• הבנת בעיות קשירת אוויר וכיצד למנוע כשל במשאבת צנטריפוגלית

משאבות צנטריפוגליות נמצאות בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים, כוללמערכות אספקת מים, עיבוד כימי, כרייה, ייצור חשמל, נפט וגז, מערכות מי הזנת דוודים ומערכות מחזור תעשייתיות.

עם זאת, במהלך הפעולה, המשתמשים עשויים להיתקל בבעיה נפוצה:

המנוע פועל כרגיל;

פיר המשאבה מסתובב כראוי;

אבל שום נוזל לא נשפך מהשקע;

קצב הזרימה יורד באופן משמעותי;

המשאבה מייצרת רעש או רטט חריגים.

במקרים רבים, בעיה זו נגרמת על ידיקשירת אוויר במשאבה הצנטריפוגלית.

קשירת אוויר היא אחת הבעיות התפעוליות הנפוצות ביותר עבור משאבות צנטריפוגליות, במיוחד עבורמשאבות צנטריפוגליות אופקיות, משאבות צנטריפוגליות מרובות שלבים, משאבות מפוצלות, ושאר עיצובי משאבות לא-עצמי-פרובות.

 

 

1. מה זה איגד אוויר במשאבה צנטריפוגלית?

קשירת אווירמתייחס למצב שבו אוויר או גז נלכדים בתוך מעטפת המשאבה, אזור האימפלר או צינור היניקה, ומונעים מהמשאבה הצנטריפוגלית ליצור זרימה ולחץ נורמליים.

משאבה צנטריפוגלית פועלת באמצעות האימפלר המסתובב להעברת אנרגיה לנוזל. כאשר נוזל חודר לעין האימפלר, הכוח הצנטריפוגלי דוחף אותו לכיוון יציאת האימפלר, ויוצר לחץ וזרימה מתמשכת.

עם זאת, כאשר אוויר ממלא את תא המשאבה:

לאוויר יש צפיפות נמוכה בהרבה מאשר נוזל;

האימפלר אינו יכול להעביר ביעילות אנרגיה לאוויר;

לא ניתן ליצור את הפרש הלחץ הנדרש;

נוזל לא יכול להיכנס למשאבה כראוי.

כתוצאה מכך, המשאבה עלולה להמשיך לפעול בצורה מכנית אך לא תספק נוזל.

תסמינים אופייניים כוללים:

משאבה פועלת ללא פריקת מים;

זרימה ולחץ מופחתים;

פעולה לא יציבה;

רטט או רעש מוגזמים.

 

2. הסיבות העיקריות לקשירת אוויר במשאבות צנטריפוגליות

2.1 תחול לא מספיק לפני הפעלת המשאבה

הסיבה השכיחה ביותר

רוב המשאבות הצנטריפוגליות הקונבנציונליות הןלא{0}}התחילות עצמיתויש למלא לחלוטין בנוזל לפני שמתחילים.

לפני ההפעלה, יש לוודא את התנאים הבאים:

מעטפת המשאבה מלאה בנוזל;

צינור היניקה מלא בנוזל;

כל האוויר הכלוא מוסר.

אם ישאר אוויר בתוך המשאבה, האימפלר יזרים אוויר רק במקום לשאוב נוזל.

מצבים נפוצים כוללים:

המשאבה מופעלת בפעם הראשונה ללא תחול תקין;

המשאבה מאבדת נוזל לאחר כיבוי ארוך;

שסתום הרגל נכשל ונוזל זורם בחזרה;

האוויר לא משתחרר לחלוטין במהלך האתחול.

 

2.2 דליפת אוויר בצינור היניקה

צד היניקה של משאבה צנטריפוגלית פועל בדרך כלל בלחץ שלילי.

לכן, גם נזילה קטנה בצנרת היניקה יכולה לאפשר כניסת אוויר חיצוני למשאבה ללא נזילת מים ברורה.

נקודות דליפת אוויר נפוצות כוללות:

חיבורי אוגן;

אטמים פגומים;

חיבורי הברגה רופפים;

אזורי אריזת שסתומים;

סדקים בצינורות היניקה.

