استكشاف أعطال مضخات الدفع المغناطيسي وإصلاحها: أنماط الأعطال، الأسباب الجذرية، والحلول الميدانية

لا يشبه استكشاف أعطال المضخة ذات المحرك المغناطيسي غير المُحكمة الإغلاق استكشاف أعطال المضخة المُحكمة الإغلاق. فلا يوجد مانع تسرب قد يتسرب منه السائل، ولا يوجد صمام مانع للتسرب يجب مراقبته، كما أن معظم الأعطال تحدث داخل الغلاف الحاوي حيث لا يمكن رؤيتها. هناك فكرة واحدة تستحق الانتباه: في المضخة ذات المحرك المغناطيسي، يعمل السائل الذي يتم ضخه أيضًا على تزييت المحامل، وتبريد المغناطيسات، وتبديد الحرارة التي يولدها أداة التوصيل. لذا فإن الغالبية العظمى من الأعطال تعود إلى انقطاع تدفق هذا السائل، أو تلوثه، أو ارتفاع درجة حرارته، أو زيادة لزوجته. احرص على أن تكون حالة السائل مناسبة، وستعمل هذه المضخات لسنوات طويلة.

نقوم بتصميم وتصنيع المضخات ذات الدفع المغناطيسي بدون مانع تسرب، والمضخات ذات التروس المغناطيسية، والمضخات المغناطيسية الدوامية، ونتلقى الكثير من المكالمات التي تفيد بأن «المضخة توقفت عن العمل». وتتكرر هذه الأنماط. فيما يلي تشخيص عملي — جدول سريع يربط بين الأعراض والأسباب كنقطة انطلاق، ثم كل نوع من أنواع الأعطال على حدة: ما تراه، وما يحدث فعليًّا داخل المضخة، وما يسبب ذلك، وكيفية إصلاحه.

ابدأ من هنا: دليل مرجعي سريع من الأعراض إلى الأسباب

قارن ما تفعله المضخة بالأسباب المحتملة، ثم انتقل إلى القسم التالي الذي يتناسب مع الحالة.

المضخة تعمل ولكنها لا تضخ أي سائل

المحرك يدور، ولا يخرج شيء، أو لا يرتفع الضغط. هذه هي المشكلة الأكثر شيوعًا، والمضخة الطردية المغناطيسية ليست ذاتية الشفط، وهذا هو السبب المعتاد. إذا احتوت الغلاف على هواء أو بخار بدلاً من السائل، فإن المكره يدور في الغاز ولا يستطيع توليد ارتفاع الضغط — أي أنه محبوس بالغاز. وتنجم نفس الأعراض عن بعض الأسباب الأخرى: مثل دوران المحرك في الاتجاه المعاكس بعد إعادة توصيل الأسلاك، أو دخول الهواء عبر وصلة غير محكمة في خط الشفط، أو ارتفاع مستوى الشفط بشكل مفرط، أو انفصال المغناطيسات (القسم التالي).

قم بإصلاحها بالترتيب. قم بملء المضخة وتهويتها حتى يمتلئ غلافها بالسائل قبل التشغيل. تأكد من أن المحرك يدور في الاتجاه الذي يشير إليه السهم الموجود على الغلاف. افحص خط الشفط ضغطياً للتأكد من عدم وجود تسربات هوائية، وارفع مستوى المصدر أو اخفض مستوى المضخة لتقليل ارتفاع الشفط، وقم بإزالة أي انسداد في المصفاة. إذا استمرت المضخة في عدم العمل وسمعت صوتاً عالي النبرة، فاعتبر ذلك حالة انفصال. يتم تناول تحديد أبعاد الشفط و NPSH في دليل اختيار المضخات ذات المحرك المغناطيسي.

فصل المغناطيس (الانزلاق)

كانت المضخة تعمل، ثم انخفض التدفق أو توقف، وغالبًا ما يصاحب ذلك صوت صفير عالي النبرة، بينما يستمر المحرك في الدوران بشكل طبيعي. وتشير هذه العلامة إلى حدوث انفصال.

