Centrifugal pump common faults and routine maintenance

تلعب مضخة الطرد المركزي، كآلة متعددة الاستخدامات، دورًا حيويًا في العديد من المجالات، مثل البترول، والكيميائيات، والطاقة الكهربائية، والمعادن، والتعدين، والمنسوجات، والشحن، وإمدادات المياه والصرف الصحي في المناطق الحضرية. تعتمد هذه المضخات على قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران عالي السرعة للدافع لنقل الطاقة الميكانيكية إلى السائل، مما يسمح له بالحصول على الطاقة ونقلها. ومع ذلك، خلال فترة التشغيل الطويلة، قد تتعرض مضخات الطرد المركزي لأعطال متنوعة، مما يؤثر على عملها الاعتيادي، بل ويؤدي إلى توقف الإنتاج. لذلك، يُعد فهم الأعطال الشائعة لمضخات الطرد المركزي وإتقان أساليب الصيانة الدورية الفعالة أمرًا بالغ الأهمية لضمان تشغيلها بكفاءة واستقرار.

1.الأعطال الشائعة في مضخات الطرد المركزي

1. المضخة لا تصرف المياه

أداء الفشل: بعد مضخة الطرد المركزي عند بدء التشغيل، لا يوجد تدفق للسائل في جسم المضخة والأنابيب، ولا يوجد تغيير في مؤشر مقياس الضغط أو يتأرجح المؤشر بعنف.

تحليل السبب

يوجد هواء في المضخة أو أنبوب الشفط: قد يكون السبب عدم امتلاء المضخة بالكامل قبل التشغيل، أو عدم إحكام إغلاق أنبوب الشفط، مما يؤدي إلى دخول الهواء إليها. عند وجود هواء في المضخة، لا يتمكن السائل من تشكيل مسار تدفق مستمر، وبالتالي لا يمكن نقله بشكل طبيعي.

انسداد خط الشفط: قد توجد شوائب ورواسب وألياف وانسدادات أخرى في خط الشفط، مما يعيق شفط السوائل. على سبيل المثال، عند سحب المياه من مصادر مياه رديئة الجودة، تتراكم الشوائب في أنبوب الشفط.

ارتفاع تركيب المضخة مرتفع للغاية: تتمتع مضخات الطرد المركزي بارتفاع فراغ شفط مسموح به معين، إذا تجاوز ارتفاع التركيب الفعلي القيمة، فسيكون الضغط عند مدخل المضخة منخفضًا للغاية، مما يؤدي إلى تبخر السائل عند مدخل المضخة، مما يشكل ظاهرة تجويف، مما يؤثر على الشفط الطبيعي للمضخة.

تلف أو انعكاس المروحة: المروحة هي المكون الرئيسي لمضخة الطرد المركزي. في حال تلفها نتيجةً للتآكل أو التآكل أو الصدمات الميكانيكية طويلة الأمد، سيؤثر ذلك على قدرتها على أداء العمل على السائل. كما أن خللًا في أسلاك المحرك يؤدي إلى انعكاس المروحة، مما يمنع المضخة من تصريف المياه بشكل طبيعي.

2. تدفق غير كاف

أداء الفشل: معدل التدفق الفعلي للمضخة الطاردة المركزية أقل من معدل التدفق التصميمي، وهو ما لا يمكنه تلبية طلب الإنتاج.

تحليل السبب

سرعة مضخة غير كافية: يتناسب معدل تدفق المضخة طرديًا مع سرعة دورانها. انخفاض سرعة المحرك قد يكون بسبب انخفاض جهد التغذية، أو عطل في المحرك، أو انزلاق جهاز تشغيل السير، مما يؤدي إلى عدم وصول سرعة المضخة إلى القيمة الاسمية، وبالتالي انخفاض معدل التدفق.

تآكل المكره: يتعرض المكره لتآكل السوائل والتآكل والشوائب أثناء التشغيل طويل الأمد، مما يؤدي إلى ترقيق شفراته وتشوهها وحتى خدشها. هذا يقلل من قدرة المكره على العمل على السائل، مما يؤدي إلى انخفاض تدفق المضخة وضغطها.

