كيف يؤثر إجهاد الأنابيب على أداء مضخة الطرد المركزي ومواءمتها وعمر الختم

يعد تركيب الأنابيب بشكل صحيح جزءًا أساسيًا من التشغيل الموثوق لمضخة الطرد المركزي. في العديد من الأنظمة الصناعية، لا يحدث اهتزاز المضخة المفرط، وتلف أدوات التوصيل، وتآكل المحامل، وفشل الختم الميكانيكي بسبب المضخة نفسها، ولكن بسبب القوى المنقولة من الأنابيب المثبتة أو المدعومة بشكل غير صحيح.

تُعرف هذه الحالة عمومًا باسمسلالة الأنابيبأوإجهاد الأنابيب.

يحدث إجهاد الأنابيب عندما تمارس الأنابيب المتصلة قوى أو لحظات مفرطة على فوهات المضخة أو غلافها. يمكنها تشويه غلاف المضخة، وتغيير محاذاة العمود، وزيادة الاهتزاز، وتقصير عمر الختم الميكانيكي بشكل كبير.

ولذلك فإن فهم العلاقة بين أداء الأنابيب والمضخة أمر ضروري عند تركيب وصيانة مضخات الطرد المركزي الصناعية.

 

 

1. ما هو إجهاد الأنابيب؟

إجهاد الأنبوب هو القوة أو الضغط المنقول من نظام الأنابيب إلى المضخة بسبب محاذاة الأنبوب أو دعمه أو السماح له بالتحرك بشكل غير صحيح.

عادة، يجب أن يدعم نظام الأنابيب وزنه ويستوعب الحركة الحرارية بشكل مستقل عن المضخة.

تحدث المشاكل عندما يكون الأنبوب:

• يتم إجباره على وضعه أثناء التثبيت
• لا يتم دعمه بشكل كافٍ
• يتوسع بسبب التغيرات في درجات الحرارة
• يتدلى تحت ثقله
• تم تثبيته أو توجيهه بشكل غير صحيح
• يستخدم مسامير شفة لسحب الأنابيب المنحرفة معًا

لا ينبغي استخدام المضخة للتعويض عن الأنابيب الموضوعة بشكل غير صحيح.

القاعدة البسيطة هي:

يجب أن تتناسب الأنابيب مع المضخة-وليس أن تضطر المضخة إلى ملاءمة الأنابيب.

يمكن أن يؤدي تركيب الأنابيب بشكل غير صحيح إلى إدخال أحمال خارجية ثابتة في غلاف المضخة وفوهاتها.

 

2. ما الذي يسبب إجهاد الأنابيب؟

العديد من ظروف التثبيت والتشغيل الشائعة يمكن أن تؤدي إلى إجهاد مفرط للأنابيب.

التثبيت غير السليم

أثناء التثبيت، يمكن للعمال استخدام مسامير الشفة لإجبار شفتين غير محاذيتين معًا. على الرغم من أن التوصيل قد يبدو مقبولاً، إلا أنه من الممكن أن يبقى ضغط كبير متبقي في الأنابيب والمضخة.

عدم كفاية دعم الأنابيب

تتطلب الأنابيب الطويلة علاقات أو دعامات أو أدلة أو مثبتات مناسبة. وبدون الدعم الكافي، يمكن نقل وزن الأنبوب والسوائل إلى المضخة.

التمدد الحراري

تتوسع خطوط الأنابيب التي تحمل الماء الساخن أو مياه تغذية الغلايات أو الهيدروكربونات أو سوائل المعالجة الساخنة الأخرى وتتقلص مع تغيرات درجات الحرارة.

إذا لم يتم استيعاب هذه الحركة بشكل صحيح، فمن الممكن أن تنتقل القوى الحرارية إلى المضخة.

محاذاة الأنابيب غير الصحيحة

قد يؤدي الأنبوب الذي لا يتماشى بشكل طبيعي مع شفة المضخة إلى ممارسة قوى سحب أو دفع أو لف مستمرة بعد التوصيل.

 

3. كيف يؤثر إجهاد الأنابيب على محاذاة المضخة

أحد أخطر عواقب إجهاد الأنابيب هو فقدان المضخة ومحاذاة المحرك.

يمكن محاذاة المضخة والمحرك بدقة قبل توصيل الأنابيب. ومع ذلك، فإن تشديد حواف الأنابيب يمكن أن يحرك غلاف المضخة أو اللوح الأساسي ويغير الخط المركزي للعمود.

هذا يمكن أن يخلق:

اختلال موازي

اختلال الزاوية

اقتران الزائد

تحمل التحميل

زيادة الاهتزاز

في الحالات الشديدة، يمكن أن يؤدي إجهاد الأنابيب إلى تشويه اللوح الأساسي، مما يجعل الحفاظ على المحاذاة المستقرة أمرًا صعبًا.

