وصلة الشفة على مضخة التروس

1. المقدمة

في أنظمة نقل السوائل الصناعية، يُعدّ اختيار وتركيب التركيبات بشكل صحيح  أمرًا بالغ الأهمية. فأي تسرب أو اهتزاز أو انخفاض في الضغط في الأنابيب قد يؤثر على أداء النظام بأكمله.  من ناحية أخرى، تلعب التركيبات ذات الحواف  دورًا أساسيًا في تركيب وتشغيل المضخات نظرًا لمتانتها الميكانيكية العالية وسهولة فكها ومقاومتها للضغط ودرجة الحرارة.
تُعدّ المضخات الترسية من أكثر مضخات الإزاحة الموجبة استخدامًا، وتُستخدم عادةً لنقل السوائل اللزجة مثل الزيوت والشحوم والبوليمرات، وحتى بعض أنواع الوقود. ستتناول هذه المقالة  بنية وأهمية التركيبات ذات الحواف في المضخات الترسية من منظور التصميم والاختيار والتوحيد القياسي والصيانة.

---

2. مضخات التروس وتطبيقاتها: المقدمة

تتكون المضخات الترسية  من ترسين متشابكين يدوران، ويُستخدمان لنقل كمية محددة من السوائل من المدخل إلى المخرج. تنقسم هذه المضخات بشكل رئيسي إلى نوعين:

• مضخة تروس خارجية

• مضخة تروس داخلية

الخصائص الرئيسية لمضخات التروس هي:

• القدرة على ضخ السوائل ذات اللزوجة العالية

• تدفق ثابت وموحد

• البنية بسيطة ومضغوطة.

• نوع داخلي منخفض الضوضاء

• إذا تم التثبيت بشكل صحيح، فإن متطلبات الصيانة تكون منخفضة.

في أنابيب التزويد لهذه المضخات، يكون نوع اتصال المدخل والمخرج مهمًا جدًا لأن ضغط التشغيل ودرجة الحرارة ونوع السائل ومادة جسم المضخة تحدد نوع الاتصال المناسب.

---

3. أهمية التوصيلات في أنظمة الضخ

في أي نظام ضخ، يجب أن يتوافق الاتصال بين المضخة والأنبوب مع الشروط التالية:

1. تم تقليل تسرب السائل.

2. لتسهيل التفكيك والصيانة

3. يتم تقليل الضغط الميكانيكي الناتج عن الاهتزاز ودرجة حرارة التشغيل.

4. يجب الالتزام بمعايير السلامة الصناعية.

صُممت الوصلات ذات الحواف  لتلبية هذه الاحتياجات. الوصلات الملولبة أو الملحومة مناسبة للأنابيب منخفضة الضغط والخفيفة، بينما  تُعد الوصلات ذات الحواف  مثالية لتطبيقات الضغط المتوسط ​​والعالي والمضخات الصناعية.

---

4. تعريف وبنية وصلات الشفة

الحافة (الفلنشة)  هي مكون على شكل صفيحة أو حلقة يُستخدم لتوصيل الأنابيب والمضخات والصمامات وغيرها من المعدات. تُصنع الفلنشات عادةً من الفولاذ الكربوني، أو الفولاذ المقاوم للصدأ، أو الحديد الزهر، أو سبائك النيكل، أو البرونز.

المكونات الرئيسية لاتصال الشفة تشمل:

1. شفتين   (واحدة عند مخرج المضخة، والأخرى على الأنبوب) .

2. الحشيات  أو  مفاصل الختم

3. مجموعة من  البراغي والصواميل

بعد مرور السائل عبر المضخة، يتصل بالأنبوب عبر شفة المخرج. يجب أن يكون هذا الاتصال مقاومًا للضغط ودرجات الحرارة العالية والتآكل لمنع التسرب.

---

5. أنواع الشفاه المستخدمة في مضخات التروس

اعتمادًا على تصميم النظام، وضغط التشغيل، وحجم المضخة، تُستخدم أنواع مختلفة من الفلانشات. أهم أنواع الفلانشات هي:

في المضخات التروسية، يكون ضغط التشغيل عادة في نطاق 10 إلى 25 بار، ويتم  استخدام شفاه الرقبة  الملحومة أو القابلة للتركيب عادة  .

---

6. القواعد العامة لتصميم الشفة

هناك العديد من  المعايير الدولية لتصميم وتصنيع الفلانشات  . من أهمها:

• ASME B16.5   – ينطبق على حواف الفولاذ ذات الضغط الذي لا يتجاوز 2500 رطل/بوصة مربعة.

• EN 1092-1   – المعيار الأوروبي لشفاه الفولاذ

• DIN 2633 / 2634   – المعيار الألماني

• API 605/6A   – مصمم لصناعة النفط والغاز

• ISO 7005   – المعيار الدولي المتكامل

في إيران، تُصمَّم وتُختار حواف مضخات التروس عادةً وفقًا  لمعايير ASME وDIN  . قد يؤدي اختيار فئة الحافة الخاطئة (150، 300، 600، إلخ) إلى تسريبات أو أعطال عند الضغط العالي.

---

7. حدد الشفة المناسبة لمضخة التروس.

عند اختيار الشفة المناسبة لمضخة التروس، ينبغي مراعاة العوامل التالية:

1. الضغط الاسمي:
   يجب أن يتوافق مع أقصى ضغط مخرج للمضخة.  على سبيل المثال،  الضغط الاسمي 300 بار مناسب لمضخة ضغطها 20 بار.