وإليك ما يحدث في الداخل. لا يمكن لأي اقتران مغناطيسي أن ينقل سوى قدر محدود من عزم الدوران. وعندما يتجاوز عزم الدوران الذي تتطلبه المروحة هذا الحد، لا يعود الدوار المغناطيسي الداخلي قادراً على مواكبة الدوار الخارجي — فينزلق أو يتوقف عن الدوران، بينما يستمر الدوار الخارجي والمحرك في العمل. فتتوقف المروحة عن الدوران وينهار التدفق. يُعد الفصل ميزة أمان مدمجة جزئيًا: فالوصلة تنزلق بدلاً من توقف المحرك أو انكسار العمود.

يحدث ذلك لأن الحمل تجاوز السعة التصنيفية للمقرنة. الأسباب الشائعة: التشغيل أو العمل في ظل صمام تصريف مغلق أو مقيّد، أو ارتفاع مفاجئ في اللزوجة (سائل يزداد سماكةً مع تبريده، أو تغيير في التركيبة)، أو انسداد في الخط يؤدي إلى زيادة الحمل، أو ارتفاع مفاجئ في الضغط، أو استخدام مقرنة أصغر من المطلوب لهذه المهمة. يُعد التشغيل على البارد حالة نموذجية — فالسائل الذي يكون رقيقًا عند درجة حرارة التشغيل يمكن أن يصبح أكثر لزوجة بكثير عند بدء التشغيل، لذا تنزلق المضخة في المحاولة الأولى ثم تعمل بشكل جيد بمجرد تسخينها.

أوقف المضخة وقم بإزالة الحمل الزائد قبل إعادة التشغيل، لأن الاستمرار في التشغيل في حالة الانزلاق يؤدي إلى تسخين المغناطيسات بسرعة (انظر القسم التالي). افتح صمام التفريغ قبل بدء التشغيل وتجنب التشغيل بدون حمل. إذا تغيرت اللزوجة بنسبة تزيد عن 20٪ تقريبًا، فأعد حساب الارتفاع والطاقة قبل الاعتماد على نقطة التشغيل القديمة. قم بتركيب جهاز مراقبة للطاقة أو التيار بحيث يؤدي الحمل الزائد إلى إيقاف المضخة مبكرًا بدلاً من تسخين المغناطيسات. يعني الانفصال المزمن أن الوصلة لا تتمتع بهامش كافٍ للخدمة وأن المضخة تحتاج إلى إعادة تصنيف — لدينا دليل اختيار المضخات ذات المحرك المغناطيسي ويشمل هامش عزم الفصل، واختيار النموذج المناسب من سلسلة المضخات الكيميائية لأن السائل نفسه هو الذي يوقف التكرار.

إزالة المغناطيسية، ولماذا لا تتطابق مع عملية الفصل

بعد تعرضها لخلل ما، لا تستعيد المضخة أبدًا معدل التدفق أو الارتفاع السابقين، وتستهلك طاقة أكبر مقابل إنتاج أقل. العلامة الدالة على ذلك: على عكس حالة «فصل الحمل»، لا تعود المضخة إلى حالتها الطبيعية عند إزالة الحمل.

لقد فقدت المغناطيسات قوتها بشكل دائم. فالمغناطيسات المصنوعة من العناصر الأرضية النادرة لا تحتفظ بمجالها المغناطيسي إلا حتى حد أقصى معين لدرجة الحرارة؛ فإذا تم تسخينها إلى ما يتجاوز هذا الحد، يكون الفقدان دائمًا، وبالتالي لا يعود بإمكان مجموعة التوصيل نقل عزم الدوران المقنن. وهذا عطل يختلف عن انفصال مجموعة التوصيل. فانفصال التوصيل هو حالة مؤقتة في عزم الدوران تتعافى فور زوال الحمل الزائد؛ أما إزالة المغناطيسية فهي تلف حراري دائم لا يتعافى. ومع ذلك، فإن الأمرين مرتبطان ببعضهما: فالمضخة التي تُترك تعمل في حالة الانزلاق ترتفع درجة حرارتها بسرعة، كما أن التشغيل الجاف يزيد من ارتفاع درجة حرارتها بشكل أسرع، وكلا الأمرين يمكن أن يدفع المغناطيسات إلى تجاوز حدودها.

