الأسباب الشائعة لفشل المضخة

الأسباب الشائعة لفشل المضخة
كيف تفشل المحامل والوصلات والأختام – وكيفية إصلاحها.

إن الاهتزاز المفرط، والصراخ العالي، وانبعاثات الحرارة الأعلى من المعتاد، وقراءات الضغط الخارجة عن المنحنى، وتسريب سوائل العملية، كلها علامات على أن فشل المضخة وشيك. لتجنب المزيد من الضرر للمضخة ومعدات المصب، بالإضافة إلى الإصلاحات المكلفة أثناء التوقف، من الضروري العثور على السبب الجذري لمشكلة المضخة واستعادتها بسرعة إلى ذروة الأداء.

تعتبر المحامل والوصلات والأختام أكثر مكونات المضخة شيوعًا التي تفشل. وقد أظهرت التجربة أن تجاهل هذه العناصر لن يؤدي فقط إلى زيادة تكاليف الصيانة، بل سيزيد أيضًا من تكاليف التشغيل من حيث الموارد ووقت التوقف عن العمل. فيما يلي كيفية التعرف على فشل المكونات واكتشاف الأسباب الجذرية ومنع حدوثها مرة أخرى.

1. المحامل: كيف تفشل

قد تشير العديد من العلامات الحمراء إلى وجود مشكلة في انفجار المحمل: زيادة معامل الاهتزاز، والتشغيل بصوت أعلى من المعتاد، وزيادة درجة الحرارة حول مبيت المحمل كلها تحذيرات شائعة. انتبه لهذه العلامات الصغيرة. لا تتجاهل حتى الأصوات الطفيفة. عند سماع صوت صرير عالٍ، عادةً ما يتم إطلاق المحامل وتكون المضخة على وشك الإغلاق.

في حين يتم تشحيم المحامل عادةً في المصنع، إلا أنها تتطلب جدول تشحيم منفصل اعتمادًا على التطبيق وجدول تشغيل المضخة. (الاستثناء من ذلك هو المحامل المغلقة.) قد يؤدي الفشل في تشحيم المحامل بشكل صحيح إلى ارتفاع درجة الحرارة والفشل المبكر.

التهديد الإضافي لأداء المحمل المناسب هو تلوث مواد التشحيم. يمكن للرمل والملوثات الأخرى أن تلحق الضرر بسطح المحمل وتتسبب في أداء غير متناسق وتقليل عمر المحمل. التهديد الأقل شيوعًا للمحامل هو عدم المحاذاة والاهتزاز، مما قد يؤدي إلى تقشر وتلف سطح المحامل بمرور الوقت.

كيفية تجنب الفشل

قم بإعداد جدول تشحيم منتظم وتسجيل التشحيم في سجل الصيانة. تجنب أخطاء التشحيم الشائعة الموضحة أدناه.

خطأ التشحيم الأول الذي تم ارتكابه في هذه المنطقة هو إضافة الشحوم أثناء تشغيل المضخة. إذا تم تشحيم المضخة أثناء التشغيل، فلن يصل الشحم إلى العناصر المتداول وسوف تجف المحامل. قم دائمًا بإيقاف تشغيل المضخة قبل إضافة الشحوم إلى المحامل.
لا تخلط أبدًا أنواعًا مختلفة من الشحوم. يمكن أن تكون مكثفات الشحوم المختلفة غير متوافقة وتسبب الجوع أو التصلب.
لا تفرط في تشحيم المحامل. يمكن أن يكون الإفراط في التشحيم ضارًا تمامًا مثل قلة التشحيم. يمكن أن يؤدي التشحيم المفرط إلى زيادة الحرارة وفشل المحمل المبكر. (لاحظ أن المحامل المختومة لا تتطلب شحمًا إضافيًا؛ إذا تمت إضافة الشحم إلى المحامل المختومة، فقد يؤدي ذلك إلى إزاحة الختم.)
فحص مواد التشحيم بشكل دوري. إذا بدت ملوثة، قم بتحليلها لتحديد نوع الملوثات التي تدخل إلى مبيت المحمل. بمجرد تحديد نوع التلوث، اتخذ الإجراءات التصحيحية لمنع تكراره.
يجب أن يمنع التصميم الجيد للنظام والتركيب الصلب الاهتزاز المفرط الذي قد يؤدي إلى تشظي المحمل أو تأليبه. يجب أن يتم تركيب المضخات بشكل آمن على قاعدة مستوية، مع الحرص الشديد على دعم أنابيب المدخل لتجنب أي ضغط على المضخة. يجب أن تتحمل علاقة الأنابيب المثبتة على أنبوب التفريغ كل الوزن وليس المضخة أو الجسم. انظر الشكل 1 للحصول على التثبيت والدعم المناسبين. مراقبة المعدات بانتظام للتغيرات في الاهتزاز ودرجة الحرارة لتحديد الظروف المتغيرة.