ولهذا السبب يجب التحقق من محاذاة العمود النهائيةبعد تركيب الأنابيب المتصلة ودعمها بشكل صحيح.

 

4. إجهاد الأنابيب واهتزاز المضخة

غالبًا ما يؤدي اختلال المحاذاة الناتج عن إجهاد الأنابيب إلى زيادة الاهتزاز.

سلسلة الفشل النموذجية هي:

إجهاد الأنبوب ← تشوه الغلاف ← اختلال العمود ← الاهتزاز ← تلف المحمل والختم

ومع ذلك، لا يحدث الاهتزاز دائمًا بسبب مشاكل المحاذاة الميكانيكية وحدها. وينبغي أيضًا مراعاة التجويف، وعدم الاستقرار الهيدروليكي، وعدم توازن الدوار، وعيوب المحمل، والتشغيل خارج النطاق الموصى به.

لذلك، يجب تشخيص الاهتزاز المفرط بشكل منهجي بدلاً من افتراض أن إجهاد الأنابيب هو السبب الوحيد دائمًا.

 

5. كيف يؤدي إجهاد الأنابيب إلى تقصير عمر الختم الميكانيكي

تعتمد الأختام الميكانيكية على الاتصال المتحكم فيه بين وجوه الختم عالية التشطيب وفيلم سائل رقيق جدًا.

عندما يتعرض عمود المضخة لحركة مفرطة، أو انحراف، أو اهتزاز، فقد لا تعمل وجوه الختم في ظل ظروف مستقرة.

تشمل النتائج المحتملة ما يلي:

إغلاق غير متساوي-لتآكل الوجه

زيادة الاحتكاك والحرارة

حركة الحلقة-أو ارتدائها

تسرب الختم

تلف العمود أو الأكمام

استبدال الختم المبكر

وبالتالي يمكن أن يؤدي إجهاد الأنابيب إلى إنشاء سلسلة فشل تظهر فيها مشكلة الأنابيب في النهاية على شكل مشكلةمشكلة الختم الميكانيكي.

من المهم أن تتذكر أن استبدال الختم الميكانيكي بشكل متكرر دون تصحيح الاهتزاز الأساسي أو المحاذاة أو مشكلة الأنابيب قد يوفر حلاً مؤقتًا فقط.

 

6. كيفية التعرف على إجهاد الأنابيب المحتمل

قد تشير العديد من الأعراض الميدانية إلى إجهاد الأنابيب المفرط.

اتصال شفة صعبة

إذا لم تصطف حواف الأنابيب بشكل طبيعي وكان هناك حاجة إلى قوة كبيرة لتثبيت البراغي، فيجب فحص الأنابيب قبل التجميع النهائي.

تغييرات المحاذاة بعد الأنابيب

إذا تغيرت محاذاة محرك المضخة-بشكل ملحوظ بعد إحكام ربط توصيلات الأنابيب، فقد تكون هناك قوى خارجية للأنابيب.

ارتفاع الاهتزاز بعد بدء التشغيل

يمكن أن يشير الاهتزاز غير المتوقع مباشرة بعد التشغيل إلى مشاكل في المحاذاة، أو إجهاد الأنابيب، أو التجويف، أو مشكلات التثبيت الأخرى.

الختم المتكرر أو فشل المحمل

إذا تعرضت نفس المضخة بشكل متكرر لفشل الختم الميكانيكي أو فشل المحمل، فيجب فحص التثبيت بالكامل بدلاً من استبدال المكونات بشكل متكرر.

حركة الأنابيب أو ترهلها بشكل واضح

يمكن أن يشير تشوه الأنابيب أو تباعد الدعم الزائد أو الحركة الحرارية أيضًا إلى مشاكل في نظام الأنابيب.

 

7. أفضل الممارسات لمنع إجهاد الأنابيب

يعد منع إجهاد الأنابيب أثناء التثبيت أكثر فعالية من تصحيحه بعد فشل المضخة.

7.1 قم بمحاذاة المضخة والأنابيب بشكل منفصل

قم أولاً بتحديد موضع المضخة والمحرك الصحيح. ثم قم بتركيب الأنابيب بحيث تتماشى بشكل طبيعي مع فوهات المضخة.

لا تحرك المضخة عن طريق إجبار الأنابيب على وضعها في مكانها.

7.2 توفير دعم مستقل للأنابيب

يجب أن تتمتع خطوط أنابيب الشفط والتفريغ بدعم مستقل كافٍ.

يجب أن يحمل نظام دعم الأنابيب وزن:

ماسورة

الصمامات

تركيبات

سائل

دون نقل الحمل الزائد إلى المضخة.

