كم من الوقت يمكنني تشغيل المضخة جافة؟
تم سؤال أي شخص على دراية بمضخات محرك مغناطيسي صناعي (محرك ماج) عن التشغيل الجاف للمضخة. بعد كل شيء ، غسالة الصحون والغسالة في المنزل تفعل ذلك طوال الوقت. هناك مواد تحمل تسمح بذلك ، أليس كذلك؟ بالتأكيد ، "نعم" مؤهل ، ولكن حان الوقت لإلقاء نظرة فاحصة على الجري الجاف.
الصورة 1: مكون محمل من كربيد السيليكون مكسور (الصورة مقدمة من شركة ماجناتكس مضخات ، شركة .)
الجري الجاف ، ما عدا بالمعنى الحرفي ، تسمية خاطئة. تكون المضخات الصناعية محكمة الغلق ميكانيكيًا أو بدون سدادات ويمكن أن تعاني من نتائج ما أطلقت عليه الصناعة اسم "التشغيل الجاف". ستركز هذه المقالة على تكوين مضخة محرك ماج مع مكونات محمل كربيد السيليكون (SiC ) ، والتي تعد واحدة من النوعين غير المحكمين لمضخات الطرد المركزي الديناميكية الدورانية.
تحتوي مضخات الدفع ماج على محامل مشحمة بالمنتج تتطلب وجود سائل للتشغيل السليم. تعتمد هذه المحامل الهيدروديناميكية (العادية) على حاجز مائع يفصل بين مكونات المحمل التي تصبح إسفينًا عند وجود حركة نسبية بين السطحين. عندما يتم تعطيل حاجز السوائل هذا ، سوف يتلامس السطحان ويمكن أن يؤديا إلى تلف المكونات. يمكن أن يكون هذا التأثير تراكميًا ، مما يؤدي إلى فشل المكون عند الوصول إلى الحدود.
عندما تفقد المضخة الشفط ، يجب إغلاقها على الفور. يمكن أن يحدث تلف مكونات SiC في غضون ثوانٍ. إن استخدام مراقب الطاقة لاكتشاف متى تغير حمل المحرك فجأة ، كما هو الحال عندما تفقد المضخة الامتصاص ، سيحمي مكونات المضخة الرئيسية. يمكن أن يؤدي استمرار التشغيل بدون سائل كافٍ عند الشفط إلى تلف شديد في مكونات SiC .
للحصول على عمر طويل ، تتطلب المضخة فقط توفر السائل ، والتشغيل ضمن نطاق تدفق المضخة للمنحنى ، وضمن حدود تصميم المضخة. يرجى ملاحظة أنه من الأفضل تشغيل المضخة مقابل صمام تفريغ مغلق جزئيًا (حوالي ربعه مفتوح). يجب أن يكون صمام الامتصاص مفتوحًا دائمًا أثناء التشغيل ويغلق فقط عندما يجب عزل المضخة لأسباب تتعلق بالصيانة.
مكونات محمل SiC وظروف اضطراب النظام
لا تتحمل مادة محمل SiC الصدمات الميكانيكية ، وهو ما يحدث عندما لا يوجد سائل تشحيم كافٍ بين أسطح مكونات المحمل ، مما يؤدي إلى التلامس بين المكونات. هناك العديد من المواقف أثناء تشغيل النظام والتي يمكن أن تنتج مثل هذه الظروف.
تشغيل المضخة مع إغلاق الصمامات
ضغط غير كافٍ عند شفط المضخة (رأس الشفط الإيجابي الصافي غير الكافي المتاح [NPSHa ]) يسبب التجويف
فترات طويلة من التشغيل في ظروف تدفق منخفضة للغاية
فترات طويلة من التشغيل في ظروف التدفق العالي مع مقاومة الضغط المنخفض عند التفريغ - التشغيل "خارج المنحنى" أو خارج نطاق التدفق الأقصى
التدوير المفرط لتدفق النظام من معدل تدفق إلى آخر
درجة الحرارة الزائدة التي تتسبب في تبخير السائل الذي يتم ضخه (تدفق التشحيم) عند أسطح مكونات المحمل - أو عدم وجود ضغط داخلي كافٍ للنظام للحفاظ على السائل الذي يتم ضخه في حالة سائلة أثناء مروره عبر المضخة
تنشيط المحرك بدون سائل في المضخة ، بما في ذلك لفحص الدوران لفترة وجيزة
انسداد مدخل ريشة المكره في عين الشفط
يتوفر كربيد متكلس معالج بشكل خاص من عدد من الموردين لتوفير إمكانات محسنة للتشغيل الجاف في حالة اضطراب النظام. تستخدم بعض الشركات المصنعة الطلاءات التي تلتصق بالركيزة SiC ، بينما يستخدم البعض الآخر طرق التسريب التي تدمج الطلاء ميكانيكيًا في المادة الأساسية. كل هذه تسمى الطلاءات الشبيهة بالماس (DLC ) في الصناعة. تقلل هذه المعالجات بشكل كبير من معامل الاحتكاك السطحي مقارنةً بمعامل SiC المتكلس القياسي. يؤدي الاحتكاك الأقل أثناء اضطراب النظام وظروف التشغيل الجاف الأخرى إلى توليد حرارة أقل ، مما يقلل من احتمالية كسر مكون المحمل من التلامس الميكانيكي أو الصدمة الحرارية.
