يُعدّ الاهتزاز غير الطبيعي للمضخات مؤشرًا رئيسيًا لتقييم موثوقيتها. ويمكن أن تتسبب عوامل متعددة في حدوثه. مضخة متعددة المراحل تشمل العوامل المؤثرة على استقرار المضخة: اهتزازات المضخة، بما في ذلك ظروف تدفق المياه، وتعقيد حركة السوائل، والتوازن الديناميكي الساكن، والمكونات الدوارة عالية السرعة. فيما يلي تحليل شامل لأسباب اهتزازات المضخة.
تتميز أعمدة المضخات بطولها المفرط، مما يجعلها عرضة للاحتكاك الديناميكي بين الأجزاء المتحركة (عمود الدوران) والأجزاء الثابتة (المحامل الانزلاقية أو حلقات الفتح) نتيجةً لعدم كفاية صلابة المضخة، أو انحرافها المفرط، أو سوء محاذاة العمود. ويتسبب هذا الاحتكاك في اهتزاز المضخة. كما يؤدي طول العمود الممتد إلى تضخيم الاهتزازات في الجزء المغمور من المضخات متعددة المراحل عند تعرضها لتأثيرات تدفق المياه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي الخلوص المفرط في قرص توازن العمود أو عدم ضبط الحركة المحورية بشكل صحيح إلى تذبذبات منخفضة التردد في العمود، مما ينتج عنه اهتزاز المحامل وعدم مركزية دوران العمود، الأمر الذي قد يؤدي بدوره إلى اهتزازات انحناء العمود.
طريقة التثبيت التلامسية بين إطار وحدة القيادة والقاعدة غير مثالية، مما يؤدي إلى قصور في امتصاص الاهتزازات ونقلها وعزلها في كل من القاعدة ونظام المحرك. ينتج عن ذلك مستويات اهتزاز مفرطة في كلا المكونين، مما يتسبب في ارتخاء قاعدة المضخة. أثناء التركيب، قد تُشكّل وحدة المضخة قاعدة مرنة أو قد تنخفض صلابة القاعدة نتيجةً لتجويف الزيت، مما يؤدي إلى سرعة دوران حرجة بفارق طور 180 درجة عن الاهتزاز. يزيد هذا من تردد اهتزاز المضخة، وإذا توافق هذا التردد المتزايد مع تردد عامل خارجي، فإنه يُضخّم سعة اهتزاز المضخة متعددة المراحل. بالإضافة إلى ذلك، تُقلّل براغي تثبيت القاعدة غير المُحكمة من صلابة التثبيت، مما يُفاقم اهتزاز المحرك.
يمكن أن تتسبب عوامل مثل التباعد المحيطي غير المناسب لمسامير التوصيل، واختلال التناظر، وعدم مركزية قسم التمديد في التوصيل، والتفاوت المفرط في التناقص، وضعف التوازن الساكن أو الديناميكي، والتوصيل المرن المحكم للغاية، وفقدان وظيفة الضبط الذاتي للدبوس المرن مما يؤدي إلى عدم المحاذاة، والخلوص المفرط لتوصيل العمود، والتآكل الميكانيكي لحلقة المطاط في التوصيل مما يؤدي إلى انخفاض أداء منع التسرب، وعدم اتساق جودة مسامير النقل المستخدمة في التوصيل - كل هذه العوامل يمكن أن تسبب الاهتزاز في المضخات متعددة المراحل.