أي ارتفاع مستمر في درجة الحرارة يؤدي إلى ذلك — التشغيل الجاف، أو فترة طويلة من التشغيل بدون حمل أو انخفاض التدفق، أو الانزلاق المطول، أو درجة حرارة العملية التي تتجاوز القيمة المحددة للمضخة. المغناطيسات التي فقدت مغناطيسيتها لا تعود إلى حالتها الأصلية، لذا يجب استبدال مجموعة الدوار. الوقاية تكمن في الانضباط في التحكم في درجة الحرارة: لا تشغل المضخة جافةً أبدًا، ولا تدعها تعمل بدون تدفق أبدًا، وحافظ على الحد الأدنى من التدفق، واختر مادة مغناطيسية مصنفة بدرجة حرارة أعلى بكثير من درجة حرارة التشغيل القصوى — ويُعد هامش يتراوح بين 15 و30 درجة مئوية ممارسةً معتادةً. بالنسبة للظروف التشغيلية شديدة الحرارة، يجب استخدام مغناطيس من فئة مقاومة لدرجات حرارة أعلى مثل السماريوم-الكوبالت والمغناطيس المناسب حلول المضخات المخصصة للدرجات العالية هي الحل بدلاً من إجبار المضخة القياسية على العمل بما يتجاوز حدودها.

التشغيل الجاف: أسرع طريقة لتدمير مضخة بدون مانع تسرب

ارتفاع درجة الحرارة، ثم ظهور ضوضاء، ثم تعطل المضخة أو توقفها عن العمل — وأحيانًا في غضون دقائق معدودة. التشغيل الجاف هو أكثر ما يمكن أن يلحق الضرر بمضخة ذات محرك مغناطيسي، ومن المهم فهم سبب خطورته الشديدة.

في المضخة ذات المحرك المغناطيسي، يؤدي السائل الذي يتم ضخه ثلاث وظائف بالإضافة إلى كونه المنتج نفسه. فهو يقوم بتزييت محامل الجلبة المصنوعة من كربيد السيليكون، ويبرد الدوار المغناطيسي الداخلي، ويطرد الحرارة الناتجة عن التيارات الدوامة التي يولدها الغلاف المعدني. وإذا تم تشغيل المضخة بدون سائل، تتوقف هذه الوظائف الثلاث في آن واحد. تعتمد محامل كربيد السيليكون على طبقة رقيقة من السائل، لذا فإنها تعمل جافةً فتتعرض لارتفاع درجة الحرارة أو تتشقق؛ وتسخن حجرة المغناطيس دون أن تجد مخرجًا للحرارة، وقد تفقد المغناطيسات مغناطيسيتها في غضون دقائق.

الأسباب بسيطة: خط شفط فارغ بسبب نفاد محتويات الخزان، أو فقدان التمهيد، أو انحباس الغاز، أو صمام شفط مغلق، أو بدء التشغيل قبل ملء المضخة. والقاعدة بسيطة بنفس القدر — لا تقم أبدًا بتشغيل مضخة ذات محرك مغناطيسي وهي جافة، حتى ولو لفترة قصيرة. قم بملء الخزان وتهويته قبل كل تشغيل. في الحالات التي قد ينفد فيها الإمداد أو يتراكم الغاز في الخط، قم بتركيب حماية ضد التشغيل الجاف: جهاز مراقبة الطاقة أو التيار، أو مفتاح استشعار وجود السائل الذي يوقف المضخة قبل حدوث أي تلف. إنها الحماية الأكثر أهمية في التركيبات غير المانعة للتسرب. فيما يتعلق بالمحامل والأجزاء القابلة للتآكل، راجع دليل العمر الافتراضي لأجزاء المضخات الكيميائية وصيانتها.

