يحدد حساب ضغط حجرة الختم الضغط الدقيق المؤثر على ختم آلي الوجوه - ضرورية لمنع الولادة المبكرة فشل الختم وتكلفة تعطل المضخة باهظة. الصيغة الأساسية هي: ضغط حجرة الختم = ضغط الشفط + (الثقل النوعي × فرق الضغط × 0.433).

إن إجراء هذه الحسابات بشكل صحيح يعني الفرق بين صمود الختم لسنوات وتعطله في غضون أسابيع. بالنسبة لفرق الصيانة التي تدير مضخات الطرد المركزي، فإن فهم هذا الضغط يؤثر بشكل مباشر على ميزانية الصيانة والإصلاح والتشغيل وموثوقية المعدات.

أساسيات ضغط حجرة الختم

ضغط حجرة الختم هو الضغط الفعلي داخل صندوق الحشو حيث يعمل الختم الميكانيكي. يؤثر هذا الضغط بشكل مباشر على وجه الفقمة التحميل، وتوليد الحرارة، وفي النهاية، حياة الفقمة.

لكل مانع تسرب ميكانيكي نطاق ضغط مثالي. تجاوزه سيؤدي إلى تآكل سريع للسطح أو عطل كارثي. انخفاض الضغط بشكل مفرط قد يؤدي إلى عدم كفاية التزييت أو تكوّن بخار.

الضغط في حجرة الختم ليس مساويًا لضغط التفريغ. عادةً ما يكون أعلى من ضغط الشفط لمضخات الطرد المركزي القياسية بمقدار 10-15 رطل/بوصة مربعة، مع أن هذا يختلف باختلاف تصميم المكره وخلوص حلقات التآكل.

صيغة الحساب الأساسية

يتم حساب ضغط غرفة الختم الأساسية وفقًا للصيغة التالية:

P(seal) = P(suction) + (SG × H × 0.433)

أين:

• P(الختم) = ضغط حجرة الختم (PSI)
• P(الشفط) = ضغط الشفط (PSI)
• SG = الكثافة النوعية للسائل المضخوخ
• H = الفرق بين رأس الشفط وحجرة الختم (قدم)
• 0.433 = عامل التحويل (PSI لكل قدم من الماء)

تفترض هذه الصيغة تكوينات مضخة قياسية بدون فتحات توازن أو ترتيبات تدفق خاصة.

عملية الحساب خطوة بخطوة

ابدأ بقياس ضغط الشفط عند مدخل المضخة باستخدام مقياس مُعاير. سجّل هذه القيمة بوحدة PSI.

بعد ذلك، حدد الكثافة النوعية للسائل المُضخّ. الماء يساوي ١٫٠، بينما تختلف المواد الكيميائية - فقد يكون حمض الكبريتيك ١٫٨٤، والبنزين حوالي ٠٫٧٤.

احسب فرق الضغط بين نقطة الشفط وخط وسط حجرة الختم. بالنسبة للمضخات الأفقية، غالبًا ما يكون هذا الفرق ضئيلًا. بالنسبة للمضخات الرأسية، قِس المسافة الرأسية الفعلية بالأقدام.

اضرب وزنك النوعي في فرق الرأس، ثم في 0.433. أضف هذه النتيجة إلى ضغط الشفط.

على سبيل المثال: مضخة ذات ضغط شفط 20 رطل لكل بوصة مربعة، تضخ المياه (SG=1.0) مع 10 أقدام من فرق الرأس:

20 + (1.0 × 10 × 0.433) = 24.33 PSI seal chamber pressure.

الأسئلة الشائعة

ما هو ضغط غرفة الختم النموذجي في مضخة الطرد المركزي القياسية؟

في معظم مضخات الطرد المركزي أحادية المرحلة، يتجاوز ضغط حجرة الختم ضغط الشفط بمقدار 10-15 رطل/بوصة مربعة. ويفترض هذا خلوصًا طبيعيًا لحلقات التآكل وعدم وجود ثقوب توازن. يختلف الضغط الفعلي باختلاف تصميم المضخة وظروف التشغيل.

كيف تؤثر فتحات التوازن على حساب ضغط غرفة الختم؟

تُخفّض فتحات التوازن ضغط حجرة الختم بشكل كبير ليصل إلى مستويات ضغط الشفط تقريبًا. فهي تسمح للسائل عالي الضغط خلف الدافع بالعودة إلى الشفط، مما يُجنّب معظم تراكم الضغط. يُرجى مراعاة هذا التخفيض عند حساب ضغط المضخات المزوّدة بفتحات توازن.

هل يجب أن أستخدم ضغط القياس أم الضغط المطلق في الحسابات؟

استخدم ضغط القياس (PSIG) لحساب ضغط حجرة الختم القياسية، إلا إذا كنت تعمل تحديدًا مع هوامش ضغط البخار أو حسابات NPSH. يُصنّف معظم مصنعي الختم منتجاتهم وفقًا لضغط القياس، مما يجعل هذا الخيار الأمثل لتطبيقات الصيانة.

كم مرة يجب إعادة حساب ضغط حجرة الختم؟

أعد الحساب عند حدوث أي تغيرات جوهرية في حالة المضخة، مثل تغيير السوائل، أو تغيير السرعة، أو تعديلات النظام. أعد الحساب أيضًا عند تجاوز خلوص حلقات التآكل لحدود تحمل الشركة المصنعة، عادةً أثناء عمليات الإصلاح الشاملة كل 3-5 سنوات، حسب شدة الخدمة.

ما هو عامل الأمان الذي يجب أن أطبقه على ضغط حجرة الختم المحسوب؟

يُطبّق عامل أمان 1.5x للخدمات الحرجة أو عند وجود عدم يقين في الحسابات. بالنسبة لخدمات المياه القياسية ذات الظروف المعروفة، يكفي عامل أمان 1.25x. هذا يضمن أن يتحمل الختم الذي اخترته طفرات الضغط وتغيرات الحسابات دون أي عطل.