ال  مضخة توربينية عمودية عميقة  تلعب دورًا حيويًا في تطبيقات مثل الزراعة، وإمدادات المياه البلدية، ونقل السوائل الصناعية. على الرغم من تصميمها المتين وكفاءتها العالية، يُعدّ عطل عمود المضخة من أكثر المشاكل شيوعًا وتكلفة أثناء التشغيل. يُعدّ فهم الأسباب المحتملة لتلف عمود المضخة أمرًا أساسيًا للحفاظ على موثوقية النظام، وتقليل وقت التوقف عن العمل، وتجنب تكاليف الإصلاح الباهظة. تستكشف هذه المقالة عشرة أسباب رئيسية لعطل عمود المضخة، مع التركيز على العوامل التشغيلية والميكانيكية والبيئية التي تؤثر على أداء وسلامة المضخة. مضخة توربينية عمودية عميقة.

1. التشغيل بعيدًا عن نقطة أفضل كفاءة (BEP)

إن تشغيل المضخة بعيدًا عن نقطة الانطلاق الأمثل هو السبب الرئيسي لفشل عمود المضخة. عند وجود بئر عميق مضخة التوربينات العمودية عند تشغيله خارج نطاقه الأمثل، يتعرض لقوى شعاعية مفرطة. هذه القوى تسبب انحراف العمود وانحناءه، مما يُولّد إجهاد شد قد يؤدي إلى إجهاد مع مرور الوقت. يؤدي التشغيل المستمر في مثل هذه الظروف إلى تقصير عمر خدمة العمود بشكل كبير.

2. عمود المضخة المنحني

يُسبب انحناء العمود اختلالًا في التوازن والمحاذاة، مما يُسبب آثارًا ضارة مماثلة للتشغيل خارج نطاق BEP. غالبًا ما ينتج هذا التشوه عن سوء جودة التصنيع أو سوء المناولة أثناء التركيب أو النقل. من الضروري ضمان استقامة العمود ضمن حدود تفاوت صارمة - عادةً ما تتراوح بين 0.001 و0.002 بوصة.

3. المكره أو الدوار غير المتوازن

تُسبب الدوارات غير المتوازنة اهتزازات جانبية واهتزازًا في العمود. تُحاكي هذه الحركة المتكررة انحناء العمود، مما يُسبب إجهادًا. يُعدّ التوازن الديناميكي المنتظم للدوافع أمرًا بالغ الأهمية، حتى في مضخات التوربينات العمودية منخفضة السرعة للآبار العميقة، للحفاظ على استقرار العمود.

4. خصائص السوائل والتغيرات

يمكن أن تؤثر التغيرات غير المتوقعة في اللزوجة أو درجة الحرارة أو الكثافة النوعية للسائل المضخوخ على عزم الدوران وحمل العمود. على سبيل المثال، يؤدي ضخ زيت الوقود رقم 4 عند درجة حرارة 0 درجة مئوية بدلًا من 35 درجة مئوية المحددة إلى زيادة اللزوجة بشكل كبير، مما يزيد من المقاومة والإجهاد الميكانيكي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تقلل السوائل المسببة للتآكل من قوة تحمل مواد العمود للإجهاد، مما يزيد من احتمالية تلف عمود المضخة.

5. تشغيل السرعة المتغيرة

على الرغم من أن محركات التردد المتغير (VFD) توفر مرونة، إلا أنها قد تزيد من إجهاد العمود إذا لم تُهيأ بشكل صحيح. مع انخفاض السرعة، يرتفع عزم الدوران. قد تتطلب المضخة التي تعمل بنصف السرعة ضعف عزم الدوران، مما قد يتجاوز حدود تصميم العمود. يجب على المستخدمين مراعاة قوة المكابح المسموح بها لكل 100 دورة في الدقيقة لتجنب التلف أثناء التشغيل بسرعات متغيرة.

6. مشاكل سوء الاستخدام وخفض التصنيف

قد يؤدي تجاهل توصيات الشركة المصنعة لتكوين نظام الدفع إلى تعطل عمود الإدارة مبكرًا. قد لا تتحمل مضخات التوربينات العمودية للآبار العميقة، المصممة للربط المباشر، استخدام أنظمة الدفع بالأحزمة أو السلاسل نظرًا لزيادة الأحمال الجانبية. على سبيل المثال، لا تُعد الطُرز المتوافقة مع معيار ANSI B73.1 مناسبةً لاستخدام أنظمة الدفع بالأحزمة. لذا، يُعدّ تخفيض القدرة الحصانية وفقًا لذلك أمرًا ضروريًا عند استخدام أنظمة دفع بديلة.

7. اختلال المحاذاة

حتى أي خلل بسيط في المحاذاة بين المحرك ومضخة التوربينات العمودية ذات البئر العميق قد يُولّد قوى انحناء تُسبب ضغطًا على العمود، مما قد يُؤدي في النهاية إلى عطل. غالبًا ما يظهر الخلل أولًا من خلال التآكل المبكر للمحمل أو الاهتزاز. يجب استخدام أدوات محاذاة دقيقة وأنظمة ليزر أثناء التركيب.

8. الاهتزازات من مصادر خارجية

إلى جانب اختلال التوازن وعدم المحاذاة، يمكن لمصادر الاهتزاز الخارجية، مثل التجويف ورنين الأنابيب وعدم الاستقرار الهيدروليكي، أن تنقل ضغطًا إضافيًا إلى العمود. تساعد المراقبة المستمرة باستخدام أدوات تحليل الاهتزازات على اكتشاف المشكلات ومعالجتها مبكرًا.

9. التثبيت غير الصحيح للمكونات

قد يؤدي التركيب غير الصحيح للمكونات الأساسية - مثل المراوح والوصلات والأكمام - إلى زحف العمود، مما يؤدي تدريجيًا إلى التآكل والتعب. يُعدّ التركيب الدقيق ومواصفات عزم الدوران الصحيحة أمرًا أساسيًا لضمان الموثوقية على المدى الطويل.

10. اختيار السرعة غير الصحيح

يؤثر تشغيل المضخة خارج نطاق سرعتها المُصممة على أكثر من مجرد عزم الدوران. فعند السرعات المنخفضة، يفقد العمود تأثير تخميد السوائل المعروف باسم تأثير لوماكين، والذي يُساعد على استقرار الدوار. أما عند السرعات العالية، فقد يتجاوز القصور الذاتي المُتزايد حدود التصميم، مما يؤدي إلى تآكل سريع وتعطل العمود.

الخاتمة

عادةً ما يُمكن تجنّب أعطال أعمدة المضخة التوربينية العمودية للآبار العميقة من خلال التشغيل السليم والمراقبة الدقيقة والصيانة الدورية. عوامل مثل التشغيل خارج نطاق أفضل الممارسات البيئية (BEP)، وتغييرات السوائل، والتركيبات غير السليمة، يُمكن أن تُقلّل بشكل كبير من عمر عمود المضخة. بفهم هذه الأسباب العشرة الشائعة والتخفيف من حدتها، يُمكن للمشغلين تعزيز الموثوقية، وتحسين الكفاءة، وتقليل خطر الأعطال الكارثية للمضخة. احرص دائمًا على مراجعة إرشادات الشركة المُصنّعة للمضخة، واتبع أفضل الممارسات المُصممة خصيصًا لتطبيقك الخاص لضمان الأداء طويل الأمد لمضخة التوربينية العمودية للآبار العميقة.