تآكل المحامل وانحشارها

الضوضاء، والاهتزاز، والانخفاض التدريجي في الأداء، والشعور بخشونة العمود أو انحشاره عند تدويره باليد. محامل الجلبة هي الجزء الذي ينبغي الاشتباه فيه.

يتم تشحيم تلك المحامل — سواء كانت من كربيد السيليكون أو نيتريد السيليكون — بواسطة سائل العملية فقط. وأي عامل يكسر الطبقة السائلة النظيفة يؤدي إلى تآكلها: مثل التشغيل الجاف، أو وجود جسيمات صلبة في السائل، أو وجود مادة تتبلور داخل المضخة، أو عدم محاذاة الدوارات الداخلية والخارجية مما يؤدي إلى تحميل المحمل بشكل غير متساوٍ. ونظرًا لوجود المحامل داخل السائل الذي يتم ضخه، فإنها لا تتمتع بأي حماية مثل تلك التي تتمتع بها محامل الحمام الزيتي في المضخات التقليدية.

قم بتركيب مصفاة شفط لأي سائل قد يحمل جسيمات صلبة؛ فالمضخات ذات المحرك المغناطيسي لا تتحمل الجسيمات الحبيبية. حافظ على درجة حرارة وسط التبلور أعلى من درجة حرارة التبلور باستخدام نظام التتبع الحراري أو الغلاف العازل، وقم بشطف المضخة بعد تشغيلها. حافظ على تدفق السائل وتجنب التشغيل عند أدنى مستوى للتدفق. عند إعادة البناء، تحقق من محاذاة الدوار واستبدل المحامل كمجموعة بدلاً من استبدالها بشكل فردي. إذا كان العمل كاشطًا حقًّا أو يحتوي على الكثير من المواد الصلبة، فإن المضخة غير المانعة للتسرب ليست الأداة المناسبة لذلك — فهذا الحمل يناسب مضخة ذات تجويف متدرج أو مضخة أخرى من سلسلة مضخات الإزاحة الإيجابية.

التجويف

اهتزاز شديد، وصوت قعقعة أو صوت يشبه وجود حصى داخل المضخة، وتقلب في التدفق، وتآكل المحامل والدوار بوتيرة أسرع من المعتاد. ويُعد التكهف هو السبب في ذلك، وفي المضخات ذات المحرك المغناطيسي، يؤثر الاهتزاز بشكل خاص على المحامل الجلبية.

عندما ينخفض الضغط على جانب الشفط إلى ما دون ضغط بخار السائل، تتشكل فقاعات بخار، ثم تنهار بعنف عند وصولها إلى منطقة المكره ذات الضغط الأعلى. ويؤدي هذا الانهيار إلى تآكل — فهو يضرب أسطح المكره والمحامل بقوة ويهز المضخة بأكملها. وينتج ذلك عن انخفاض ارتفاع الشفط الإيجابي الصافي: ارتفاع شفط مرتفع جدًا، أو خط شفط مسدود أو صغير الحجم، أو سائل ساخن قريب من درجة الغليان، أو سائل يحمل غازًا مذابًا. تتمثل الحلول في زيادة ارتفاع الشفط المتاح — خفض مستوى المضخة بالنسبة للمصدر، وتقصير خط الشفط وتوسيعه، وتنظيف المصافي، وتبريد السائل الذي يقترب من درجة الغليان. نقوم بشرح الحسابات والحلول في منع حدوث التجويف في المضخة الصفحة.

ارتفاع درجة الحرارة، وانخفاض التدفق، والترسبات الملتصقة

يصبح جسم المضخة أو منطقة المغناطيس ساخنًا، وفي حالة السوائل الحساسة للحرارة، قد تجد رواسب متفحمة على محور المروحة عند فتحها. وكلا الأمرين يعودان إلى المشكلة نفسها: عدم كفاية التدفق لتبديد الحرارة.

