تعتبر الأختام الميكانيكية مكونات أساسية في الآلات، ولكنها قد تفشل قبل الأوان إذا لم تتم مراقبتها وصيانتها بشكل صحيح.
يؤدي فشل الأختام إلى حدوث تسربات، وتلف المعدات، وتوقف غير مخطط له، وإصلاحات مكلفة - وكل هذا يؤثر بشكل كبير على الإنتاج والربحية.
من خلال التعرف على العلامات الشائعة لـ ختم آلي في حالة حدوث فشل مبكر، مثل التسرب البصري، والضوضاء غير العادية، والاهتزاز المفرط، والسخونة الزائدة، والتلوث، يمكن إجراء الصيانة الاستباقية لمنع الفشل الكارثي وتقليل الاضطرابات التشغيلية.
تسرب بصري
واحدة من العلامات الأكثر وضوحا للميكانيكية فشل الختم هناك تسرب مرئي من منطقة الختم. في حين أن الختم السليم يمنع أي سائل من التسرب، إلا أن الختم المتضرر قد يسمح بتسرب المنتج أو سائل التنظيف أو سائل الحاجز. يمكن أن يتراوح هذا التسرب بين تنقيط بطيء وتدفق مستمر، حسب شدة تلف الختم.
يمكن أن يكشف الفحص البصري للختم والمنطقة المحيطة به في كثير من الأحيان عن أدلة على التسرب، مثل:
- تراكم السوائل على أو حول غدة الفقمة
- تساقط السوائل أو رشها من الختم
- البقع أو البقايا أو المنتج المتبلور على مكونات الختم
- الأسطح الرطبة أو الملوثة بالقرب من الختم
ضوضاء غير عادية
من المؤشرات المحتملة الأخرى لمشاكل الختم الميكانيكي وجود أصوات غير طبيعية صادرة منه أو من المعدات المحيطة به. من أعراض الضوضاء الشائعة لفشل الختم:
- أصوات صرير أو صفير عالية النبرة، والتي قد تشير إلى التشغيل الجاف أو نقص التزييت
- أصوات طحن أو خدش أو احتكاك المعدن بالمعدن، تشير إلى تلف وجه الختم أو عدم محاذاته
- أصوات نابضة أو متقطعة تتزامن مع دوران العمود، ربما بسبب تشوهات في سطح الختم أو مشاكل في المعدات الدوارة
- أصوات طرق أو طرقات أو ارتطام عالية، قد تكون ناجمة عن اهتزازات مفرطة أو مكونات مفكوكة
الاهتزاز المفرط
الأختام الميكانيكية هي مكونات دقيقة تتطلب محاذاة دقيقة ودورانًا سلسًا ومتوازنًا للعمل بكفاءة. يمكن للاهتزاز المفرط أن يُخلّ بهذا التوازن الدقيق، مما يؤدي إلى تآكل مُتسارع، وتلف سطح الختم، وتلف مُبكر. يمكن أن تظهر مشاكل الأختام المرتبطة بالاهتزاز بعدة طرق:
- مكونات الختم المهتزة أو المتذبذبة بشكل واضح
- حركة غير طبيعية للعمود أو الوصلة
- أجهزة ختم فضفاضة أو خشخشة أو نازحة
- تقلبات في تسرب الختم أو أدائه
الانهاك
تعتمد الأختام الميكانيكية على طبقة رقيقة من السائل بين وجوه الفقمة للتزييت وتبديد الحرارة. عندما يبدأ مانع التسرب بالتلف، قد يتحلل هذا الغشاء السائل، مما يؤدي إلى زيادة الاحتكاك وتوليد الحرارة عند سطح المانع. قد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى مجموعة من حالات تلف المانع، بما في ذلك:
- التشوه الحراري أو انحناء أسطح الختم
- ظهور بثور أو تشققات أو فحص حراري لمواد سطح الختم
- تدهور أو انهيار الإيلاستومرات والأختام الثانوية
- تفحيم أو كربنة سوائل العمليات
- زيادة التآكل والتآكل لمكونات الختم
تلف وجه الختم
يُعد تلف سطح الختم أحد المؤشرات الرئيسية لفشل الختم الميكانيكي. قد تشير مجموعة متنوعة من المشاكل المختلفة على سطح الختم إلى وجود مشاكل فيه. من الأمثلة الشائعة على تلف سطح الختم:
- الأخاديد أو الشقوق:غالبًا ما تكون الأخاديد العميقة أو الشقوق أو الخطوط الموجودة على وجوه الختم ناتجة عن جزيئات كاشطة أو حطام محاصر بين الوجوه.