2. الأزواج: كيف يفشلون

عندما يكون عمود المضخة وعمود المحرك خارج المحاذاة، تفشل الوصلات. قد تكون محاذاة بشكل غير صحيح منذ البداية بسبب التثبيت غير الصحيح، أو تصبح كذلك بمرور الوقت بسبب اهتزاز النظام. تتمثل إحدى طرق التعرف بصريًا على أداة التوصيل المعيبة في البحث عن الحطام الأسود أسفل منطقة توصيل المضخة. هذا من ملحق أداة التوصيل الذي يتم وضعه بين حواف أداة التوصيل. في حالة الاقتران غير المتوازن، فإن احتكاك أسطح الحواف ببعضها البعض سيؤدي بمرور الوقت إلى سحق الملحق وإنشاء كومة من الرقائق.

مؤشر رئيسي آخر للوصلات الخاطئة هو الاهتزاز. وينبغي التحقق من أي اهتزاز أعلى من ذلك الذي يتم ملاحظته عادة أثناء التشغيل المنتظم للمضخة.
كيفية تجنب الفشل

يجب فحص محاذاة أداة التوصيل عند الاشتباه في وجود مشكلة – بسبب الرقائق أو الاهتزازات المذكورة أعلاه – بالإضافة إلى جزء من جدول الصيانة الروتينية. عندما تقوم بإصلاح مضخة، يجب التحقق من المحاذاة الصحيحة قبل بدء التشغيل وبعد وصول المضخة إلى درجة حرارة التشغيل (تسمى “المحاذاة الساخنة”).

يجب التحقق من محاذاة أداة التوصيل المتوازية أولاً عن طريق وضع خط مستقيم على شفتي أداة التوصيل وقياس الحد الأقصى للإزاحة عند نقاط مختلفة حول أداة التوصيل. إذا تجاوز الحد الأقصى للإزاحة ما حددته الشركة المصنعة لأداة التوصيل، فيجب إعادة محاذاة أداة التوصيل.

بعد استيفاء المحاذاة المتوازية، يجب التحقق من المحاذاة الزاويّة للاقتران باستخدام ميكرومتر أو فرجار. قم بالقياس من الخارج لشفة واحدة إلى الخارج للشفة الأخرى حول محيط أداة التوصيل. إذا كان الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى يتجاوز التسامح المحدد من قبل الشركة المصنعة لأداة التوصيل، فيجب إعادة ضبط أداة التوصيل. إذا كان التصحيح ضروريًا، فيجب إعادة فحص المحاذاة المتوازية. انظر الشكل 2 للتعرف على تقنيات محاذاة الاقتران المناسبة.

3. الأختام الميكانيكية: كيف تفشل

عادةً ما يكون من السهل جدًا اكتشاف أعطال الختم الميكانيكي – حيث يعد التنقيط البطيء أو في بعض الأحيان التدفق المستمر لسائل العملية الناشئ من سدادة الختم عيبًا ميتًا. تمثل الأختام معظم حالات فشل المعدات الدوارة خلال عمر المعدات، ولكنها نادرًا ما تكون السبب الرئيسي للفشل.

