقة ضغط ثابتة، وأخيرًا على طول التدفق المماسي إلى خط أنابيب التفريغ. في الوقت نفسه، يُقذف المكره من مركز السائل لتكوين فراغ معين، ويكون الضغط (باسكال) على سطح السائل أعلى من مركز المكره، وبالتالي فإن السائل في خط الشفط تحت تأثير الضغط التفاضلي إلى داخل المضخة. مع استمرار دوران المكره، يتم سحب السائل بشكل مستمر وضغطه للخارج لتحقيق نقل السائل المستمر.

2. تشخيص الأعطال الشائعة لمضخة الطرد المركزي واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

1. لا يمكن تشغيل المضخة أو بدء تشغيلها صعبًا

ظاهرة العطل: بعد الضغط على زر التشغيل، لا تستجيب مضخة الطرد المركزي، ولا يدور المحرك؛ أو على الرغم من أن المحرك يُظهر علامات دوران، إلا أنه لا يستطيع تشغيل المضخة بشكل طبيعي. تحليل سبب العطل.

عطل كهربائي: عدم توصيل مصدر الطاقة، أو انفجار المصهر، أو ماس كهربائي في لفات المحرك أو دائرة مكسورة، أو فشل خط التحكم، أو عمل حماية مرحل حراري.

عطل ميكانيكي: عمود المضخة وعمود المحرك غير متحدة المركز، تلف المحمل محشور، المكره وغلاف المضخة بين الجسم الغريب محشور، ضغط التعبئة ضيق للغاية.

أسباب أخرى: لزوجة وسط النقل عالية جدًا، مما يؤدي إلى مقاومة مفرطة للبدء؛ المضخة غير مملوءة بالسائل، مما يشكل ظاهرة ربط الهواء.

حل

فحص النظام الكهربائي: أولاً، تحقق من سلامة جهد مصدر الطاقة، وتأكد من توصيل سلك الطاقة بإحكام وسلامته. استخدم مقياسًا متعددًا للتحقق من تلف المصهر، وفي حال تلفه، استبدله بنفس المواصفات. اختبر قيمة مقاومة لفائف المحرك، وتأكد من وجود ماس كهربائي أو دائرة كهربائية مقطوعة. في حال وجود أي مشكلة، يجب إصلاح المحرك أو استبداله. افحص المفتاح، والملامس، والمرحل، والمكونات الأخرى في خط التحكم، وأصلح أو استبدل الأجزاء المعطوبة. في حال فشل حماية المرحل الحراري، تأكد من عدم وجود حمل زائد على المحرك، ثم قم بتبريده وإعادة ضبط المرحل الحراري، واستكشاف سبب الحمل الزائد وإصلاحه.

فحص العطل الميكانيكي: صحح مركزية عمود المضخة وعمود المحرك للتحكم في الانحراف ضمن النطاق المسموح به. فكّك هيكل المضخة وتحقق من تلف المحامل. إذا كانت كرات المحامل متآكلة أو محشورة أو غير مشحمة بشكل جيد، فاستبدل المحامل وأضف الشحم المناسب في الوقت المناسب. نظّف المواد الغريبة بين الدافع وغلاف المضخة لضمان عدم التصاق الأجزاء الدوارة. اضبط إحكام غدة الحشو جيدًا لضمان إحكام الحشو ومنع التأثير على دوران عمود المضخة.

معالجة المشاكل الأخرى: إذا كانت لزوجة وسط النقل عالية جدًا، فاتخذ التسخين والتخفيف وطرق أخرى لتقليل اللزوجة؛ تأكد من أن المضخة مليئة بالسائل قبل البدء، واستبعد الهواء لتجنب ظاهرة ربط الهواء.

2. تدفق المضخة غير كافٍ

ظاهرة المشكلة: معدل التدفق الفعلي لـ مضخة الطرد المركزي أقل من معدل التدفق التصميمي، مما لا يمكنه تلبية متطلبات عملية الإنتاج.

تحليل سبب الفشل

مشاكل خط أنابيب الشفط: انسداد خط أنابيب الشفط، مثل انسداد الفلتر، وتراكم الحطام في خط الأنابيب؛ تسرب خط أنابيب الشفط، مما يؤدي إلى دخول الهواء إلى المضخة، وتشكيل تجويف أو ربط الهواء؛ ارتفاع الشفط مرتفع للغاية، ويتجاوز ارتفاع الشفط المسموح به للمضخة.

