دراسة حالة: فشل مضخة الدورة الدموية الكاوية بدون إحكام
الصورة 1: الغلاف بالغلاف والتبلور الكاوي (الصورة بإذن من أرامكو السعودية)
تحتوي حلقة تجديد المواد الكاوية التي تضمن إزالة الكبريت الكلي من سوائل الغاز الطبيعي (NGL) في مصنع الغاز على مضختين غير مسدودتين لدوران المواد الكاوية. هذه المضخات مسؤولة عن توصيل المادة الكاوية المجددة الخالية من الدهون بالغاز الطبيعي (النفثا) من فاصل ثنائي الكبريتيد إلى مستقر غسيل الغاز الطبيعي.
مراجعة تصميم المضخة
هذه المضخات عبارة عن مضخات دفع مغناطيسي بدون إغلاق بقوة 178 حصانًا بتدفق مقدر يبلغ 294 جالونًا في الدقيقة (gpm) وإجمالي رأس تفاضلي يبلغ 638 قدمًا (قدمًا). يتم احتواء سائل العملية بالكامل داخل غلاف احتواء المضخة ويعتمد على إزالة الحرارة المتولدة من خلال مسارات التزييت الداخلية.
لذلك ، فإن أي قيود طفيفة على مسارات تدفق التزييت ستعرض حالة الأجزاء الداخلية للمضخة للخطر ، مما يؤدي إلى فشل ذريع. بالإضافة إلى ذلك ، يمر السائل بين المغناطيس الداخلي ، وغطاء الاحتواء ومن خلال فتحات العمود إلى الجزء الخلفي من عمود المضخة حيث يعود إلى شفط المضخة من خلال فتحة توازن الدفع في المكره (الصورة 3). يتم تدوير عمود المضخة المتصل بالمغناطيس الداخلي بفعل دائرة التدفق المغناطيسي بين المغناطيس الداخلي والخارجي. يقترن المغناطيس الخارجي بمحرك السائق من خلال عمود آخر لنقل الدوران إلى المغناطيس الداخلي.
معلومات اساسية
في ظل ظروف التشغيل العادية ، تعطلت المضخة بسبب إشارة خطأ الحمل الزائد الحراري للمحرك. تم فحص جميع شروط العملية ووجدت ضمن المعلمات العادية. في وقت لاحق ، تم تشغيل المضخة مرة أخرى وتعثرت على الفور عند إشارة خطأ المحرك المتوقفة.
الصورة 2: مجموعة مبيت الأدغال الخلفية (حامل الأدغال) مع وسادة دفع تالفة وتأثير التآكل / التآكل
كان القرار إزالة المضخة للفك والتفتيش الداخلي. النتائج الرئيسية تشمل:
كان هناك احتكاك مفرط بين الغطاء الأمامي للمروحة وغطاء المضخة. أيضا ، كان هناك ترقق على أغطية المكره. هذا مؤشر على حركة الدفع العالية كما هو موضح في الصورتين 1 و 4.
لم يتم العثور على وسادة الدفع الخلفية وغاسلة الدفع وجلبة الأكمام في مكانها. تعطلت محامل كربيد السيليكون وتم العثور على آثارها داخل غلاف المضخة (الصور 2 و 5 و 6).
التحقيق والنتائج
تم التوصل إلى استنتاج بناءً على نتائج التفتيش المذكورة أعلاه ، والاتجاهات التشغيلية ، وتحليل عينات المختبر الكاوية والتحليل المعدني. أظهر تحليل المواد أن حبيبات جلبة غلاف التيتانيوم كانت ملونة باللون الأزرق ، بما يتوافق مع محفز العملية الذي تم إدخاله حديثًا في عام 2019. وقد اعتبر هذا علامة على حدوث تفاعل تآكل.
من المشتبه فيه أن المحفز قد ملأ المضخة الاحتياطية وعندما لا تعمل ، لن تتمكن المضخة من تفريق السائل. كان المنتج قد هاجم بعد ذلك جلبة الأكمام الأمامية حيث يتم تركيبها في حلزونية الغلاف ، بينما تكون جلبة الجلبة الخلفية في منطقة يصعب الوصول إليها بالمضخة.
من حين لآخر ، تخضع العملية لتركيز عالي من المادة الكاوية. يوضح تحليل المواد أنه يجب أن يكون هناك معدل تآكل متسارع لحامل جلبة غلاف التيتانيوم في الحالات التي تتعرض فيها المضخة لتركيزات كاوية أعلى بنسبة 40٪ إلى 50٪.
الصورة 3: علامات هجوم كيميائي (تآكل) في مجموعة مبيت شجيرة التيتانيوم غير المدمرة الأمامية (NDE)
كما هو مبين في الصورة 6 ، يُشتبه في أن التآكل وفقدان محيط جلبة جلبة التيتانيوم كانا كافيين للسماح للمسامير بفقدان القبضة بين حامل الأدغال والحامل. ومن ثم ، أصبحت جميع ناقلات الأدغال حرة في التحرك شعاعيًا ومحوريًا ، مما أدى إلى تحطم وسادة الدفع وغاسلة الدفع من كربيد السيليكون. أدى فشل وسادة الدفع الخلفية وغاسلة الدفع (المحمل النشط) إلى زيادة الدفع السلبي والحركة المحورية للدوار بأكمله نحو غلاف المضخة. وقد أدى ذلك إلى تآكل شديد في الغلاف والمروحة وفشل الأدغال الشعاعية.
توصية
أدى تأثير تركيز المادة الكاوية المتقطع بنسبة 50٪ ونوع المحفز الجديد إلى تآكل جزء التيتانيوم ، مما أدى إلى فشل تحمل الدفع.
أكد المستخدم أن استخدام التيتانيوم ليس اختيارًا شائعًا ولكن تم طلبه من قبل المستخدم أثناء تصميم المشروع. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مكونات المضخة الأخرى مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين ولم تتعرض لأي هجوم تآكل. وفقًا للنتائج وتجربة المستخدم ومخطط التآكل ، يوصى بترقية مادة غلاف الأدغال إلى مادة مزدوجة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
الصورة 4: تأثير احتكاك دولاب الدفع (التخفيف)
https://www.pumpsandsystems.com/