يعد اختيار مادة الختم الخاطئة للعملية خطأً شائعًا. يمكن أن يؤدي الاختيار غير الصحيح إلى تورم حلقات الختم أو تشقق أو تآكل سطح الختم. في حين أن معظم الأشخاص يعرفون أنهم يختارون الختم بناءً على سائل المعالجة – على سبيل المثال، هناك حاجة إلى ختم أقوى للسائل المتآكل – إلا أن الكثير منهم لا يأخذون في الاعتبار ظروف التشغيل. عادةً ما يُعتبر السائل مثل الماء خاملاً. ومع ذلك، قم بإضافة الكثير من درجة الحرارة والوميض وقد يحدث تلف لسطح الختم.

هناك اعتبار آخر لدرجة الحرارة يمكن أن يؤثر على الختم، حتى لو تم اختيار مادة الختم بشكل صحيح، ويرتبط بظروف التشغيل. إن نقل المضخة المتوقفة من درجة الحرارة المحيطة إلى التشغيل الفوري في درجة حرارة عالية جدًا أو سائل فائق التبريد يمكن أن يؤدي إلى صدمة حرارية للختم ويسبب تشققًا.

يمكن للمضخات التي تحرك السوائل الأكثر لزوجة مثل الطلاء أن ترى تراكمًا على طول وجه وحواف الختم. مع مرور الوقت، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تآكل الختم ويسبب الفشل. انظر الشكل 3 للحصول على مثال لختم فشل بسبب تراكم الطلاء.

بالإضافة إلى هذه المشكلات المحددة المتعلقة باختيار الختم وتطبيقه، فإن السبب الرئيسي لفشل الختم هو تشغيل الختم الجاف، والذي يمكن أن يسبب صدمة حرارية أو احتراق المطاط الصناعي للختم. أي عدد من المشاكل النظامية يمكن أن يؤدي إلى التشغيل الجاف. يمكن أن يؤدي انخفاض مستوى السائل من المصدر، أو الانسداد في جانب الشفط للمضخة، أو التشغيل مع مصرف مغلق (هدف ميت) إلى ارتفاع درجة الحرارة وفشل الختم.

كيفية تجنب الفشل

الخطوة الأولى في منع فشل الختم الميكانيكي هي اختيار الختم المناسب لسائل العملية وظروف التشغيل. قم بمراجعة الطلب بالتفصيل مع مهندس مبيعات التطبيق بدلاً من الاختيار الافتراضي بناءً على نوع السائل.

إذا كانت درجات الحرارة القصوى متضمنة، ففكر في إجراء تغييرات على إجراء الإعداد لتجنب الصدمة الحرارية للختم. قم بإدخال سائل العملية تدريجيًا إلى المضخة بحيث تصل جميع المكونات إلى درجة الحرارة الكاملة بمعدل أبطأ. تعد إضافة عناصر التدفئة أو التبريد الخارجية حلاً آخر ممكنًا.

بالنسبة للتطبيقات المعرضة لتراكم العمليات على الختم، يمكن إضافة نظام غسيل مانع التسرب الخارجي لمنع تلك الجسيمات من الالتصاق بالختم. إذا كان هناك نظام تدفق خارجي في المضخة، فيجب الحفاظ عليه في حالة عمل جيدة والتحقق من عدم وجود تسربات أو أضرار.

بمجرد اختيار مادة الختم المناسبة للتطبيق، يجب أن يتحول التركيز إلى جانب الشفط للمعدات لتجنب التشغيل الجاف. إذا كان السائل الموجود في مصدر الإمداد منخفضًا بشكل منتظم، فيجب تركيب مفتاح تحكم في المستوى لمنع انخفاض مستوى الإمداد. إذا لوحظ تيار التصريف أو انخفاض الضغط، فهذا مؤشر على ضرورة فحص المدخل للتأكد من عدم وجود انسداد. باستثناء الفترات القصيرة لاختبار أداء المضخة، لا ينبغي أبدًا تشغيل المضخة بتدفق مغلق – فالأعراض وإجراءات الرعاية يمكن أن تمنع حدوث ذلك.

