علت گرم شدن بیش از حد پمپ وارمن چیست؟

مقدمه

گرم شدن بیش از حد پمپ وارمن (Warman) یکی از مشکلات رایج در سیستم‌های انتقال دوغاب (Slurry) است که در صورت عدم رسیدگی به‌موقع، می‌تواند منجر به خرابی زودرس اجزا، کاهش راندمان و حتی توقف کامل خط تولید شود. شناخت دلایل این پدیده و بررسی دقیق علل فنی، مکانیکی و عملیاتی آن نقش مهمی در پیشگیری از آسیب‌های جدی به پمپ دارد. در ادامه، مهم‌ترین علل گرم شدن بیش از حد پمپ وارمن و راهکارهای کنترل آن به تفصیل بررسی می‌شود.

۱. عدم تنظیم صحیح فاصله پروانه و پوشش جلو (Impeller Clearance)

در پمپ‌های وارمن، فاصله بین پروانه و پوشش جلو یکی از پارامترهای کلیدی عملکرد است. اگر این فاصله بیش از حد کم باشد، اصطکاک مکانیکی میان پروانه و پوشش افزایش می‌یابد و حرارت زیادی در ناحیه ورودی پمپ ایجاد می‌شود. از سوی دیگر، اگر فاصله زیاد باشد، بازده هیدرولیکی پمپ کاهش یافته و جریان برگشتی افزایش می‌یابد که خود سبب افت فشار و در نتیجه افزایش بار مکانیکی روی محور و یاتاقان‌ها می‌شود. هر دو حالت در نهایت منجر به افزایش دمای پمپ خواهند شد. بنابراین، تنظیم دقیق فاصله پروانه طبق دستورالعمل سازنده ضروری است.

۲. خرابی یا روانکاری ناکافی یاتاقان‌ها

یاتاقان‌ها وظیفه اصلی تحمل بارهای محوری و شعاعی محور پمپ را دارند. چنانچه روانکاری آنها کافی نباشد یا از گریس نامناسب استفاده شود، اصطکاک بین اجزای متحرک افزایش می‌یابد و گرمای زیادی تولید می‌شود. دمای بالا نه‌تنها باعث تغییر ویسکوزیته گریس و تخریب سریع‌تر آن می‌شود، بلکه ممکن است منجر به قفل شدن محور یا سوختن یاتاقان گردد. به‌ویژه در پمپ‌های وارمن که معمولاً در محیط‌های مرطوب و آلوده کار می‌کنند، ورود ذرات دوغاب یا آب به محفظه یاتاقان می‌تواند سرعت خرابی را چند برابر کند. استفاده از گریس مناسب، بررسی منظم سطح روانکاری و اطمینان از سالم بودن آب‌بندهای یاتاقان از اقدامات حیاتی است.

۳. انسداد مسیر جریان یا وجود هوای حبس‌شده در پمپ

اگر مسیر جریان در ناحیه مکش یا خروجی پمپ به‌دلیل رسوب، ذرات درشت یا انسداد ناگهانی مسدود شود، سیال به‌درستی از پمپ عبور نمی‌کند و انرژی مکانیکی چرخش پروانه به گرما تبدیل می‌شود. در این حالت، پمپ به اصطلاح “خشک کار می‌کند” و به‌سرعت داغ می‌شود. همچنین، ورود هوا به سیستم (Air Entrapment) می‌تواند منجر به پدیده کاویتاسیون و افزایش حرارت شود، زیرا حباب‌های هوا در اثر فشار بالا ترکیده و انرژی زیادی آزاد می‌کنند که مستقیماً به دیواره‌ها و پروانه منتقل می‌شود.

۴. عدم تطابق بین دبی واقعی و ظرفیت طراحی پمپ

پمپ وارمن باید در محدوده بهینه منحنی عملکرد خود کار کند. اگر دبی عبوری بسیار کمتر از مقدار طراحی باشد (به‌عنوان مثال، شیر خروجی بیش از حد بسته باشد)، سیال درون محفظه مدت بیشتری باقی می‌ماند و اصطکاک داخلی افزایش می‌یابد، که در نتیجه دمای پمپ بالا می‌رود. برعکس، اگر پمپ در دبی بیش از ظرفیت خود کار کند، توان مصرفی موتور افزایش یافته و بخش مکانیکی تحت فشار قرار می‌گیرد که باز هم منجر به افزایش دما می‌شود. بهترین راهکار، تنظیم سیستم لوله‌کشی و شیرها بر اساس نقطه عملکرد بهینه (BEP) پمپ است.