بالإشارة إلى معدات الضخ والمحامل المشحمة للمنتج ، لا أحد يوصي بتشغيل المضخة دون مرور السائل عبرها. هناك بعض السوائل المتبقية التي تبقى عندما تفقد الوحدة الشفط ، ولكن سيتم الضغط عليها بسرعة من جوانب مكونات المحمل مع استمرار التشغيل. يمكن أن يحدث تبخير للسائل بسرعة ، اعتمادًا على حجم المضخة.
تتطلب أوقات التشغيل الجاف المحددة اختبارًا محددًا لحجم المضخة وظروف الخدمة المعنية. بالنسبة للمضخات الصغيرة التي تقل طاقتها عن 2 حصان ، أظهر الاختبار أن وقت التشغيل الجاف يبلغ دقائق ويمكن مده لأكثر من ساعة لأصغر المضخات ذات المحامل المطلية بـ DLC . كلما زاد إدخال الطاقة إلى المضخة ، كلما كانت الفترة الزمنية قبل حدوث التلف في نظام المحمل أقصر. بالنسبة للمضخات الأكبر حجمًا في نطاق 50 حصانًا زائدًا ، في حين أن طلاءات DLC ستظل مفيدة ، يظل الوقت قبل حدوث التلف قصيرًا جدًا. من المحتمل أن يؤدي تنشيط المحرك للتحقق من دوران المضخة بدون محامل مطلية بـ DLC أو سائل في الوحدة إلى بعض تلف المحمل. سيظهر التلف الناتج عن الجفاف في البداية كمكونات كربيد كربيد متشققة أو متكسرة. عندما يختفي السائل وتتلامس مكونات السيراميك الدوارة مع المكونات الثابتة ، يمكن أن تتحطم SiC وتتكسر إلى قطع صغيرة. يؤدي استمرار التشغيل إلى إتلاف المزيد من مكونات المضخة مثل العمود والغلاف الخلفي وغطاء الغلاف والمكره - وكلها أجزاء مكلفة. يمكن منع هذا النوع من الأضرار التي تلحق بالمضخة.
مرة أخرى ، يوصى بحماية المضخة بواسطة جهاز مراقبة للطاقة وضبط نقطة رحلة الطاقة المنخفضة على مستوى يمثل أول مؤشر على فقدان الشفط. يمكن أن يؤدي ضبط تأخير وقت نقطة الرحلة المنخفضة على أقل من 2 إلى 3 ثوانٍ إلى منع تعثر المضخة عندما تنفث فقاعة كبيرة من البخار / الهواء عبر المضخة دون فقد الشفط. ستؤدي محاولة التشغيل لفترة أطول لتفريغ خط الشفط للمنتج إلى تلف المضخة الذي يكون أكثر تكلفة من الكمية الصغيرة من المنتج التي قد تبقى في خط الشفط. سيوفر جهاز مراقبة الطاقة الذي تم ضبطه بشكل صحيح المال لمالك المضخة في العديد من حسابات المؤسسة.
عادةً ما تستخدم مضخات المحركات المعلبة ، وهي نوع آخر من أنواع الطرد المركزي غير المختومة ، مواد تحمل أكثر ليونة بما في ذلك الكربون الذي يكون أكثر تشحيمًا ولكنه عرضة للتآكل. تتطلب هذه نظام مراقبة المحمل لتجنب تلف المكونات.
مع المضخات محكمة الغلق ميكانيكيًا ، تعمل أوجه الختم على فيلم هيدروديناميكي مماثل وتتطلب نفس النوع من التزييت. لن تجف لفترة طويلة دون ضرر أيضًا.
يمكن تجنب معظم الأضرار التي لحقت بمضخات محرك ماج. أفضل إجابة لسؤال العنوان هو ، لا تقم بتشغيل المضخة جافة.