أحد الحلول لاستكشاف مشكلات الختم وإصلاحها هو تحديث العملية باستخدام مضخة لا تحتوي على فيضانات. تقلل تصميمات الأعمدة الرأسية المغلقة هذه من التسرب عبر جلبة الخانق، وتجمع أي تسرب عرضي في عمود المضخة وتفرغه إلى خزان الشفط أو التغذية. المضخات الغاطسة العمودية مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات الصعبة – حتى تلك التي تحتوي على مواد صلبة عالية أو سوائل ذات درجة حرارة عالية. عادةً ما يتم إعادة تجهيز المضخة الأفقية بمضخة عمودية مغلقة مع الحد الأدنى من تغييرات الأنابيب وإضافة دعامات لتكوينات التثبيت الخارجية.

توثيق

تقول الحكمة التقليدية إن أولئك الذين لا يتعلمون من التاريخ محكوم عليهم بتكراره ــ وينطبق هذا على صيانة المضخات وإصلاحها. يمكن أن يساعد توثيق الإصلاحات في تحديد مشاكل المضخات المستقبلية والمساعدة في تشخيص أعطال المضخة في المستقبل. غالبًا ما يتم تجاهل هذه الخطوة النهائية المهمة لتشغيل المضخة مرة أخرى.

هناك العديد من العناصر الأساسية التي يجب مراعاتها. كلما تم توثيق المزيد من التفاصيل، أصبح من الأسهل تحديد تلك القيم المتطرفة بدقة. بالنسبة للمبتدئين، يجب أن تتضمن ملاحظات الصيانة أي ظروف تشغيل غير عادية تتعلق بتوقيت مشكلة الإصلاح (على سبيل المثال، فترة إيقاف التشغيل أثناء العطلة، ودرجات الحرارة المرتفعة بشكل غير عادي، وما إلى ذلك). لاحظ موقع المضخة أثناء العملية وسبب تحديد المضخة للإصلاح (التوقف، والأداء، والتسرب، والضوضاء، والأمبيرات، وما إلى ذلك).

يجب أن تتضمن ملاحظات الإصلاح أيضًا التشخيص والإجراءات المتخذة لإصلاح المضخة. بمجرد تحديدها على أنها مضخة بها مشكلة، يمكن وضع علامة عليها لإجراء فحص أكثر تفصيلاً لإجراءات التثبيت والأنابيب والتشغيل والإصلاح. يجب أن يؤدي هذا الفحص الأكثر تفصيلاً إلى تحديد السبب الجذري للفشل.

يؤدي استخدام البيانات التاريخية للتخلص من المشكلات المتكررة إلى زيادة عمر المضخة ومنع فشل العملية.
كيف تفشل المحامل والوصلات والأختام – وكيفية إصلاحها.

 

إن الاهتزاز المفرط، والصراخ العالي، وانبعاثات الحرارة الأعلى من المعتاد، وقراءات الضغط الخارجة عن المنحنى، وتسريب سوائل العملية، كلها علامات على أن فشل المضخة وشيك. لتجنب المزيد من الضرر للمضخة ومعدات المصب، بالإضافة إلى الإصلاحات المكلفة أثناء التوقف، من الضروري العثور على السبب الجذري لمشكلة المضخة واستعادتها بسرعة إلى ذروة الأداء.

تعتبر المحامل والوصلات والأختام أكثر مكونات المضخة شيوعًا التي تفشل. وقد أظهرت التجربة أن تجاهل هذه العناصر لن يؤدي فقط إلى زيادة تكاليف الصيانة، بل سيزيد أيضًا من تكاليف التشغيل من حيث الموارد ووقت التوقف عن العمل. فيما يلي كيفية التعرف على فشل المكونات واكتشاف الأسباب الجذرية ومنع حدوثها مرة أخرى.