العلاقة بين الدفع المحوري وتلف موانع التسرب.

1. المقدمة: ما وراء أسطورة [جودة الإغلاق الميكانيكي]

في صيانة المضخات الصناعية، تمثل تسريبات الإغلاق الميكانيكي الغالبية العظمى من الأعطال المبلغ عنها. عند مواجهة أعطال متكررة للإغلاق، يكون رد الفعل الأولي للمشغلين غالباً هو التشكيك في جودة مكون الإغلاق أو دقة التثبيت. ومع ذلك، عندما تستمر الأعطال حتى بعد الترقية إلى أختام ثقيلة الواجب، يجب أن يتحول التركيز إلى الديناميكيات الميكانيكية الأساسية.في كثير من الحالات، يكون الإغلاق الميكانيكي مجرد [ضحية] لعدم استقرار النظام، وليس السبب الجذري. والعامل الفيزيائي الحاسم الذي غالباً ما يتم تجاهله والمسبب للعطل المبكر هوالدفع المحوري. دون معالجة التوازن الهيدروليكي للدوار، فإن مجرد استبدال مكون الإغلاق هو حل مؤقت لا يعالج الإجهاد الميكانيكي الأساسي.

2. الفيزياء: فهم الدفع المحوري

لفهم سبب تعطل الأختام، يجب أولاً فهم بيئة القوى داخل غلاف المضخة.الدفع المحوريهو القوة الصافية المؤثرة على الدوار (العمود والدفاعة) الموازية لمحور العمود. ببساطة، هي القوة الهيدروليكية التي تحاول دفع العمود إما باتجاه فتحة السحب أو باتجاه المحرك.تنشأ هذه القوة منفرق الضغطعبر الدفاعة:·جانب السحب:تعمل عين الدفاعة تحت ضغط منخفض.·جانب التفريغ:تتعرض المنطقة خلف غطاء الدفاعة لضغط تفريغ عالٍ.يخلق هذا التوزيع غير المتكافئ للضغط قوة صافية هائلة تعمل باتجاه فتحة السحب. في ظل ظروف التصميم العادية، يقوممحمل الدفعبامتصاص هذا الحمل، [مثبتاً] العمود في مكانه. ومع ذلك، إذا تسببت ظروف التشغيل في تجاوز قوة الدفع سعة تحمل المحمل، فقد يتعطل المحمل أو ينحرف، مما يسمح للعمود بالتحرك فعلياً داخل الغلاف (المعروف باسمالاهتزاز المحوري).

3. آليات العطل: كيف يتلف الدفع الإغلاق فعلياً

أختام الإغلاق الميكانيكي هي أدوات دقيقة. يعتمد اقتران الوجه الدوار والوجه الثابت على إعدادات ضغط زنبركي دقيقة، حيث تكون فروق التثبيت غالباً ضيقة بحوالي +/- 0.5 ملم.عندما تجبر قوى الدفع المحوري غير المتحكم فيها العمود على الاهتزاز، فإنها تدمر الإغلاق من خلال آليتين فيزيائيتين محددتين:

أ. تحميل الوجه (السحق)

عندما تدفع القوة المحورية العمود بشكل مفرط نحو عين الشفط، يتم دفع الوجه الدوار بقوة في الوجه الثابت. وهذا يؤدي إلى:·الجرى الجاف:يضغط ضغط التلامس الشديد على طرد فيلم السائل التشحيم بين الوجوه.·التحقق من الحرارة:يولد الاحتكاك حرارة شديدة، مما يتسبب في تشققات شعاعية على أسطح السيراميك أو الوجوه الصلبة.·التفكك:تحت الأحمال القصوى، قد تتفتت الوجوه الكربونية بالكامل.

ب. فصل الوجه (الفتح)

في الظروف العابرة (مثل طرق المياه أثناء الإيقاف أو التموج)، قد يتحرك العمود في الاتجاه المعاكس. وهذا يجبر وجوه الحشية على الانفصال، مما يؤدي إلى:·تسرب هائل:إطلاق فوري للسائل المضغوط.·دخول الحطام:تدخل الجسيمات الصلبة الفجوة بين الوجوه المفتوحة. عندما يعود العمود إلى موضعه، تعمل هذه الجسيمات ككاشطة، مما يدمر أسطح الحشية المصقولة.

4. تحليل السبب الجذري: لماذا يخرج الدفع عن السيطرة

يجب أن توازن المضخة المصممة جيدًا القوى المحورية الاسمية. عادة ما يكون الدفع غير المنضبط ناتجًا عن مشاكل تشغيلية محددة:·التشغيل خارج المنحنى:يتم موازنة المضخات هيدروليكيًا عند نقطةأفضل كفاءة (BEP). يؤدي التشغيل عند تدفق منخفض جدًا (خنق مفرط) أو تدفق عالٍ جدًا (جريان خارجي) إلى تعطيل توزيع الضغط حول المروحة، مما يولد أحمالًا محورية غير متوقعة ومفرطة.·حلقات التآكل البالية:تعمل حلقات التآكل على عزل مناطق الضغط العالي والمنخفض، مما يساعد في موازنة الضغط الخلفي. مع تآكل هذه الحلقات وزيادة الفجوة، يختفي تأثير الموازنة الهيدروليكي هذا، مما يتسبب في تضاعف الدفع المحوري الصافي.·التكهف:يؤدي انهيار فقاعات التكهف إلى إنشاء موجات صدمية عالية التردد. وهذا يسبب اهتزازًا محوريًا عنيفًا في العمود، مما يضرب وجوه الإغلاق آلاف المرات في الدقيقة.

5. التشخيص والحل

لتأكيد ما إذا كان الدفع المحوري هو السبب، قم بإجراء تحليل تفكيك:قائمة فحص التشخيص:1.فحص أختام قديمة:المسارات البالية العميقة، أو التشقق الحراري، أو حلقات الكربون المحطمة هي علامات واضحة على التحميل المفرط على الوجه.2.فحص المحامل:إذا كانت محامل الدفع أيضًا تسخن بشكل مفرط، أو يتغير لونها، أو تظهر تآكلًا في القفص، فهذا يؤكد وجود حمل محوري مفرط.استراتيجيات الوقاية:·التحكم التشغيلي:تأكد من أن المضخة تعمل بالقرب من نقطة كفاءتها القصوى (BEP). تجنب استخدام مضخات كبيرة الحجم لمتطلبات تدفق صغيرة.·الصيانة:راقب فجوة حلقة التآكل بانتظام. استبدال حلقة التآكل أرخص بكثير من استبدال الإغلاق والعمود.·التصميم الهيدروليكي:للحالات المطلوبة، اختر المضخات المزودة بميزات موازنة مدمجة.مضخات ستريم، على سبيل المثال، تستخدم مراوح متقدمة مزودة بـريش خلفيةأوثقوب موازنةمصممة خصيصًا لتحييد القوى المحورية من المنبع، مما يحمي الإغلاق.

خاتمة

تسرب الإغلاق غالبًا ما يكون عرضًا، وليس المرض نفسه. دون معالجة حركة العمود الناتجة عن الدفع المحوري، فإن مواد الإغلاق باهظة الثمن تكون استثمارًا ضائعًا. يتم تحقيق الموثوقية من خلال التحكم في نقطة التشغيل، وصيانة حلقات التآكل، واختيار التصميم الهيدروليكي الصحيح. إذا كان منشأتك تواجه استبدالات متكررة للإغلاق، اتصل بـفريق ستريم للمضخات الفني. يمكننا المساعدة في تحليل ظروف نظامك وتقديم حلول مضخات مضادة للدفع مصممة للديمومة.