لماذا تتعرض موانع التسرب الميكانيكية في مضخات المياه للتلف بشكل متكرر؟

عطل الحشو الميكانيكي هو أحد أكثر الشكاوى شيوعًا في تطبيقات المضخات الطاردة المركزية.

يقوم العديد من المستخدمين ببساطة باستبدال الحشو مرارًا وتكرارًا، على افتراض أنه جزءاستهلاكي. في الواقع،تآكل الحشو المتكرر هو عرض، وليس السبب الجذري. يشرح هذا المقاللماذا تستمر حشوات المضخة في التلف، بما في ذلك عدم التوازن الهيدروليكي، والدفع المحوري، ومشاكل التثبيت، وعدم تطابق ظروف التشغيل — وكيفية إصلاحها بشكل دائم.

1. ما هو الدور الفعلي للحشو الميكانيكي؟

يمنع الحشو الميكانيكي تسرب السائل على طول عمود المضخة مع السماح بالدوران. يعتمد على:

· وجهي حشو مسطحين للغاية

· حمل محوري مستقر

· طبقة رقيقة من سائل التشحيم بين الوجهين بمجرد اختلال هذا التوازن، يصبحالتآكل السريع حتميًا.

2. الدفع المحوري المفرط — أحد أكثر الأسباب التي يتم تجاهلها

لماذا يهم الدفع المحوري

في المضخات الطاردة المركزية، الضغط على الجزء الأمامي والخلفي للدافعة ليس متساويًا.
يخلق فرق الضغط هذادفعًا محوريًا، دفع المروحة والعمود في اتجاه واحد. إذا كان الدفع المحوري مرتفعًا جدًا:

· يتحرك العمود محوريًا.

· تفقد وجوه الإغلاق الاتصال المناسب.

· يسخن جانب واحد من الإغلاق ويتآكل بسرعة.

أسباب نموذجية للدفع المحوري المفرط

· عدم وجود فتحات توازن في المروحة

· فتحات توازن مسدودة أو أصغر من المطلوب

· التشغيل تحت رأس ضغط عالٍ بدون تعويض الدفع

· تصميم مروحة امتصاص فرديالنتيجة:
تتعرض وجوه الإغلاق لحمل زائد، مما يؤدي إلى فشل مبكر.

3. احتكاك المروحة الناتج عن اختلال الضغط

عندما لا يتم التحكم في الدفع المحوري بشكل صحيح:

· قد تتحرك المروحة نحو غلاف المضخة أو الغطاء الخلفي.

· يحدث تلامس دقيق بين الأسطح المعدنية.

· تزداد الاهتزازات وانحراف العمودهذا الاختلال الميكانيكي ينتقل مباشرة إلى الإغلاق، مما يعجل من تآكله.

4. تشغيل المضخة بعيدًا عن نقطة التصميم المثلى (BEP)

التشغيل بعيدًا عننقطة الكفاءة القصوى (BEP)هو أحد الأسباب الرئيسية لتلف الإغلاق.

سيناريوهات شائعة:

· تشغيل مضخة كبيرة الحجم عند ضغط منخفض → تدفق مفرط

· تقييد التفريغ مما يسبب تدويراً داخلياً

· تشغيل متكرر بالتوقف والبدء

العواقب:

· زيادة الاهتزاز

· انحراف العمود

· قوى هيدروليكية غير مستقرة على وجوه الختمحتى الختم عالي الجودة لا يمكنه الصمود طويلاً في ظل ظروف تشغيل غير مستقرة.

5. الجسيمات الصلبة وضعف جودة السائل

صُممت الأختام الميكانيكية للعمل معسوائل نظيفة أو ملوثة قليلاً.تحدث المشاكل عندما:

· تدخل الرمال أو الطمي أو الحطام إلى غرفة الختم.