تآكل حلقة الختم: تقع حلقة الختم في مدخل المكره، وتتمثل وظيفتها في تقليل تسرب سائل الضغط العالي من المضخة إلى منطقة الضغط المنخفض. عند تآكل حلقة الختم بشكل كبير، يزداد التسرب في المضخة، ويدور جزء من السائل فيها، مما يؤدي إلى انخفاض تدفق التفريغ الفعلي.

تزداد مقاومة خط الأنابيب: مع مرور الوقت، قد يتقشر الجدار الداخلي لخط الأنابيب، أو يصدأ، أو يُركّب فيه عدد كبير من الصمامات والوصلات، مما يزيد من مقاومة خط الأنابيب. ووفقًا لمنحنى أداء المضخة، تتغير نقطة عمل المضخة مع زيادة مقاومة خط الأنابيب، وينخفض معدل التدفق تبعًا لذلك.

3. عدم كفاية الرأس

أداء الفشل: ضغط السائل الناتج من مضخة الطرد المركزي لا يصل إلى رأس التصميم، ولا يمكن نقل السائل إلى الارتفاع المحدد.

تحليل السبب

سرعة المضخة غير الكافية: على غرار التدفق غير الكافي، فإن السرعة غير الكافية ستؤدي إلى انخفاض في القوة الطاردة المركزية التي يمارسها الدافع على السائل، وبالتالي تقليل رأس المضخة.

تلف المكره: لا يؤثر تلف المكره على معدل التدفق فحسب، بل يؤثر أيضًا على رأس المكره. عند تلف شفرات المكره بشدة، تنخفض قدرتها على العمل على السائل بشكل كبير، ولا تتمكن من رفعه إلى الارتفاع المطلوب.

تسرب داخلي خطير للمضخة: بالإضافة إلى التسرب الداخلي الناجم عن تآكل حلقة الختم، فإن تلف حشية الختم بين جسم المضخة وغطاء المضخة، وفشل جهاز الختم بين عمود المضخة وجسم المضخة قد يؤدي إلى تسرب السائل عالي الضغط في المضخة إلى منطقة الضغط المنخفض، بحيث يتم تقليل الرأس الفعال للمضخة.

تغير وزن السائل: إذا اختلف الوزن الفعلي للسائل المنقول عن وزن السائل في ظروف التصميم، فسيتغير ضغط السائل أيضًا وفقًا لصيغة حساب ضغط السائل. على سبيل المثال، عندما تكون كثافة السائل المنقول أقل من القيمة التصميمية، سينخفض ضغط السائل المنقول بنفس سرعة المكره ومعدل التدفق.

4. اهتزاز المضخة المفرط

أداء الفشل: في عملية تشغيل المضخات الطاردة المركزية، يظهر اهتزاز واضح في جسم المضخة والأنابيب، وفي الحالات الخطيرة قد تؤدي إلى فك مسامير الأرض، وتلف أجزاء التوصيل، وحتى التأثير على استقرار الوحدة بأكملها.

تحليل السبب

عمود المضخة غير متمركز مع عمود المحرك: عند تركيب مضخة الطرد المركزي، إذا لم يكن خط مركز عمود المضخة وعمود المحرك متوازيين، فسيؤدي ذلك إلى توليد قوى متناوبة دورية أثناء التشغيل، مما يُسبب اهتزازًا. كلما زادت درجة عدم الطرد المركزي، زادت شدة الاهتزاز.

تلف المحمل: يُعد المحمل جزءًا مهمًا من مضخة الطرد المركزي، إذ يدعم دوران عمود المضخة. أثناء التشغيل طويل الأمد، قد يتلف المحمل بسبب سوء التزييت، أو التحميل الزائد، أو التعب، أو أسباب أخرى. عند تلف المحمل، يزداد الاحتكاك بين جسمه الدوار ومساره، مما يُسبب اهتزازًا وضوضاء غير طبيعية.

اختلال توازن المكره: قد يكون توزيع جودة المكره غير متساوٍ أثناء عملية التصنيع، أو قد تتغير جودته المحلية أثناء التشغيل بسبب التآكل والتلف، مما قد يُنتج قوة غير متوازنة. تُسبب هذه القوة غير المتوازنة اهتزاز المضخة، ويرتبط تردد الاهتزاز بسرعة المضخة.