- مسار تآكل غير متساوٍإذا كان مسار التآكل على سطح الختم غير منتظم ومتساوي، فهذا يدل على عدم تماسك الأسطح. التآكل غير المتساوي يُسرّع من تدهور الختم.
- الكسور أو الشقوق:يمكن أن تتطور كسور أو شقوق في أسطح الأختام بسبب الصدمات الحرارية أو الميكانيكية، أو الضغط الزائد، أو التركيب غير السليم.
- التقطيع:يؤدي تشقق أسطح الختم، وخاصةً حول الحواف، إلى إضعافه ويُسبب مسارات تسرب محتملة. وغالبًا ما ينتج التشقق عن سوء التعامل أثناء التركيب.
- فحص الحرارة:تظهر شبكة من الشقوق الدقيقة على سطح الختم، تُعرف باسم "التشقق الحراري"، عند تعرض الأسطح لتغيرات سريعة في درجات الحرارة. وهذا أكثر شيوعًا في المواد ذات السطح الصلب.
- فحم الكوك: يشير التكويك إلى تراكم مادة كربونية صلبة على أسطح مانعات التسرب. ويحدث نتيجة ارتفاع درجة حرارة بعض سوائل المعالجة، ويشير إلى أن مانعات التسرب تعمل خارج حدود حرارتها.
- لاذعة:قد تتطور بثور أو حفر في بعض مواد سطح الختم عند تعرضها للمواد الكيميائية المسببة للتآكل أو التحليل الكهربائي.
- القلق:يظهر التآكل الناتج عن الاحتكاك على شكل أكسدة حمراء أو سوداء على وجوه الختم، ويحدث بسبب الاهتزازات البسيطة بين الوجوه.
تلوث اشعاعى
بالإضافة إلى تلف سطح الختم، يُعدّ تلوث أسطح الختم عاملاً شائعًا آخر يُسهم في تلفه المبكر. تُعيق الملوثات التشغيل السليم لأسطح الختم، مما يؤدي إلى زيادة التآكل والتسرب. تشمل أنواع التلوث الشائعة ما يلي:
- غبار الكربون:يمكن أن يتولد غبار الكربون عن طريق الاحتكاك في تجويف الختم أو عن طريق انهيار ختم قائم على الكربون مواد الواجهة. يتراكم هذا الغبار الناعم بين أسطح الختم، مما يسبب تآكلًا كاشطًا.
- بناء المنتجيمكن لسوائل العمليات، وخاصةً في خدمات التبلور أو البلمرة، أن تتصلب على أسطح الختم خلال فترات انخفاض التدفق أو توقفه. يؤدي تراكم المنتج إلى إبقاء الأسطح مفتوحة، مما يُؤدي إلى مسار تسرب.
- الملوثات الجوية:إذا تعرض الختم للبيئة، يمكن للغبار المحمول جواً والأوساخ والرطوبة أن يدخل إلى تجويف الختم ويلوث الوجوه.
- انهيار مواد التشحيم:في الأختام التي تستخدم سائل حاجز أو فيلم تشحيم، يمكن أن يتحلل السائل بمرور الوقت، مما ينتج عنه ملوثات تؤدي إلى إتلاف واجهات الختم وتمنع التشحيم المناسب.
التغييرات في الأداء
بالإضافة إلى الأعراض المذكورة سابقًا، قد يظهر عطل الختم الميكانيكي أيضًا من خلال تغيرات في الأداء العام للختم. قد تكون هذه التغيرات تدريجية أو مفاجئة، وتشمل:
- زيادة معدلات التسرب
- صعوبة الحفاظ على الضغط أو التدفق المطلوب
- التعديلات أو الإصلاحات المتكررة مطلوبة
- انخفاض فعالية الختم أو تلوث المنتج