· تخدش الجسيمات الكاشطة وجوه الختم

· تعطل الجسيمات طبقة التزليق.التطبيقات النموذجية المعرضة للخطر:

· تجفيف مواقع البناء

· التعدين

· معالجة مياه الصرف الصحي والملاطبدون غسيل مناسب أو اختيار ختم مناسب،يصبح التآكل الكاشط حتمياً.

6. التشغيل الجاف والتبريد غير الكافي

تعتمد الأختام الميكانيكية على السائل من أجل:

· التزليق

· التبريد يحدث تلف الختم عندما:

· يعمل المضخ جافاً أثناء التمهيد.

· يتم انسداد خط السحب

· يدخل الهواء إلى النظام.

· يكون تدفق التبريد إلى غرفة الختم غير كافٍ. حتىبضع ثوانٍ من التشغيل الجافيمكن أن تتلف وجوه الختم بشكل دائم.

7. اختلال المحاذاة وأخطاء التثبيت

فشل الختم ليس دائماً مشكلة هيدروليكية. تشمل الأسباب الشائعة المتعلقة بالتركيب:

· اختلال محاذاة المضخة والمحرك

· عمود مائل

· إجهاد زائد في الأنابيب يسحب غلاف المضخة.

· تثبيت ختم غير صحيح أو تحميل مسبق غير مناسب تتسبب هذه الظروف في:

· تلامس غير متساوي لوجه الختم

· ارتفاع حرارة موضعي

· تشقق أو تكسر سريع لوجه الختم.

8. اختيار ختم غير مناسب

ليس كل الأختام مناسبة لجميع الظروف. الأخطاء الشائعة:

· استخدام أختام قياسية للسوائل عالية الحرارة

· مواد الأختام غير المتوافقة مع الوسط المضغوط

· استخدام أختام فردية حيث تكون الأختام المزدوجة مطلوبة يجب أن يتطابق الختم الصحيح مع:

· نوع السائل

· درجة الحرارة

· الضغط

· وجود مواد صلبة 9. لماذا تساعد فتحات التوازن في حماية الأختام الميكانيكية فتحات التوازن في المروحة:

· تقلل الضغط خلف المروحة.

· تخفض الدفع المحوري

· تثبت موضع العمود على الرغم من أنها تسبب فقدانًا طفيفًا في الكفاءة (عادة 2-5٪)، إلا أنها:

· تقلل بشكل كبير من حمل الختم.

· تحسن الموثوقية على المدى الطويل

· تزيد من عمر الختم والمحمل. هذا هو

مفاضلة هندسية متعمدة

، وليس عيبًا في التصميم. 10. كيفية تشخيص السبب الحقيقي لتآكل الختم بدلاً من مجرد استبدال الختم، اسأل:deliberate engineering trade-off, not a design flaw. 

10. How to Diagnose the Real Cause of Seal Wear

Instead of just replacing the seal, ask:

· هل يعمل المضخ بالقرب من نقطة كفاءته القصوى (BEP)؟

· هل يتم التحكم في الدفع المحوري بشكل صحيح؟

· هل فتحات التوازن مسدودة؟

· هل الاهتزاز ضمن الحدود المقبولة؟

· هل السائل مناسب لنوع الختم؟ غالبًا ما تكشف أنماط تآكل الختم عن المشكلة الحقيقية.

الخلاصة

لا تفشل الأختام الميكانيكية بشكل عشوائي.
إنها تفشل لأنالظروف الهيدروليكية أو الميكانيكية أو التشغيلية تتجاوز حدودها.النقاط الرئيسية:

· تلف الختم المتكرر هو مشكلة في النظام وليس في الختم نفسه.

· الدفع المحوري وعدم تطابق نقطة التشغيل من الأسباب الخفية الرئيسية.

· الميزات التصميمية الصغيرة، مثل فتحات التوازن، تلعب دورًا حاسمًا.

· الاختيار والتشغيل الصحيحين للمضخة هما أفضل حماية للختم. فهم هذه العوامل يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة والتوقف غير المخطط له.