חדשות - אילו בעיות עלולות להיגרם עקב סגירת שסתום היציאה במהלך פעולת משאבה צנטריפוגלית?

שמירה על שסתום היציאה סגור במהלךמשאבות צנטריפוגליותהפעולה מציגה סיכונים טכניים מרובים.

המרת אנרגיה בלתי מבוקרת וחוסר איזון תרמודינמי

1.1 במצב סגור של עלייה בטמפרטורת המדיום, כמעט כל אנרגיית הקלט מומרת לאנרגיית חום. המדיום אינו מסוגל לסלק את החום, מה שגורם לעלייה חדה בטמפרטורה בתא המשאבה. פעולה רציפה תגרום לאידוי המדיום, מה שמאיץ את הפחמן של חומר האיטום.

1.2 כשל במערכת האטימה בסביבה של טמפרטורה גבוהה ואידוי של המדיום, האטם המכני המסתמך על שימון וקירור המדיום יוביל לכשל התחממות יתר שלו - לאטם המכני יהיה חיכוך יבש ופני האטם יישרפו.

מאמץ מכני חריג

2.1 הצפת כוח צירי הכוח הצירי של שסתום הסגירה הוא בדרך כלל פי 1.5-5 מזה של תנאי עבודה רגילים, ועומס מיסב הדחף עלול להגיע או אף לחרוג מגבול הנשיאה שלו, וכתוצאה מכך להתפרקות כלוב המיסב או לעיוות הכלוב.

2.2 נזקי רטט ועייפות ההבדל בהתפשטות תרמית הנגרם מטמפרטורה גבוהה מוביל לעיוות תרמי או למאמץ תרמי, לפער חריג בין האימפלר למארז המשאבה, ולהשפעת עומס הידראולי לא מאוזן, הגורמים לפגיעת האיזון הדינמי של הרוטור, לעלייה ברטט ולנזקי עייפות לחלקים.

קוויטציה ונזק חומרי

3.1 קצבת NPSH אידוי הפוך של המדיום [להנמיך את קצבת הקביטציה (NPSHa) של המכשיר מה-NPSHr הנדרש של המשאבה], יצירת בועות, וגלי ההלם שנוצרים מקריסת הבועות יכולים להגיע ל-690MPa, וכתוצאה מכך להתפוררות ופליטת חלת דבש של רץ האימפלר.

3.2 הידרדרות מבנה מטלוגרפית עבור אימפלרים מפלדת אל-חלד אוסטניטית, רגישות עשויה להתרחש בטמפרטורות גבוהות מקומיות, וקצב הקורוזיה הבין-גרגירית יגדל וחוזק המתיחה יקטן. עבור אימפלרים מפלדת פחמן, הבעיות בטמפרטורות גבוהות משמעותיות יותר, כגון חמצון ודקרבוריזציה בטמפרטורה גבוהה, וכתוצאה מכך ירידה בחוזק פני השטח ובמדיניות הכללית; אם היא מכילה זיהומים כמו גופרית וזרחן, קל להפריד בגבולות הגרעינים בטמפרטורות גבוהות, מה שגורם לשבירות תרמית ולסדקים קלים במהלך הפעולה; בטמפרטורה גבוהה לטווח ארוך, לפלדת פחמן יש עמידות נמוכה לזחילה, וטמפרטורה גבוהה מקומית עלולה להאיץ את עיוות הזחילה, מה שבסופו של דבר יוביל לשבר באימפלר או לכשל עייפות.

אבטחת המערכת וסיכונים כלכליים

4.1 לחץ הלחץ של מעטפת נושאת הלחץ חורג מהמגבלה ופועלת שסתום הסגירה גורמת ללחץ היציאה של המשאבה להגיע ל-120-150% מהערך המדורג, וקיים סיכון לפריצת הלחץ שנקבע של שסתום הבטיחות, מה שעלול לגרום לפריקה של שחרור לחץ או סדקים בריתוך הצינור.

4.2 צריכת אנרגיה ועלויות תחזוקה פעולת כיבוי שסתום נחשול היא "מצב קטלני" של משאבות צנטריפוגליות, מה שמגדיל משמעותית את צריכת האנרגיה בטווח הקצר, ותפעול לטווח ארוך יוביל לנזק ממאיר לציוד, ועלות התחזוקה הכוללת עשויה לעלות פי 3-10.

הידרדרות בתנאי עבודה מיוחדים במדיה

עבור מדיה נדיפה (למשל, גז נפט נוזלי), פעולת השסתום הסגור תאיץ את אידוי הפאזה הנוזלית, וזרימת הגז-נוזל הדו-פאזית בתא המשאבה תגרום לשינויים פתאומיים בזרימה, וכתוצאה מכך לתנודות תקופתיות של כוחות ציריים ולהאצת שחיקת הרכיבים.

ניסיון בתעשייה ודרישות סטנדרטיות

6.1 ניסיון בתעשייהבהתאם לניסיון היישום ההנדסי בפועל, מגבלת זמן הפעולה של שסתום משאבה צנטריפוגלית לא תעלה על 2 דקות, ובדרך כלל היא מוגבלת לדקה אחת. מומלץ להגדיר מערכת בקרה משולבת שתפעיל אוטומטית את תוכנית ההגנה מפני כיבוי כאשר שסתום היציאה נסגר ונמשך זמן רב יותר.

6.2 מפרט התקן דורש שתקן API 610 מהדורה 12 יקבע כי חלק מהמשאבות בעלות אנרגיה גבוהה, בעלות הילוך אינטגרלי או רב-שלביות, חוות עלייה מהירה בטמפרטורה כאשר שסתום היציאה סגור, מה שהופך את הבדיקה לבלתי אפשרית ו/או לא בטוחה כאשר השסתום סגור. עליית הטמפרטורה קשורה קשר הדוק לצפיפות ההספק. צפיפות ההספק PD, אשר ניתן לקרב כ:

דירוג P: דירוג הספק לשלב כאשר מים בכוחות סוס (או מגה-וואט)

קוטר אימפלר מדורג באינצ'ים (או מטר)

זרבובית D: קוטר אוגן היציאה הנומינלי באינצ'ים (או מטר). עבור משאבות חד-שלביות בעלות יניקה כפולה, זרבובית D היא קוטר אוגן הכניסה.

הערך הקריטי הטיפוסי עבור PD הוא 0.286 כ"ס/אינץ'³ (13 מגה-וואט/מ"ק), מעבר לו מומלץ לא להפעיל את המשאבה כאשר שסתום היציאה סגור במהלך בדיקת הביצועים.

זמן פרסום: 04 ביוני 2025