مجال الضغط غير المتماثل المتولد أثناء دوران المروحة؛ تشكل الدوامات في خزانات السحب وأنابيب السحب؛ توليد الدوامات وتبددها داخل المروحة والحلزون وريش التوجيه؛ الاهتزاز الناتج عن الدوامات بسبب فتح الصمام جزئيًا؛ التوزيع غير المتساوي لضغط المخرج نتيجة العدد المحدود لريش المروحة؛ انفصال التدفق داخل المروحة؛ التذبذب؛ الضغط النابض في قنوات التدفق؛ التكهف؛ تدفق الماء في جسم المضخة مما يسبب الاحتكاك والصدم، مثل اصطدام الماء بلسان وحواف ريش التوجيه، مما يؤدي إلى الاهتزاز؛ مضخات تغذية الغلايات التي تتعامل مع الماء عالي الحرارة معرضة للاهتزاز الناتج عن التكهف؛ نبضات الضغط في جسم المضخة، والتي تحدث في المقام الأول بسبب الخلوص الزائد بين حلقة مانع التسرب للمروحة وحلقة مانع التسرب لجسم المضخة، مما يؤدي إلى تسرب داخلي كبير، وتدفق عكسي شديد، وقوة محورية غير متوازنة لاحقة على الدوار ونبضات الضغط، مما يزيد من شدة الاهتزاز.
علاوة على ذلك، بالنسبة لمضخات المياه الساخنة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والمستخدمة في أنظمة توصيل المياه الساخنة، قد يؤدي التسخين المسبق غير المتساوي قبل بدء التشغيل أو تعطل أنظمة دبابيس الانزلاق إلى تمدد حراري في مجموعة المضخة، مما يتسبب في اهتزازات شديدة أثناء مرحلة بدء التشغيل. إذا لم يتم التخلص من الإجهادات الداخلية الناتجة عن التمدد الحراري، فقد يؤدي ذلك إلى تغيير صلابة نظام دعم العمود. وعندما تصبح الصلابة المعدلة من مضاعفات التردد الزاوي للنظام، يحدث الرنين.
قد تتسبب المكونات الهيكلية غير المحكمة للمحرك، وأجهزة تحديد موضع المحامل غير المحكمة، وصفائح الفولاذ السيليكوني الرخوة للغاية في القلب الحديدي، وانخفاض صلابة دعامات المحامل نتيجة التآكل، في حدوث اهتزازات. كما قد يؤدي التوزيع غير المتمركز للكتلة، أو انحناء الدوار، أو التوزيع غير المتساوي للكتلة الناتج عن مشاكل الجودة، إلى انحرافات مفرطة في التوازن الساكن والديناميكي.
بالإضافة إلى ذلك، قد تتسبب قضبان قفص السنجاب المكسورة في دوار محركات قفص السنجاب في حدوث اهتزازات نتيجةً لعدم التوازن بين القوة المغناطيسية المؤثرة على الدوار وعزمه الذاتي الدوراني. تشمل العوامل المساهمة الأخرى فقدان الطور في المحرك وعدم توازن مصدر الطاقة بين الأطوار. أما بالنسبة لملفات الجزء الثابت، فقد يؤدي سوء التركيب إلى عدم توازن المقاومة بين الأطوار، مما ينتج عنه توزيع غير متساوٍ للمجال المغناطيسي. وهذا بدوره يُولّد قوى كهرومغناطيسية غير متوازنة تعمل كقوى إثارة، مما يؤدي في النهاية إلى حدوث اهتزازات.
لكل مضخة نقطة تشغيل مُصنّفة خاصة بها. ويؤثر مدى تطابق ظروف التشغيل الفعلية مع مواصفات التصميم بشكل كبير على استقرار المضخة الديناميكي. فبينما تعمل المضخات بثبات أكبر في ظل ظروف التصميم، قد تؤدي ظروف التشغيل المتغيرة إلى زيادة الاهتزازات نتيجة للقوى الشعاعية المتولدة في المروحة. وقد تُسهم عوامل مثل اختيار مضخة واحدة غير مناسبة أو التشغيل المتوازي لنماذج مضخات غير متوافقة في حدوث اهتزازات في المضخات متعددة المراحل.