ברגע שאוויר נכנס למשאבה, הוא יכול להצטבר בתוך המעטפת ולהפחית את ביצועי המשאבה.

למערכות שאיבה תעשייתיות:

אטימות צינור היניקה חשובה לא פחות מחוזק צינור הלחץ.

 

2.3 עיצוב לא תקין של צינור יניקה

מערכת יניקה מתוכננת כהלכה חיונית לפעולת משאבה צנטריפוגלית אמינה.

בעיות שעלולות לגרום להצטברות אוויר כוללות:

נקודות גבוהות בצינור היניקה

אוויר נוטה להצטבר בנקודה הגבוהה ביותר של הצינור.

צינור יניקה בגודל נמוך

צינור שאיבה עם קוטר לא מספיק יכול לגרום ל:

מהירות זרימה גבוהה יותר;

אובדן חיכוך מוגבר;

לחץ נמוך יותר בכניסת המשאבה;

סיכון גדול יותר לחדירת אוויר למערכת.

כפיפות צינור מוגזמות

יותר מדי מרפקים או פריסות צנרת מסובכות עלולים להגדיל:

הפסדים הידראוליים;

התנגדות יניקה;

אפשרות להצטברות אוויר.

 

2.4 מפלס נוזל נמוך וכניסת אוויר

כאשר מפלס הנוזל במיכל או במאגר הופך נמוך מדי:

כניסת היניקה עשויה להיות קרובה למשטח הנוזל;

היווצרות וורטקס עלולה להתרחש;

ניתן לשאוב אוויר לתוך צינור היניקה.

בעיה זו נפוצה ב:

מערכות לטיפול במים;

יישומי ניקוז;

מערכות זרימת מי קירור.

שמירה על עומק טבילה מספיק חשובה כדי למנוע כניסת אוויר.

 

2.5 גז המשתחרר מהנוזל הנשאב

חלק מהנוזלים מכילים גזים מומסים.

בתנאים מסוימים, כגון:

הפחתת לחץ;

עליית טמפרטורה;

מערבולת זרימה;

גז מומס עלול להיפרד מהנוזל וליצור בועות.

בועות אלו יכולות להצטבר ליד כניסת האימפלר ולהשפיע על ביצועי המשאבה.

 

3. תסמינים נפוצים של קשירת אוויר

3.1 המשאבה פועלת אך אינה מספקת נוזל

זהו התסמין האופייני ביותר.

המנוע פועל כרגיל, אך:

לא יוצאים מים;

לחץ הפריקה נשאר נמוך;

המשאבה לא יכולה להגיע לנקודת ההפעלה המיועדת.

 

3.2 זרימה ולחץ מופחתים

מכיוון שהאימפלר אינו יכול להעביר ביעילות אנרגיה לנוזל:

קצב הזרימה יורד;

טיפות ראש משאבה;

ביצועי המערכת הופכים ללא יציבים.

 

3.3 רעש ורטט לא נורמלי

אוויר הנכנס לאזור האימפלר משבש את זרימת הנוזל הרציפה.

תוצאות אפשריות:

רטט מוגבר;

פעולה לא יציבה;

רעש הפעלה חריג.

 

4. כיצד למנוע ולפתור בעיות קשירת אוויר

 

4.1 תחול תקין של משאבה והסרת אוויר

הפתרון היעיל ביותר הוא הכנה נכונה לפני ההפעלה.

הליך מומלץ:

פתח את שסתום שחרור האוויר;

מלאו את מעטפת המשאבה בנוזל הנשאב;

ודא שתא המשאבה מלא לחלוטין;

הסר את כל האוויר הכלוא;

סגור את שסתום שחרור האוויר;

הפעל את המשאבה.

תחול נכון חשוב במיוחד עבור:

משאבות רב-שלביות אופקיות;

משאבות מים להזנת דוודים;

משאבות צנטריפוגליות בלחץ- גבוה;

משאבות מארז מפוצל.