تحتاج المضخة ذات المحرك المغناطيسي إلى معدل تدفق أدنى لإخراج الحرارة من المحامل وغرفة المغناطيس، بما في ذلك الحرارة الناتجة عن التيارات الدوامة التي يولدها الغلاف المعدني. وإذا تم تشغيلها بتدفق منخفض جدًّا أو في مواجهة صمام مغلق، فلن تجد تلك الحرارة مخرجًا، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة السائل المحبوس في الغرفة بشكل مفرط. وفي حالة استخدام سائل حساس للحرارة، يمكن أن تؤدي الحرارة إلى التصاق مكونات العملية بمحور مغناطيس المكره، مما يؤدي إلى تكوين ترسبات تؤدي في النهاية إلى انحشار الدوار.

التزم بالحد الأدنى للتدفق المستمر المحدد من قبل الشركة المصنعة، وقم بإضافة خط جانبي أو خط إعادة تدوير إذا انخفض الطلب في العملية إلى ما دون هذا الحد. لا تقم أبدًا بتشغيل النظام في ظل وجود صمام تصريف مغلق. بالنسبة للسوائل الحساسة للحرارة أو المعرضة للتلوث، حافظ على ارتفاع معدل التدفق وفكر في استخدام غلاف احتواء غير معدني، والذي يزيل التسخين الناتج عن التيارات الدوامة تمامًا. إن استمرار ارتفاع درجة الحرارة عند التدفق العادي يشير إلى مسار تبريد صغير الحجم أو عدم ملاءمة الاختيار، وهو أمر يستحق المراجعة.

الأضرار التي لحقت بالغلاف الاحتوائي والتلوث المغناطيسي الحديدي

يتناول هذا القسم مشكلتين مختلفتين. المشكلة الخطيرة هي ظهور سائل في منطقة المغناطيس أو محرك الأقراص — وهو ما يعني اختراق الحاجز المانع للتسرب. أما المشكلة الأخرى فهي حدوث خشونة مفاجئة في التوصيل وفقدان عزم الدوران بسبب وجود حطام في الفجوة المغناطيسية.

الغلاف الاحتوائي هو الحاجز الثابت الذي يحافظ على إغلاق السائل داخل الجزء الرطب. يمكن أن يؤدي التآكل، أو التآكل الناتج عن التكهف، أو الخدوش الناتجة عن المواد الصلبة إلى تشقق الغلاف أو ثقبه، مما يسمح بتسرب سائل المعالجة إلى غرفة المغناطيس. وبشكل منفصل، يتم سحب الحطام المغناطيسي — مثل برادة الحديد، والصدأ، وقشور اللحام من الأنابيب الجديدة — إلى الفجوة المغناطيسية، حيث يقوم بصقل أسطح الفجوة وإتلاف أداة التوصيل. أوقف المضخة على الفور إذا وجدت سائلًا في منطقة المحرك، لأن الغلاف المخترق قد يؤدي إلى تسرب السائل نفسه الذي تم اختيار التصميم غير المُحكم من أجل احتوائه. قم بمطابقة الغلاف والمواد الملامسة للسائل مع نوع السائل: بالنسبة للكلوريدات، أو الأحماض القوية، أو الوسائط المكونة لـ HF، فإن ذلك يعني استخدام السبيكة المناسبة أو تصميم مبطّن بالفلوروبوليمر من منتجاتنا حلول المضخات المقاومة للتآكل، مع حلول المضخات المانعة للتسرب فيما يتعلق بالاحتواء. قم بشطف الأنابيب الجديدة قبل بدء التشغيل، وقم بتركيب مصيدة مغناطيسية أو مصفاة لالتقاط الجسيمات المغناطيسية قبل وصولها إلى الفجوة.