يؤدي عدم كفاية صلابة المحامل إلى تقليل السرعة الحرجة الأولى، مما ينتج عنه اهتزازات. كما أن ضعف أداء محامل التوجيه، مثل عدم كفاية مقاومة التآكل، أو التثبيت غير السليم، أو الخلوص الزائد لجلبة المحمل، قد يتسبب أيضًا في حدوث اهتزازات. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي التآكل في محامل الدفع وغيرها من محامل التدحرج إلى زيادة كل من الحركة المحورية واهتزازات الانحناء. ويمكن أن تؤدي أعطال التشحيم - مثل اختيار مادة تشحيم غير مناسبة، أو زيت متدهور، أو شوائب زائدة، أو انسداد خطوط التشحيم - إلى تفاقم حالة المحامل وتحفيز الاهتزازات. كما قد تساهم الاهتزازات الذاتية في طبقات زيت محامل الانزلاق في المحرك في عدم استقرار التشغيل.
يفتقر دعامة خط أنابيب مخرج المضخة إلى الصلابة الكافية، مما يتسبب في تشوه مفرط يضغط على الأنبوب باتجاه جسم المضخة. وينتج عن ذلك تلف في محاذاة جسم المضخة مع المحرك. أثناء التركيب، يتعرض الأنبوب لقوة مفرطة، مما يؤدي إلى إجهاد داخلي عالٍ عند توصيل أنابيب المدخل والمخرج بالمضخة. تقلل الوصلات غير المحكمة في أنابيب المدخل والمخرج من صلابة التثبيت أو حتى تلغيها تمامًا، مما يتسبب في كسر جزئي أو كلي لقناة تدفق المخرج. قد تعلق الشظايا المكسورة في المروحة، مما يعيق تدفق الأنبوب. يمكن أن تتسبب مشكلات مثل جيوب الهواء عند المخرج، أو عدم وجود صمامات تصريف المياه أو عدم فتحها بشكل صحيح، أو دخول الهواء عند المدخل، أو عدم انتظام مجالات التدفق، أو تقلبات الضغط، بشكل مباشر أو غير مباشر، في حدوث اهتزازات في المضخة متعددة المراحل وأنابيبها.
يُظهر عمود المحرك وعمود المضخة انحرافات في التمركز. يُستخدم وصلة عند اتصال عمود المحرك بعمود المضخة، لكن تمركزها خارج المواصفات. يتسبب هذا في زيادة التآكل في الخلوص المصمم بين المكونات المتحركة والثابتة (مثلًا، بين محور المروحة وحلقة منع التسرب). بالإضافة إلى ذلك، يتجاوز الخلوص بين دعامة المحمل الوسيط وأسطوانة المضخة المعيار، بينما تم ضبط خلوص حلقة منع التسرب بشكل غير صحيح. تُؤدي هذه العوامل مجتمعةً إلى عدم توازن، مما ينتج عنه خلوص غير متساوٍ حول حلقة منع التسرب. يمكن أن تُؤدي مشاكل مثل عدم ملاءمة حلقة منع التسرب مع الأخدود أو عدم محاذاة لوحة الفصل مع الأخدود إلى مثل هذه المشاكل. تُساهم جميع هذه العوامل السلبية في اهتزاز المضخة متعددة المراحل.
ينجم عدم مركزية دافعة المضخة عن قصور في مراقبة الجودة أثناء التصنيع، كعيوب الصب أو عدم دقة التشغيل. عند التعامل مع السوائل المسببة للتآكل، قد تتآكل قنوات تدفق الدافعة، مما يؤدي إلى عدم محاذاتها. تشمل العوامل الرئيسية عدد الشفرات المناسب، وزاوية المخرج المثلى، وزاوية الالتفاف الملائمة، والمسافة القطرية الصحيحة بين لسان عنق الدافعة وحافة مخرجها. أثناء التشغيل، يتطور التلامس الأولي بين حلقة فم الدافعة وحلقة فم جسم المضخة، بالإضافة إلى الاحتكاك بين جلبات المراحل وجلبات التقسيم، من تلامس أولي إلى تآكل ميكانيكي، مما يؤدي في النهاية إلى تفاقم اهتزاز المضخة.
IPv6 network supported.