فشل المكره: المكره مهترئ بشدة، الريشة تالفة أو مكسورة، مما يؤدي إلى تقليل مساحة العمل الفعالة للمكره؛ المفتاح بين المكره وعمود المضخة تالف أو فضفاض، بحيث لا يمكن للمكره أن يدور بشكل طبيعي.

ضعف إحكام غلق جسم المضخة: تلف حشية الغلق بين غلاف المضخة وغطاء المضخة، مما يؤدي إلى التسرب؛ فشل ختم التعبئة أو الختم الميكانيكي، مما يؤدي إلى تسرب السائل.

أسباب أخرى: صمام المخرج غير مفتوح بالكامل؛ طبيعة الوسط المنقول تتغير، مثل زيادة اللزوجة، تغيرات الكثافة، إلخ؛ سرعة المضخة غير كافية.

حل

فحص أنبوب الشفط: نظّف الفلتر والشوائب الموجودة فيه لضمان سلاسة الأنبوب. افحص وصلات أنبوب الشفط، وامسح الواجهة بالماء والصابون. في حال ظهور فقاعات، فهذا يعني وجود تسرب هواء، ويجب إعادة إحكام ربط الأختام أو استبدالها. وفقًا لمعايير أداء المضخة، اضبط ارتفاع الشفط لضمان أن يكون ضمن النطاق المسموح به.

فحص المكره: فكّ هيكل المضخة وافحصه بحثًا عن أي تآكل أو تلف. إذا كان تآكل المكره طفيفًا، فيمكن إصلاحه؛ أما إذا كانت ريشة المضخة تالفة أو مكسورة بشكل خطير، فيجب استبدال المكره بآخر جديد. افحص المفتاح الموجود بين المكره وعمود المضخة. إذا كان المفتاح تالفًا أو مفكوكًا، فيجب استبداله وإعادة تركيب المكره لضمان إحكام التركيب. إصلاح أختام جسم المضخة: استبدل حشوات إحكام غطاء المضخة التالف، وتأكد من أن الحشوات في الوضع الصحيح وأنها محكمة الغلق عند التركيب. بالنسبة لأختام الحشو، اضبط غدة الحشو وأضف أو استبدل الحشو؛ بالنسبة للأختام الميكانيكية، تحقق من تآكل سطح الختم واستبدل مجموعة الأختام الميكانيكية إذا لزم الأمر.

معالجة المشاكل الأخرى: تأكد من فتح صمام المخرج بالكامل؛ في حال تغير طبيعة وسيط النقل، اضبط معلمات تشغيل المضخة وفقًا للحالة الفعلية أو اتخذ الإجراءات المناسبة لمعالجة المشكلة. تحقق من أن سرعة المحرك طبيعية؛ إذا كانت السرعة غير كافية، فافحص المحرك وناقل الحركة لحل المشكلة.

3. رأس المضخة غير كافٍ

ظاهرة الفشل: يكون الرأس الفعلي للمضخة الطاردة المركزية أقل من الرأس المصمم، وغير قادر على نقل السائل إلى الارتفاع أو الضغط المحدد.

تحليل سبب الفشل

مشكلة المكره: ينعكس المكره، مما يؤدي إلى عدم قدرة السائل على الحصول على قوة الطرد المركزي الكافية؛ المكره مهترئ بشدة، ويتغير شكل وحجم الشفرات، مما يؤثر على الرأس.

يوجد هواء في المضخة: تسرب الهواء في خط الشفط أو عدم إخراج الهواء قبل بدء تشغيل المضخة، بحيث يتواجد الهواء في المضخة، مما يؤثر على التوصيل الطبيعي للسائل وتحويل الطاقة.

تنخفض سرعة المضخة: تصبح سرعة المضخة أقل من السرعة المقدرة بسبب عطل في المحرك، أو سير محرك مفكوك أو زلق، أو ضبط غير صحيح لمعلمات محول التردد وما إلى ذلك.

المقاومة المفرطة لخط الأنابيب الخارجي: قطر أنبوب خط الأنابيب الخارجي صغير جدًا، أو خط الأنابيب طويل جدًا، أو يوجد الكثير من المرفقين، أو الصمام غير مفتوح تمامًا أو توجد أشياء مسدودة في خط الأنابيب، وما إلى ذلك، مما يزيد من مقاومة تدفق السائل ويؤدي إلى زيادة في فقدان الرأس.

حل

فحص المكره: تأكد من صحة اتجاه دوران المكره. في حال عكسه، اضبط تسلسل طور أسلاك المحرك لضمان دوران المكره الموجب. في حال تلف المكره، يُرجى إصلاحه أو استبداله وفقًا للطرق الموضحة في القسم السابق.

