La  پمپ توربین عمودی چاه عمیق  نقش حیاتی در کاربردهایی مانند کشاورزی، تامین آب شهری و انتقال سیالات صنعتی ایفا می‌کند. با وجود طراحی و کارایی قوی، خرابی شفت یکی از رایج‌ترین و پرهزینه‌ترین مشکلاتی است که در طول عملیات با آن مواجه می‌شویم. درک علل بالقوه آسیب شفت پمپ برای حفظ قابلیت اطمینان سیستم، به حداقل رساندن زمان از کار افتادگی و جلوگیری از تعمیرات پرهزینه ضروری است. این مقاله 10 دلیل اصلی خرابی شفت پمپ را با تمرکز بر عوامل عملیاتی، مکانیکی و محیطی که بر عملکرد و یکپارچگی آن تأثیر می‌گذارند، بررسی می‌کند. پمپ توربین عمودی چاه عمیق.

۱. بهره‌برداری دور از نقطه بهترین راندمان (BEP)

کار کردن پمپ دور از نقطه بهینه عملکرد (BEP) آن، علت اصلی خرابی شفت است. وقتی یک چاه عمیق پمپ توربین عمودی اگر خارج از محدوده بهینه خود کار کند، نیروهای شعاعی بیش از حدی را تجربه می‌کند. این نیروها باعث انحراف و خم شدن شفت می‌شوند و تنش کششی ایجاد می‌کنند که ممکن است به مرور زمان منجر به خستگی شود. کارکرد مداوم در چنین شرایطی، عمر مفید شفت را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

۲. خمیدگی شفت پمپ

خمیدگی شفت باعث عدم تعادل و ناهمراستایی می‌شود و اثرات مخربی مشابه عملکرد خارج از شرایط بهینه (BEP) ایجاد می‌کند. چنین تغییر شکلی اغلب ناشی از کیفیت پایین تولید یا جابجایی نامناسب در حین نصب یا حمل و نقل است. اطمینان از صاف بودن شفت در محدوده تلرانس‌های دقیق - معمولاً در محدوده 0.001 تا 0.002 اینچ - ضروری است.

۳. پروانه یا روتور نامتعادل

روتورهای نامتعادل باعث ایجاد ارتعاشات جانبی و "لرزش" شفت می‌شوند. این حرکت مکرر، خم شدن شفت را شبیه‌سازی کرده و منجر به خستگی می‌شود. بالانس دینامیکی منظم پروانه‌ها، حتی برای پمپ‌های توربین عمودی چاه عمیق با سرعت کم، برای حفظ پایداری شفت بسیار مهم است.

۴. خواص و تغییرات سیال

تغییرات غیرمنتظره در ویسکوزیته، دما یا وزن مخصوص سیال پمپ‌شده می‌تواند بر گشتاور و بارگذاری شفت تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، پمپاژ نفت کوره شماره ۴ در دمای ۰ درجه سانتیگراد به جای دمای طراحی‌شده ۳۵ درجه سانتیگراد، ویسکوزیته را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهد و مقاومت و تنش مکانیکی را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، سیالات خورنده می‌توانند مقاومت خستگی مواد شفت را کاهش دهند و شفت پمپ را بیشتر در معرض خرابی قرار دهند.

5. عملیات سرعت متغیر

اگرچه درایوهای فرکانس متغیر (VFD) انعطاف‌پذیری ارائه می‌دهند، اما اگر به درستی پیکربندی نشوند، می‌توانند تنش شفت را افزایش دهند. با کاهش سرعت، گشتاور افزایش می‌یابد. پمپی که با نصف سرعت کار می‌کند ممکن است به دو برابر گشتاور نیاز داشته باشد که به طور بالقوه از محدودیت‌های طراحی شفت فراتر می‌رود. کاربران باید اسب بخار ترمزی مجاز را در هر 100 دور در دقیقه در نظر بگیرند تا در حین کار با سرعت متغیر از آسیب جلوگیری شود.

۶. مشکلات مربوط به سوء استفاده و کاهش راندمان

نادیده گرفتن توصیه‌های سازنده در مورد پیکربندی درایو می‌تواند منجر به خرابی زودرس شفت شود. پمپ‌های توربین عمودی چاه عمیق که برای کوپلینگ مستقیم طراحی شده‌اند، ممکن است به دلیل افزایش بارهای جانبی، درایوهای تسمه‌ای یا زنجیری را تحمل نکنند. به عنوان مثال، مدل‌های سازگار با ANSI B73.1 برای درایوهای تسمه‌ای مناسب نیستند. کاهش توان اسب بخار بر این اساس هنگام استفاده از سیستم‌های درایو جایگزین ضروری است.

7. ناهماهنگی

حتی ناهم‌ترازی جزئی بین موتور و پمپ توربین عمودی چاه عمیق می‌تواند نیروهای خمشی ایجاد کند که به شفت فشار وارد کرده و در نهایت باعث خرابی می‌شود. ناهم‌ترازی اغلب ابتدا از طریق سایش زودرس یاتاقان یا لرزش آشکار می‌شود. در حین نصب باید از ابزارهای دقیق هم‌ترازی و سیستم‌های لیزری استفاده شود.

۸. ارتعاش از منابع خارجی

علاوه بر عدم تعادل و ناهمراستایی، منابع ارتعاش خارجی مانند کاویتاسیون، رزونانس لوله‌کشی یا ناپایداری هیدرولیکی می‌توانند تنش اضافی را به شفت منتقل کنند. نظارت مداوم با استفاده از ابزارهای تحلیل ارتعاش می‌تواند به تشخیص و اصلاح زودهنگام مشکلات کمک کند.

۹. نصب نادرست قطعات

نصب نادرست اجزای حیاتی - مانند پروانه‌ها، کوپلینگ‌ها و غلاف‌ها - می‌تواند منجر به خزش شفت شود که به آرامی منجر به سایش و خستگی می‌شود. نصب دقیق و مشخصات گشتاور صحیح برای اطمینان از قابلیت اطمینان درازمدت ضروری است.

۱۰. انتخاب سرعت نامناسب

کارکرد پمپ خارج از محدوده سرعت طراحی‌شده‌اش، چیزی بیش از گشتاور را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در سرعت‌های پایین‌تر، شفت اثر میرایی سیال معروف به اثر لوماکین را از دست می‌دهد که به پایداری روتور کمک می‌کند. در سرعت‌های بالاتر، افزایش اینرسی می‌تواند از محدودیت‌های طراحی فراتر رود و منجر به سایش سریع و خرابی شفت شود.

نتیجه

خرابی شفت در یک پمپ توربین عمودی چاه عمیق معمولاً با عملکرد صحیح، نظارت دقیق و نگهداری معمول قابل پیشگیری است. عواملی مانند کارکرد خارج از BEP، تعویض سیال و نصب نادرست می‌تواند طول عمر شفت پمپ را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. با درک و کاهش این 10 علت رایج، اپراتورها می‌توانند قابلیت اطمینان را افزایش دهند، راندمان را بهبود بخشند و خطر خرابی فاجعه‌بار پمپ را کاهش دهند. همیشه دستورالعمل‌های سازنده پمپ را مطالعه کنید و بهترین شیوه‌های متناسب با کاربرد خاص خود را اتخاذ کنید تا عملکرد طولانی‌مدت پمپ توربین عمودی چاه عمیق خود را تضمین کنید.