يولد العمود الدوار (أو الدوار) اهتزازات تنتقل إلىحالة الانقسامالمضخة ومن ثم إلى المعدات والأنابيب والمرافق المحيطة. يختلف سعة الاهتزاز عمومًا باختلاف سرعة دوران الدوار/العمود. عند السرعة الحرجة، يصبح سعة الاهتزاز أكبر ويهتز العمود بالرنين. يعد عدم التوازن واختلال المحاذاة من الأسباب المهمة لاهتزاز المضخة. ومع ذلك، هناك مصادر وأشكال أخرى من الاهتزازات المرتبطة بالمضخات.

لقد كان الاهتزاز، وخاصة الناتج عن عدم التوازن واختلال المحاذاة، محط اهتمام مستمر لتشغيل العديد من المضخات وأدائها وموثوقيتها وسلامتها. المفتاح هو اتباع نهج منظم للاهتزاز والموازنة والمحاذاة والمراقبة (مراقبة الاهتزاز). معظم الأبحاث حولحالة الانقسامتعتبر مراقبة اهتزاز المضخة والتوازن والمحاذاة وحالة الاهتزاز أمرًا نظريًا.

ويجب إيلاء اهتمام خاص للجوانب العملية لطلب الوظيفة بالإضافة إلى الأساليب والقواعد المبسطة (للمشغّلين ومهندسي المصانع والمتخصصين). تتناول هذه المقالة الاهتزاز في المضخات وتعقيدات المشاكل التي قد تواجهها.

Vاهتزازات في Pالحزب الحاكم

حالة الانقسام صumpsتستخدم على نطاق واسع في المصانع والمرافق الحديثة. على مر السنين، كان هناك اتجاه نحو مضخات أسرع وأكثر قوة مع أداء أفضل ومستويات اهتزاز أقل. ومع ذلك، لتحقيق هذه الأهداف الصعبة، من الضروري تحديد المضخات وتشغيلها وصيانتها بشكل أفضل. وهذا يترجم إلى تصميم ونمذجة ومحاكاة وتحليل وتصنيع وصيانة أفضل.

يمكن أن يكون الاهتزاز المفرط مشكلة متطورة أو علامة على فشل وشيك. يُنظر إلى الاهتزاز والصدمة/الضوضاء المرتبطة به على أنه مصدر للصعوبات التشغيلية، وقضايا الموثوقية، والأعطال، وعدم الراحة، والمخاوف المتعلقة بالسلامة.

Vمزعج Pالفنون

عادةً ما تتم مناقشة الخصائص الأساسية لاهتزاز الدوار بناءً على الصيغ التقليدية والمبسطة. بهذه الطريقة، يمكن تقسيم اهتزاز العضو الدوار إلى قسمين نظريًا: الاهتزاز الحر والاهتزاز القسري.

يتكون الاهتزاز من عنصرين رئيسيين، إيجابي وسلبي. في الجزء الأمامي، يدور الجزء المتحرك على طول مسار حلزوني حول محور المحمل في اتجاه دوران العمود. على العكس من ذلك، في حالة الاهتزاز السلبي، يلتف مركز الدوار حول محور المحمل في الاتجاه المعاكس لدوران العمود. إذا تم بناء المضخة وتشغيلها بشكل جيد، فإن الاهتزازات الحرة عادة ما تتحلل بسرعة، مما يجعل الاهتزازات القسرية مشكلة كبيرة.

هناك تحديات وصعوبات مختلفة في تحليل الاهتزازات ومراقبة الاهتزازات وفهمها. بشكل عام، مع زيادة تردد الاهتزاز، يصبح من الصعب بشكل متزايد حساب/تحليل العلاقة بين الاهتزاز والقراءات التجريبية/الفعلية بسبب أشكال الوضع المعقدة.

المضخة الفعلية والرنين

بالنسبة للعديد من أنواع المضخات، مثل تلك ذات القدرة المتغيرة السرعة، من غير العملي تصميم وتصنيع مضخة بهامش رنين معقول بين جميع الاضطرابات الدورية المحتملة (الإثارة) وجميع أنماط الاهتزاز الطبيعية الممكنة.