الأساس غير متين: إذا لم يُبنَ أساس مضخة الطرد المركزي وفقًا لمتطلبات التصميم، فستظهر مشاكل مثل ضعف المتانة ومسامير التثبيت غير المثبتة جيدًا، مما لا يوفر دعمًا ثابتًا للمضخة. عند تشغيل المضخة، ينتقل اهتزاز الأساس إلى جسمها، مما يزيد من اهتزازها.

ظاهرة التجويف: عندما يكون ضغط السائل في المضخة أقل من ضغط بخاره المشبع، يتبخر السائل مكونًا فقاعات. تتدفق هذه الفقاعات بسرعة إلى منطقة الضغط العالي، مما يؤدي إلى ضغط ماء موضعي عالي التردد. لا تقتصر ظاهرة التجويف هذه على إتلاف المكره فحسب، بل تسبب أيضًا اهتزاز المضخة وضجيجها.

5. تحمل الحرارة

أداء الفشل: بعد مضخة الطرد المركزي بعد تشغيله لفترة من الوقت، ترتفع درجة حرارة جزء المحمل بشكل كبير، متجاوزة نطاق درجة حرارة التشغيل العادية، مما قد يؤدي إلى احتراق المحمل في الحالات الخطيرة.

تحليل السبب

ضعف التزييت: يتطلب التشغيل الطبيعي للمحمل تزييتًا جيدًا. في حال عدم كفاية كمية مادة التزييت، أو سوء جودة الزيت (مثل الشوائب المختلطة، والرطوبة، وما إلى ذلك)، أو زيادة الشحم، سيؤثر ذلك على كفاءة تزييت المحامل، ويزيد احتكاكها، مما يؤدي إلى توليد حرارة زائدة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها.

تركيب غير صحيح للمحامل: عند تركيب المحامل، يؤدي إحكام تركيبها إلى زيادة الحمل الشعاعي والمحوري عليها، مما يؤدي إلى عدم مرونة دورانها وسخونة احتكاكها. على العكس، يؤدي تركيب المحامل بشكل غير محكم إلى إزاحة المحامل على العمود، مما يُسبب تآكلًا منحرفًا، ويؤدي أيضًا إلى ارتفاع درجة حرارتها.

عمود المضخة وعمود المحرك ليسا متحدة المركز: عمود المضخة وعمود المحرك غير المتحدين المركز سيجعلان المحامل تتحمل قوى شعاعية ومحورية إضافية، مما يؤدي إلى تفاقم التآكل والحرارة في المحامل.

تلف المحمل: كما ذكرنا أعلاه، بعد تلف المحمل لأسباب مختلفة، يزداد الاحتكاك بين الجسم المتدحرج والمسار الموجود بداخله، مما يولد كمية كبيرة من الحرارة ويؤدي إلى زيادة درجة حرارة المحمل.

ب. الصيانة الدورية للمضخات الطاردة المركزية

1.الفحص قبل البدء

تأكد من عدم وجود أي تلف أو تسريب في جسم المضخة وأنابيب الشفط والتفريغ. تأكد من ثبات وصلات الأنابيب وربط مسامير الأرضية بإحكام. نظّف المخلفات المحيطة بجسم المضخة وأنابيبها لضمان بيئة تشغيل نظيفة.

بالنسبة لمضخات الطرد المركزي، يجب ملء المضخة قبل التشغيل لضمان امتلاء المضخة وأنبوب الشفط بالسائل وهواء العادم. يمكن تفريغ الهواء عبر صمام العادم الموجود على جسم المضخة، عند استمرار تدفق السائل، مما يدل على امتلاء المضخة بالسائل.

تأكد من أن مستوى زيت التشحيم في صندوق المحمل ضمن المعدل الطبيعي، ويجب أن يكون عادةً بين نصف وثلثي علامة الزيت. تأكد من جودة زيت التشحيم. إذا كانت جودة الزيت رديئة، أو ظهرت عليه شوائب أو ظاهرة استحلاب، فيجب استبداله في الوقت المناسب.

تأكد من سلامة توصيلات المحرك، وعزله، وتأكد من شد حزام محرك الحزام بشكل صحيح.

بالنسبة لجهاز محرك الاقتران، تحقق مما إذا كانت مسامير توصيل الاقتران فضفاضة وما إذا كان مركزية الاقتران تلبي المتطلبات.