 

4.2 בדוק ותקן נזילת צינור יניקה

בדוק באופן קבוע:

חיבורי אוגן;

אטמים;

שסתומים;

מפרקי צינור;

איטום רכיבים.

יש לתקן כל נזילת אוויר באופן מיידי כדי להבטיח פעולת משאבה יציבה.

 

4.3 התקן התקני שחרור אוויר

עבור מערכות עם הצטברות אוויר תכופה, שקול להתקין:

שסתומי שחרור אוויר אוטומטיים;

צינורות אוורור אוויר;

מערכות תחול בסיוע ואקום-.

התקנים אלה עוזרים להסיר אוויר כלוא ולשפר את אמינות ההפעלה.

 

4.4 ייעול תנאי התקנת המשאבה

כדי להפחית את הסיכון לקשירת אוויר:

✔ שמור על צינורות יניקה קצרים ככל האפשר;
✔ השתמש בקוטר צינור יניקה מתאים;
✔ למזער מרפקים מיותרים;
✔ הימנע מנקודות גבוהות בהן אוויר יכול להצטבר;
✔ ודא מפלס נוזל נאות מעל כניסת היניקה.

 

4.5 בחר את סוג המשאבה הנכון

אם הבקשה כוללת:

התקנת משאבה מעל מפלס הנוזל;

הפעלה וכיבוי תכופים;

תנאי תחול קשים;

שקול להשתמש ב:

משאבות-לעצמן;

משאבות טבולות;

מערכות שאיבה בעזרת ואקום-.

בחירה בעיצוב המשאבה הנכון יכולה לשפר מאוד את אמינות המערכת.

 

5. כריכת אוויר לעומת קוויטציה: מה ההבדל?

קשירת אוויר וקישור מתבלבלים לפעמים מכיוון ששניהם מערבים בועות גז בתוך משאבות. עם זאת, מדובר בתופעות שונות.

פָּרִיט	כריכת אוויר	קוויטציה
סיבה עיקרית	אוויר שנכנס ומצטבר במשאבה	אידוי נוזלים עקב לחץ נמוך
מקור גז	אוויר חיצוני או גז משוחרר	אדי נוזלים
התרחשות אופיינית	הפעלה או לאחר כניסת אוויר למערכת	במהלך פעולה רציפה
השפעה עיקרית	המשאבה לא יכולה לספק נוזל	נזק לאימפלר ואובדן ביצועים
פִּתָרוֹן	תחול והוצאת אוויר	שפר את ה-NPSH והפחית את הפסדי היניקה

קשירת אוויר נגרמת בעיקר על ידיאוויר המונע מהמשאבה ליצור זרימת נוזלים רציפה, בעוד שקאוויטציה נגרמת על ידיאידוי נוזל מקומי עקב לחץ לא מספיק.

 

6. מסקנה

קשירת אוויר היא בעיית תפעול נפוצה שיכולה להשפיע באופן משמעותי על ביצועים ואמינות המשאבה הצנטריפוגלית.

הגורמים העיקריים כוללים:

תחול לא תקין לפני ההפעלה;

דליפת אוויר בצינורות יניקה;

תכנון לקוי של מערכת יניקה;

מפלס נוזל נמוך הגורם לכניסת אוויר;

הצטברות גז בתוך המשאבה.

כדי למנוע קשירת אוויר:

✔ תמיד למלא את המשאבה לפני ההפעלה;
✔ לשמור על מערכת יניקה אטומה כהלכה;
✔ תכנון נכון של צינורות יניקה;
✔ הסר אוויר כלוא ביעילות;
✔ בחר את סוג המשאבה המתאים ליישום.

 

עבור משאבות צנטריפוגליות תעשייתיות, במיוחדמשאבות מרובות שלבים אופקיות, משאבות מים להזנת דוודים, משאבות מארז מפוצל ומשאבות בלחץ גבוה-, מניעת קשירת אוויר חיונית לשיפור יעילות התפעול, הארכת חיי השירות והפחתת עלויות התחזוקה.