أزل الهواء من المضخة: تأكد من إحكام غلق أنبوب الشفط وأصلح تسرب الهواء. قبل البدء، افتح صمام العادم في جسم المضخة لإخراج الهواء من داخلها، وتأكد من امتلاء المضخة بالسائل.

اضبط سرعة المضخة: تحقق من حالة تشغيل المحرك، وأصلح أو استبدل المحرك المعطل. اضبط شد سير ناقل الحركة لضمان عمله بشكل طبيعي؛ إذا كنت تستخدم محول تردد للتحكم في السرعة، فتحقق من إعداداته لضمان ملاءمته لمتطلبات تشغيل المضخة.

تحسين خط أنابيب المخرج: وفقًا لأداء المضخة والطلب الفعلي، يُراعى اختيار قطر وطول خط أنابيب المخرج بشكل معقول، مع تقليل استخدام الكوع والصمامات غير الضرورية. نظّف الحطام في خط أنابيب المخرج، وتأكد من فتح الصمام بالكامل، وقلل من مقاومة خط الأنابيب.

4. اهتزاز المضخة المفرط

ظاهرة الفشل: مضخة الطرد المركزي في عملية التشغيل، ينتج اهتزازًا غير طبيعي، وتتجاوز سعة الاهتزاز المعيار الموصوف، وقد يكون مصحوبًا بالضوضاء.

تحليل سبب الفشل

أسباب ميكانيكية: عمود المضخة وعمود المحرك غير متماثلين في الطرد المركزي، مما يؤدي إلى قوة غير متوازنة عند الدوران؛ تآكل المحمل أو تلفه أو ضعف تزييته، مما يؤدي إلى ازدياد اهتزاز أجزاء المحمل؛ اختلال توازن المكره، مثل التآكل والتلف الموضعي للمكره أو التآكل أو وجود أجسام غريبة متصلة به؛ قاعدة جسم المضخة غير صلبة، أو مسامير أرضية مفكوكة، أو ضعف قوة الأساس. أسباب هيدروليكية: ظاهرة تجويف المضخة، وتمزق فقاعات الهواء فيها مسببةً اهتزازًا؛ عدم استقرار تدفق المضخة، مثل صمامات المخرج غير المضبوطة بشكل صحيح، أو انسداد أو تسرب نظام الأنابيب.

أسباب أخرى: فشل المحرك، مثل عدم توازن دوار المحرك، أو ماس كهربائي في لفات المحرك، وما إلى ذلك؛ الاتصال بين المضخة والأنابيب غير معقول، ويؤثر ضغط خط الأنابيب على جسم المضخة.

حل

معالجة المشاكل الميكانيكية: إعادة معايرة مركزية عمود المضخة وعمود المحرك، واستخدام أدوات مثل جدول النسبة المئوية لإجراء قياسات وتعديلات دقيقة. استبدال المحامل البالية أو التالفة، وإضافة أو استبدال الشحم المناسب بانتظام. إجراء اختبار التوازن الديناميكي ومعايرته على الدافع، وتنظيف المواد الغريبة عليه، وإصلاح أو استبدال الدافع غير المتوازن. تقوية أساس جسم المضخة، وشد مسامير التأريض لضمان قوة الأساس وثباته.

حل المشاكل الهيدروليكية: تقليل ارتفاع تركيب المضخة، وزيادة قطر أنبوب خط الشفط، وتقليل مقاومة خط أنابيب الشفط، ومنع التجويف.

يجب تثبيت معدل تدفق المضخة، والتحقق من فتح صمام المخرج، وإزالة الانسداد في نظام الأنابيب، وإصلاح الأجزاء المتسربة. افحص الأسباب الأخرى: فحص شامل للمحرك، والتحقق من توازن الدوار وعزل الملفات، وإصلاح المحرك المعطل أو استبداله. يجب تحسين التوصيل بين المضخة وخط الأنابيب لتجنب الضغط الزائد على جسم المضخة من خط الأنابيب، ويمكن استخدام إجراءات مثل التوصيل المرن أو دعامة القوس.

باختصار، تشخيص وإزالة الأخطاء الشائعة في مضخات الطرد المركزي يتطلب هذا النظام من الفنيين امتلاك معرفة مهنية راسخة وخبرة عملية واسعة. من خلال الملاحظة الدقيقة لظاهرة الأعطال، والتحليل المتعمق لأسبابها، واتخاذ حلول فعّالة لتحديد الأعطال وإصلاحها، يتم ضمان التشغيل الطبيعي لمضخات الطرد المركزي، وضمان التشغيل المستقر للإنتاج الصناعي.