2. المراقبة أثناء التشغيل

من خلال عداد التدفق، ومقياس الضغط، ومقياس التيار الكهربائي المُركّب في خط الأنابيب، يُمكن مُراقبة تدفق المضخة وضغطها وقيم التيار في الوقت الفعلي. قارن هذه المُعاملات بمُعاملات تصميم المضخة لتحديد ما إذا كانت تعمل في ظروف التشغيل العادية.

المس جسم المضخة وأجزاء المحمل يدويًا بانتظام للشعور باهتزازها. يمكنك أيضًا استخدام مقياس الاهتزاز لقياس اهتزاز المضخة كميًا، ويجب ضبط قيمة الاهتزاز العامة لمضخة الطرد المركزي ضمن النطاق المحدد. في الوقت نفسه، انتبه جيدًا لصوت تشغيل المضخة، ففي الظروف العادية، يجب أن يكون صوت تشغيل المضخة سلسًا وموحدًا. في حال سماع أي ضوضاء غير طبيعية، مثل صوت احتكاك أو صوت ارتطام أو صوت تآكل بخاري، يجب إيقاف الماكينة فورًا للفحص.

مراقبة درجة حرارة المحامل: استخدم مقياس حرارة أو مستشعر درجة حرارة لقياس درجة حرارة المحامل. بشكل عام، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التشغيل الطبيعية للمحامل الدوارة 70 درجة مئوية، ويجب ألا تتجاوز درجة حرارة التشغيل الطبيعية للمحامل المنزلقة 65 درجة مئوية. إذا كانت درجة حرارة المحمل مرتفعة جدًا، فيجب فحص التزييت، والتأكد من تركيب المحمل بشكل صحيح، وما إذا كان عمود المضخة وعمود المحرك متحدان المركز، وما إلى ذلك، واتخاذ التدابير اللازمة لخفض درجة الحرارة في الوقت المناسب.

3. الصيانة بعد الإغلاق

عند إيقاف تشغيل المضخة، يُغلق صمام مخرجها أولًا، ثم صمام المدخل. هذا يمنع السائل الموجود في الأنبوب من التدفق للخلف والتسبب في تلف المضخة.

بعد إيقاف التشغيل، يُنصح بتنظيف هيكل المضخة، والأنابيب، والمحرك، وناقل الحركة، وما إلى ذلك، لإزالة الأوساخ والغبار والزيوت السطحية. يُنصح بتزييت المحامل أو استبدال شحمها، واستبدال الأجزاء التالفة في الوقت المناسب. في الوقت نفسه، يجب التحقق من عدم ارتخاء وصلات المضخة، وفي حال وجود أي ارتخاء، يجب إحكام ربطها في الوقت المناسب.

وفقا لاستخدام مضخة الطرد المركزي بناءً على توصيات الشركة المصنعة، ضع خطة صيانة وتجديد دورية. قم بإجراء فحص وصيانة شاملة للمضخة بانتظام، بما في ذلك فحص واستبدال الأجزاء الرئيسية مثل المكره، وحلقة الختم، والمحمل، والعمود، وغيرها، واختبار وضبط أداء المضخة لضمان عملها بشكل جيد دائمًا.

تُعدّ مضخات الطرد المركزي من المعدات الأساسية في الإنتاج الصناعي، ويُعد التشخيص المبكر للأعطال الشائعة ومعالجتها بفعالية، بالإضافة إلى التنفيذ الدقيق لأعمال الصيانة اليومية، أمرًا بالغ الأهمية لضمان استمرارية الإنتاج، وتحسين كفاءته، وخفض تكاليفه. من خلال تحليل الأعطال الشائعة لمضخات الطرد المركزي، يُمكن تعزيز مراقبة التشغيل اليومي، واكتشاف المشاكل المحتملة في الوقت المناسب، واتخاذ إجراءات الصيانة اللازمة لإطالة عمر مضخات الطرد المركزي وضمان تشغيلها بأمان واستقرار وكفاءة. في الوقت نفسه، يجب على المشغلين وموظفي الصيانة مواصلة تطوير معارفهم ومهاراتهم المهنية، واكتساب الخبرة اللازمة للتعامل بشكل أفضل مع مختلف المشاكل التي قد تنشأ أثناء تشغيل مضخات الطرد المركزي.