غالبًا ما تكون ظروف الرنين لا يمكن تجنبها، مثل محركات المحركات متغيرة السرعة (VSD) أو التوربينات البخارية متغيرة السرعة، وتوربينات الغاز والمحركات. ومن الناحية العملية، ينبغي تحديد أبعاد مجموعة المضخة وفقًا لذلك لمراعاة الرنين. بعض حالات الرنين ليست خطيرة في الواقع بسبب، على سبيل المثال، التخميد العالي المتضمن في الأوضاع.

وفي الحالات الأخرى، ينبغي تطوير أساليب التخفيف المناسبة. إحدى طرق التخفيف هي تقليل أحمال الإثارة التي تعمل على أوضاع الاهتزاز. على سبيل المثال، يمكن تقليل قوى الإثارة الناتجة عن عدم التوازن وتغيرات وزن المكونات من خلال الموازنة المناسبة. يمكن عادةً تقليل قوى الإثارة هذه بنسبة 70% إلى 80% من المستويات الأصلية/العادية.

بالنسبة للإثارة الحقيقية في المضخة (الرنين الحقيقي)، يجب أن يتطابق اتجاه الإثارة مع شكل الوضع الطبيعي بحيث يمكن إثارة الوضع الطبيعي بواسطة حمل (أو فعل) الإثارة هذا. في معظم الحالات، إذا كان اتجاه الإثارة لا يتطابق مع شكل الوضع الطبيعي، فهناك إمكانية للتعايش مع الرنين. على سبيل المثال، لا يمكن إثارة إثارات الانحناء بشكل عام عند التردد الطبيعي للالتواء. في حالات نادرة، قد توجد رنينات عرضية الالتوائية مقترنة. وينبغي تقييم احتمالية حدوث مثل هذه الظروف الاستثنائية أو النادرة بشكل مناسب.

أسوأ حالة للرنين هي مصادفة شكلي الوضع الطبيعي والمثير عند نفس التردد. في ظل ظروف معينة، يكون بعض الامتثال كافيًا لإثارة شكل الوضع.

علاوة على ذلك، قد توجد حالات اقتران معقدة حيث تثير إثارة معينة أوضاعًا غير محتملة من خلال آليات اهتزازية مقترنة. من خلال مقارنة أوضاع الإثارة وأشكال الوضع الطبيعي، يمكن تكوين انطباع عما إذا كان إثارة تردد معين أو ترتيب توافقي خطيرًا/خطرًا على المضخة. تعد الخبرة العملية والاختبار الدقيق وإجراء الفحوصات المرجعية من طرق تقييم المخاطر في حالات الرنين النظرية.

المحاذاة غير الصحيحة

الاختلال هو المصدر الرئيسي للحالة الانقساماهتزاز المضخة. غالبًا ما تمثل دقة المحاذاة المحدودة للأعمدة والوصلات تحديًا رئيسيًا. غالبًا ما تكون هناك إزاحات صغيرة لخط مركز الجزء الدوار (إزاحة شعاعية) ووصلات ذات إزاحات زاوية، على سبيل المثال بسبب حواف التزاوج غير المتعامدة. لذلك سيكون هناك دائمًا بعض الاهتزاز بسبب اختلال المحاذاة.

عندما يتم ربط نصفي أداة التوصيل معًا بالقوة، ينتج عن دوران العمود زوجًا من قوى الدوران بسبب الإزاحة الشعاعية وزوجًا من لحظات الانحناء الدوراني بسبب اختلال المحاذاة. في حالة عدم المحاذاة، ستحدث قوة الدوران هذه مرتين لكل دورة للعمود/الدوار وتكون سرعة إثارة الاهتزاز المميزة ضعف سرعة العمود.

بالنسبة للعديد من المضخات، يتداخل نطاق سرعة التشغيل و/أو توافقياته مع السرعة الحرجة (التردد الطبيعي). ولذلك فإن الهدف هو تجنب الرنين الخطير والمشاكل والأعطال. يعتمد تقييم المخاطر المرتبطة على عمليات المحاكاة المناسبة والخبرة التشغيلية.