7.3 السماح بالحركة الحرارية

بالنسبة لتطبيقات السوائل الساخنة-، يجب مراعاة التمدد الحراري أثناء تصميم الأنابيب.

قد تكون هناك حاجة إلى حلقات توسيع أو أدلة أو مثبتات أو اتصالات مرنة مناسبة اعتمادًا على النظام.

7.4 استخدم التوصيلات المرنة بشكل صحيح

يمكن أن تساعد الموصلات المرنة في استيعاب الحركة المحدودة وتقليل انتقال الاهتزاز عندما يتم تحديدها بشكل صحيح.

ومع ذلك، لا ينبغي استخدامها للتعويض عن ضعف دعم الأنابيب أو المحاذاة القسرية.

7.5 إعادة فحص المحاذاة بعد تركيب الأنابيب

يجب التحقق من المحاذاة النهائية بعد تركيب الأنابيب وتعديل الدعم.

يمكن لهذه الخطوة البسيطة تحديد حركة الأنابيب-المستحثة قبل أن تدخل المضخة في الخدمة طويلة الأمد-.

 

8. فحص إجهاد الأنابيب أثناء التشغيل

يتمثل فحص التثبيت العملي في مقارنة محاذاة العمود قبل وبعد توصيل الأنابيب.

الإجراء العام هو:

1. قم بمحاذاة المضخة والمحرك.

2. سجل قراءات المحاذاة الأولية.

3. قم بتوصيل أنابيب الشفط والتفريغ دون الضغط على الشفاه.

4. أحكم ربط توصيلات الأنابيب حسب الإجراء المعمول به.

5. تأكد من تركيب جميع دعامات الأنابيب بشكل صحيح.

6. أعد فحص محاذاة محرك المضخة-.

إذا تغيرت المحاذاة بشكل ملحوظ بعد توصيل الأنابيب، فافحص نظام الأنابيب بحثًا عن الأحمال الخارجية الزائدة.

يعتبر هذا الأسلوب مفيدًا بشكل خاص أثناء تشغيل مضخات الطرد المركزي الصناعية الكبيرة.

 

9. كيفية تقليل اهتزاز المضخة وإطالة عمر الختم

يجب أن يعالج تركيب مضخة الطرد المركزي الموثوقة عدة عوامل معًا:

الاختيار الصحيح للمضخة

يجب اختيار المضخة وفقًا للتدفق الفعلي والرأس وخصائص السوائل ودرجة الحرارة وظروف التشغيل.

مؤسسة مستقرة

يجب أن يوفر الأساس واللوح الأساسي صلابة ودعمًا كافيين.

محاذاة دقيقة

يجب أن تلبي محاذاة المضخة والمحرك متطلبات الشركة المصنعة.

الإجهاد-الأنابيب المجانية

يجب أن تتم محاذاة الأنابيب المتصلة بشكل صحيح، ودعمها بشكل مناسب، ومصممة للحركة الحرارية.

ظروف التشغيل المناسبة

تجنب التشغيل لفترات طويلة خارج نطاق التشغيل الموصى به للمضخة.

المراقبة المنتظمة

مراقبة الاهتزاز، ودرجة حرارة التحمل، وتسرب الختم، والضغط، والتدفق، والمعلمات الرئيسية الأخرى لتحديد الاتجاهات غير الطبيعية مبكرًا.

 

غالبًا ما يكون إجهاد الأنابيب-سببًا يتم التغاضي عنه في مشكلات مضخة الطرد المركزي. يمكن أن تؤثر القوى المفرطة الناتجة عن الأنابيب ذات المحاذاة السيئة أو غير المدعومة أو المقيدة حرارياً على محاذاة المضخة، وتزيد من الاهتزاز، وتقلل من عمر خدمة السدادات والمحامل الميكانيكية.

استراتيجية الوقاية الأكثر فعالية بسيطة:

الأساس السليم + المحاذاة الدقيقة + دعم الأنابيب المستقل + التمدد الحراري المتحكم فيه + الإجهاد - الأنابيب الحرة

لا ينبغي أبدًا دفع المضخة إلى موضعها بواسطة خط الأنابيب المتصل.

يؤدي التثبيت الصحيح إلى حماية المضخة، وتقليل الاهتزاز، وإطالة عمر الختم الميكانيكي، ويساعد على ضمان التشغيل الموثوق به على المدى الطويل-.

توفر HNYB PUMPS حلول مضخات الطرد المركزي الصناعية للتطبيقات الصعبة. اتصل بفريقنا الهندسي لمعرفة متطلبات التدفق والرأس والسوائل ودرجة الحرارة والتركيب لاختيار المضخة الاحترافية.