۵. نقص در سیستم آب‌بندی (Seal Failure)

سیستم آب‌بندی در پمپ‌های وارمن معمولاً شامل پکینگ (Packing) یا سیل مکانیکی (Mechanical Seal) است. اگر این بخش به درستی کار نکند، ممکن است مایع نشت کرده و یا اصطکاک بیش از حد بین سطوح آب‌بندی ایجاد شود. اصطکاک بالا در سیل مکانیکی باعث افزایش شدید دما در ناحیه شافت می‌شود. در پکینگ‌ها نیز، اگر فشار آب فلشینگ کافی نباشد یا پکینگ بیش از حد سفت شود، حرارت زیادی در اثر تماس مستقیم با شافت تولید می‌گردد. در نتیجه، بررسی مداوم سلامت سیل و تنظیم مناسب فشار آب خنک‌کننده ضروری است.

۶. مشکلات تراز و هم‌محوری (Misalignment)

تراز نبودن محور پمپ با موتور باعث ایجاد ارتعاش، افزایش نیروهای محوری و شعاعی و در نهایت گرم شدن بیش از حد اجزای چرخان می‌شود. این وضعیت معمولاً در اثر نصب نادرست، شل شدن پایه‌ها یا تغییر دمای محیطی ایجاد می‌شود. به همین دلیل، در زمان نصب یا پس از تعمیر، استفاده از ابزارهای دقیق تراز مانند لیزر الاینمنت توصیه می‌شود. هم‌محوری دقیق، علاوه بر کاهش حرارت، عمر یاتاقان‌ها و آب‌بندها را نیز افزایش می‌دهد.

۷. دمای بالای سیال پمپاژشونده

در مواردی که دوغاب یا مایع ورودی به پمپ از ابتدا دارای دمای بالایی باشد، این گرما به اجزای پمپ منتقل می‌شود. پمپ‌های وارمن اگرچه از متریال مقاوم در برابر سایش ساخته می‌شوند، اما برای دماهای خیلی بالا طراحی نشده‌اند. دمای زیاد سیال می‌تواند روانکارها را از بین ببرد و باعث انبساط ناهمگون در قطعات فلزی و لاستیکی شود. در چنین شرایطی باید از خنک‌کننده‌های خارجی یا مدارهای خنک‌کننده استفاده کرد.

۸. عدم گردش مناسب سیال خنک‌کننده در یاتاقان یا سیل

بسیاری از مدل‌های پمپ وارمن دارای سیستم خنک‌کننده داخلی برای سیل مکانیکی یا یاتاقان هستند. اگر مسیر این سیستم مسدود شود یا جریان مایع خنک‌کننده قطع گردد، حرارت به‌سرعت افزایش می‌یابد. بنابراین، بررسی دمای خروجی مدار خنک‌کننده و اطمینان از عملکرد صحیح پمپ کمکی یا مدار آبی اهمیت زیادی دارد.

۹. کارکرد طولانی در حالت خشک یا نیمه‌خشک

یکی از خطرناک‌ترین شرایط برای پمپ وارمن، کارکرد بدون حضور کافی سیال است. در این حالت، هیچ خنک‌کنندگی طبیعی توسط سیال وجود ندارد و اصطکاک داخلی به‌سرعت موجب افزایش دمای بدنه، یاتاقان‌ها و آب‌بند می‌شود. در صنایع معدنی یا واحدهایی که پمپ‌ها به‌صورت پیوسته کار می‌کنند، باید سیستم‌های کنترل سطح یا سنسورهای جریان نصب شود تا از این وضعیت جلوگیری گردد.

جمع‌بندی

گرم شدن بیش از حد پمپ وارمن معمولاً حاصل ترکیبی از عوامل مکانیکی، هیدرولیکی و عملیاتی است. نگهداری منظم، روانکاری صحیح، بررسی هم‌محوری محور، تنظیم فاصله پروانه، و کنترل دقیق دبی و فشار سیستم، از مؤثرترین روش‌های پیشگیری محسوب می‌شوند. در نهایت، آموزش اپراتور و پایش پیوسته دمای یاتاقان‌ها و سیل‌ها می‌تواند از بروز بسیاری از مشکلات جلوگیری کند و عمر مفید پمپ را به‌طور چشمگیری افزایش دهد.

برای کسب اطلاعات بیشتر و یا ثبت سفارش می توانید با ما در تماس باشید.