ماذا يحدث عندما تفشل الأختام الميكانيكية في مضخات الطرد المركزي

تعتبر الأختام الميكانيكية مكونات مهمة في مضخات الطرد المركزي التي تمنع تسرب السائل الذي يتم ضخه. عندما تفشل هذه الأختام، يمكن أن يؤدي ذلك إلى مجموعة من المشكلات التي تؤثر على أداء المضخة وموثوقيتها وطول عمرها. ستتناول هذه المقالة بالتفصيل العواقب المختلفة التي يمكن أن تحدث بسبب فشل الأختام الميكانيكية في مضخات الطرد المركزي.

تسرب السوائل التي يتم ضخها

التسرب هو المشكلة الأكثر شيوعًا المرتبطة بفشل الختم الميكانيكي، وهو ما يمثل أكثر من 40% من جميع حالات فشل الختم.

تتمثل الوظيفة الأساسية للختم الميكانيكي في منع تسرب السائل الذي يتم ضخه من غلاف المضخة. عندما يفشل الختم، فإنه يسمح للسائل الذي يتم ضخه بالهروب، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الضخ والمخاطر المحتملة على السلامة. اعتمادًا على طبيعة السائل الذي يتم ضخه، يمكن أن يسبب التسرب أيضًا ضررًا بيئيًا أو انتهاكًا للوائح.

تآكل المكره

قد يؤدي تسرب السائل من الختم الميكانيكي الفاشل إلى تآكل دوارات المكره. عندما يهرب السائل من خلال الختم التالف، فإنه غالبًا ما يحتوي على جزيئات كاشطة تؤدي إلى تآكل مادة المكره بمرور الوقت. يؤدي هذا التآكل إلى تقليل الكفاءة الهيدروليكية للمكره، مما يؤدي إلى انخفاض أداء المضخة.

يمثل تآكل المكره مشكلة خاصة عند ضخ الملاط أو السوائل باستخدام المواد الصلبة العالقة. لقد وجدت الدراسات أنه حتى الزيادة الطفيفة في الخلوص بين المكره والغلاف بسبب التآكل يمكن أن تقلل من كفاءة المضخة بمقدار 2-5%. في الحالات الشديدة، يمكن أن يؤدي تآكل المكره إلى فشل كامل في المكره، الأمر الذي يتطلب استبدالًا مكلفًا.

كم / رمح ارتداء

بالإضافة إلى التأثير على المكره، يمكن أن يتسبب تسرب السائل من الختم الفاشل أيضًا في تآكل عمود المضخة أو غلافها. ومع هروب السائل، يمكن أن يحمل الحطام والملوثات التي تعمل كمواد كاشطة، مما يؤدي تدريجيًا إلى تآكل سطح العمود أو الكم. يمكن أن يؤدي هذا التآكل إلى حدوث أخاديد أو خدوش أو غيرها من المخالفات التي تلحق الضرر بأسطح الختم.

التلاعب، الانبعاج، خدش العمود

بالإضافة إلى التآكل التدريجي، يمكن أن يؤدي فشل الختم أيضًا إلى حدوث أضرار أكثر خطورة لعمود المضخة، مثل التلاعب أو الانبعاج أو الخدوش العميقة. ويحدث هذا عادةً عندما تصبح وجوه الختم غير محاذية أو تالفة، مما يسمح للجزيئات الصلبة بالاحتجاز بين وجوه الختم والعمود.

أثناء دوران العمود، يمكن لهذه الجزيئات المحتبسة أن تسبب خدوشًا عميقة أو علامات حفر على سطح العمود. يمكن أن تتشكل الخدوش أيضًا إذا اصطدم الحطام الأكبر بالعمود بقوة كافية. يمكن أن يؤدي هذا النوع من الضرر بسرعة إلى فشل الختم، حيث توفر الخدوش والخدوش مسارات تسرب للسائل الذي يتم ضخه.

تآكل رمح الختم

يمكن أن يؤدي فشل الختم الميكانيكي إلى تعريض عمود المضخة للسوائل المسببة للتآكل، مما يؤدي إلى تآكل سريع وتدهور مادة العمود. تحتوي العديد من السوائل التي يتم ضخها على مواد كيميائية يمكن أن تتفاعل مع تعدين العمود، مما يؤدي إلى إضعافه بمرور الوقت.

يعد التآكل ضارًا بشكل خاص لأنه يمكن أن يمتد إلى ما هو أبعد من منطقة السد المباشرة، مما يؤثر على جزء أكبر من العمود. يمكن أن يؤدي هذا الضرر الواسع النطاق إلى تعقيد عملية إصلاح العمود وقد يستلزم الاستبدال الكامل. يمكن أن يؤدي التآكل أيضًا إلى زيادة خشونة سطح العمود، مما يمنع الختم الميكانيكي من تحقيق إغلاق محكم حتى في حالة إزالة الضرر المرئي.

وامض أو النقش

بالنسبة للسوائل ذات نقاط الغليان المنخفضة، يمكن أن يؤدي تسرب الختم الميكانيكي إلى تبخر السائل بسرعة حيث يتعرض لانخفاض الضغط بعد خروجه من المضخة. يمكن أن يؤدي هذا التبخر السريع، المعروف بالوميض أو النقش، إلى تآكل وجوه الختم وتسخين مكونات الختم، مما يؤدي إلى فشل مبكر. يمكن أن يؤدي الوميض أيضًا إلى إنشاء درجات حرارة عالية موضعية تسبب تشويهًا حراريًا لجوانب الختم، مما يؤدي إلى مزيد من التسرب.

القلق

يحدث التهيج عندما تكون هناك حركة نسبية بين مكونات الختم الميكانيكي، وغالبًا ما يكون ذلك بسبب التركيب غير الصحيح، أو سوء التشحيم، أو تشويه وجوه الختم. تسبب هذه الحركة النسبية انزلاقًا صغيرًا واحتكاكًا بين الأسطح، مما يؤدي إلى التآكل والتعب.

يمكن أن يؤدي التهيج إلى إنشاء مناطق ضعيفة في وجوه الختم التي تكون عرضة للتشقق والكسر. ويمكنه أيضًا توليد جزيئات صغيرة تلوث أسطح الختم، مما يزيد من التآكل والتسرب.

الإفراط في الاهتزاز والضوضاء

يمكن أن يؤدي الختم الميكانيكي الفاشل إلى توليد اهتزازات وضوضاء مفرطة، مما يشير غالبًا إلى مشكلات أساسية أكثر خطورة. عندما تتآكل وجوه الختم أو تتضرر، فإنها قد تفقد سطحها الأملس المسطح، مما يؤدي إلى خلل في التوازن يؤدي إلى اهتزاز العمود. يمكن أن يتسبب تسرب السائل أيضًا في حدوث التجويف، حيث يؤدي التكوين السريع وانهيار فقاعات البخار إلى توليد اهتزازات وضوضاء.

إيقاف تشغيل المضخة ووقت التوقف عن العمل

في نهاية المطاف، يمكن أن يؤدي فشل الختم الميكانيكي إلى إيقاف المضخة بالكامل ووقت التوقف غير المخطط له. عندما يفشل الختم بشكل كارثي، فإنه يمكن أن يسبب ضررًا ثانويًا لمكونات المضخة الأخرى، مما يتطلب إصلاحات واسعة النطاق. في بعض الحالات، قد تتجاوز تكلفة إصلاح المضخة المتضررة بشدة تكلفة الاستبدال.