2. درجة حرارة السائل:
   في السوائل ذات درجة الحرارة المرتفعة (مثل زيت نقل الحرارة)، يجب أن تكون الحواف مصنوعة من سبائك مقاومة للحرارة.

3. نوع السائل:
   السوائل المسببة للتآكل (الأحماض والقلويات) تتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ أو الحواف المطلية.

4. طريقة توصيل الأنابيب:
   يتم استخدام الحواف الملحومة أو الحواف الملولبة حسب ظروف التركيب والصيانة.

5. القطر الاسمي:
   يجب أن يكون هو نفسه قطر مدخل ومخرج المضخة لضمان التدفق المنتظم.

---

8. سد المكونات في وصلات الشفة

يكمن سرّ التوصيل السليم للشفة في وجود إحكام جيد  بين سطحي الشفة
. تُستخدم الحشيات لهذا الغرض. من بين الأنواع الشائعة للحشيات:

• الحشيات غير المعدنية:  مصنوعة من المطاط أو التيفلون أو الجرافيت، ومناسبة للبيئات ذات الضغط المنخفض.

• الأختام الحلزونية:  مناسبة للبيئات ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية (تستخدم على نطاق واسع في المضخات الصناعية).

• الحشيات المعدنية:  تستخدم في الأنظمة الخاصة وبيئات الضغط العالي للغاية.

في مضخات التروس لنقل الزيت،  تعد أختام الجرافيت الملفوفة بشكل حلزوني  هي الأكثر استخدامًا لأنها تستطيع تحمل درجات حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية.

---

9.  تقنيات تركيب الوصلات ذات الحواف لمضخات التروس

يلعب التركيب الصحيح للشفة  دورًا حاسمًا في عمر المضخة ومنع التسرب.
إجراءات التركيب القياسية هي كما يلي:

1. قبل شد البراغي، تأكد من محاذاة الحافة والأنبوب بدقة  (قد يؤدي عدم المحاذاة إلى حدوث تسربات وإجهاد إضافي).

2. قم باختيار الحشية المناسبة  بناءً على السائل ودرجة الحرارة.

3. قم بربط البراغي  بشكل متماثل  باستخدام عزم ربط موحد  (ربط متقاطع).

4. استخدم غسالة مسطحة ونابضًا أسفل الصمولة  لتوزيع التوتر.

5. لا تقم بإعادة استخدام الحشيات  عند فتح وإغلاق الحواف.

6. بعد التثبيت، يجب إجراء فحص بصري واختبار ضغط الماء  .

---

10. نصائح الصيانة والفحص

قد تتطور تسريبات أو تآكل في الوصلات ذات الحواف بمرور الوقت. تشمل إجراءات الفحص الدوري ما يلي:

• ينبغي إجراء  عمليات تفتيش بصرية دورية للتأكد من عدم وجود تسربات للزيت.

• بعد بضع ساعات من العمل الأولي،  تحقق من عزم ربط البراغي.

• افحص سطح الشفة بحثًا عن أي تآكل.  إذا كانت أسطح التلامس صدئة أو تالفة، فاستبدل الشفة.

• يجب استبدال الحشية في كل مرة يتم فيها تشغيل النظام  .

• استخدم الطلاءات المضادة للتآكل في البيئات الرطبة أو المسببة للتآكل  .

---

11. مقارنة توصيلات الشفة مع طرق التوصيل الأخرى

---

12. احتياطات السلامة

عند تركيب أو إزالة وصلات الشفة، يجب اتخاذ الاحتياطات التالية:

• لا تفتح الحافة أبدًا تحت الضغط.

• استخدم مفتاح عزم الدوران المناسب.

• تأكد من أن سطح الختم نظيف وجاف تمامًا قبل التثبيت.

• يجب تبريد النظام بالكامل بواسطة أنابيب الحرارة.

---

13. التطبيقات الصناعية لمضخات التروس ذات الحواف

تتواجد الوصلات الشفة في المضخات التروسية بشكل أساسي في الصناعات التالية:

• صناعات النفط والغاز والبتروكيماويات  (نقل النفط والإسفلت والوقود)

• نقل الزيوت النباتية والشراب والمركزات للصناعات  الغذائية والدوائية.

• مصانع الصلب وزيوت التشحيم

• الأنظمة الهيدروليكية والتشحيم الصناعية

وفي هذه القطاعات، لا يساعد استخدام الشفاه على تسهيل الصيانة الدورية فحسب، بل يحسن أيضًا من سلامة وموثوقية تشغيل النظام.

---

14. الخاتمة

في الصناعات الثقيلة، تُعتبر الوصلات ذات الحواف لمضخات التروس  الخيار الأمثل نظرًا لمتانتها العالية، وسهولة فتحها وإغلاقها، ومقاومتها العالية للضغط، وعزلها الموثوق. يؤثر الاختيار الصحيح لنوع الحافة والحشية وطريقة التركيب بشكل مباشر على كفاءة المضخة وعمرها الافتراضي. إن الالتزام بمعايير مثل  ASME B16.5  واستخدام مواد عالية الجودة يمنع بفعالية مشاكل مثل التسربات والاهتزازات والعطل المبكر.

باختصار، يمكن القول أنه في تصميم وتشغيل أي مضخة تروس صناعية، فإن  وصلة الشفة ليست مجرد مكون ميكانيكي، بل هي مكون رئيسي لسلامة واستقرار النظام بأكمله