قائمة مرجعية وقائية موجزة

يمكن تجنب معظم أعطال محركات المغناطيسية من خلال اتباع بعض العادات البسيطة:

● قم بتجهيز المضخة وتفريغها قبل كل عملية تشغيل؛ ولا تدع المضخة تعمل جافة أبدًا.

● افتح صمام التفريغ قبل بدء التشغيل؛ ولا تقم أبدًا بالتشغيل بدون حمل مع وجود الصمام مغلقًا.

● الحفاظ على الحد الأدنى من التدفق المستمر؛ وإضافة ممر جانبي في حالة انخفاض معدل العملية.

● قم بتركيب نظام حماية من التشغيل الجاف — جهاز مراقبة الطاقة/التيار أو مفتاح استشعار وجود السائل.

● قم بتصفية السائل وشطف الأنابيب الجديدة لمنع دخول المواد الصلبة والحطام المغناطيسي.

● احرص على إبقاء سوائل التبلور ساخنة، وقم بشطف المضخة بعد تشغيلها.

● يجب مطابقة المواد الملامسة للسائل ومواد الغلاف مع السائل؛ وإعادة التحقق من الشروط التشغيلية في حالة حدوث تغير في اللزوجة أو درجة الحرارة بنسبة تزيد عن 20٪ تقريبًا.

● قم بتسجيل درجة الحرارة وتيار المحرك والاهتزازات حتى يتسنى رصد أي انحراف تدريجي قبل أن يتحول إلى عطل.

متى يجب التوقف والاتصال بالشركة المصنعة

بعض النتائج تستدعي التوقف الفوري، وليس «المراقبة والانتظار». وجود سائل في منطقة المحرك يعني حدوث خرق في غلاف الاحتواء. أما الانخفاض الدائم في الضغط والتدفق بعد حدوث ارتفاع مفرط في درجة الحرارة، فيشير إلى فقدان المغناطيسات لخصائصها المغناطيسية. وتشير حالات الفصل المتكررة إلى أن الوصلة لا تتمتع بهامش أمان كافٍ لأداء المهمة. لا تُعد أي من هذه المشكلات قابلة للتعديل ميدانيًّا — فهي تتطلب تفكيكًا، أو قطع غيار مناسبة، أو إعادة تصنيف المضخة وفقًا لظروف التشغيل الفعلية. إذا كنت تختار بين مضخة ذات محرك مغناطيسي بدون مانع تسرب، أو مضخة ذات تروس مغناطيسية، أو مضخة مغناطيسية دوامية لهذا الغرض، أو تقيّم تكنولوجيا المضخات ذات المحركات المدمجة بل يجب التفكير في ذلك؛ فهذه مسألة تتعلق باختيار الخيار الصحيح، وتستحق أن يتم دراستها قبل حدوث الفشل التالي، وليس بعده.

تواصل مع شركة «أولانك» بشأن أي مشكلة تتعلق بمحرك «ماغ-درايف» أو استبداله

سواء كنت تقوم بتشخيص عطل ما، أو تخطط لإعادة بناء مضخة، أو إعادة تقييم مضخة تتعرض للانفصال المستمر، فإن فريقنا الهندسي قادر على اختيار المضخة المناسبة — سواء كانت مضخة ذات محرك مغناطيسي بدون مانع تسرب، أو مضخة ذات تروس مغناطيسية، أو مضخة مغناطيسية دوامية — بالإضافة إلى المواد المناسبة — لتلبية متطلبات التشغيل الخاصة بك. يرجى إرسال طراز المضخة، ونوع السائل مع درجة حرارته ولزوجته، والتغيرات التي حدثت قبل حدوث العطل.

تواصل مع فريقنا: اتصل بـ Aulank | واتساب: +86 13773157367 | البريد الإلكتروني: info@aulankpump.com

مقالات ذات صلة: دليل اختيار المضخات ذات المحرك المغناطيسي • سلسلة المضخات الكيميائية