استكشاف أخطاء مروحة التدفق المحوري وإصلاحها: إصلاحات سريعة

تشخيص الاهتزاز المفرط والضجيج في المراوح ذات التدفق المحوري

عدم توازن الشفرة مقابل سوء محاذاة العمود: تمييز جاهز للميدان

عادةً ما يُعزى الاهتزاز الزائد في المراوح المحورية إلى مشكلتين رئيسيتين: شفرات غير متزنة أو أعمدة غير محاذاة. تترك هذه المشكلات علامات مختلفة عندما يقوم الفنيون بالفحص في الموقع. فعندما تكون الشفرات غير متزنة، فإنها تُحدث اهتزازات منتظمة تنتشر عبر هيكل المروحة بزاوية قائمة على محور العمود، مصحوبة بصوت طنين منخفض ثابت. أما الأعمدة غير المحاذية فتحكي قصة مختلفة. فهي تسبب اهتزازات أقوى على طول العمود نفسه، مع صوت هادر يزداد سوءًا عندما تعمل المروحة بجهد أكبر تحت أحمال متزايدة. ويمكن للفنيين في كثير من الأحيان التمييز بين المشكلة الموجودة فقط من خلال الاستماع الدقيق أثناء الفحوصات الروتينية.

يشمل التمييز الميداني السريع ما يلي:

• تدوير الشفرات يدويًا للكشف عن مقاومة غير منتظمة أو "نقاط ثقيلة" (تدل على عدم التوازن)
• قياس تجانس فجوة الربط باستخدام مقياس السماكة (أي تباين يزيد عن 0.05 مم يشير إلى عدم المحاذاة)

يؤدي سوء المحاذاة إلى إجهاد في المحامل بنسبة تصل إلى 50٪ أكثر من الخلل في التوازن، وفقًا للدراسات الصناعية الخاصة بالصيانة. ومع ذلك، ابدأ دائمًا بالتحقق من الخلل في التوازن—فغالبًا ما يُحل عن طريق تنظيف الشفرات أو استخدام أوزان توازن دقيقة. أما سوء المحاذاة فيتطلب أدوات محاذاة ليزرية والتحقق من البنية، مما يجعله أكثر استهلاكًا للوقت والموارد.

قائمة فحص تشخيصية للاهتزاز والضوضاء لمُ technicians مراوح التدفق المحوري

استخدم هذا البروتوكول المبسط الذي يراعي السلامة أولًا عند التحقيق في أي شذوذ في الاهتزاز أو الصوت:

1. عزل السلامة : قم بفصل التيار الكهربائي وتثبيت المكونات الدوارة وفقًا لمعايير OSHA 1910.147
2. الفحص البصري :
   • افحص الشفرات بحثًا عن الأتربة أو الشقوق أو التآكل أو تلف الحافة الأمامية
   • تأكد من عزم دوران البراغي على الوسادات، المحاور، ومحطات الشفرات وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة
3. اختبار التشغيل :
   • قيس اهتزاز الجذر التربيعي المتوسط (RMS) عند محامل المحرك (الهدف ≤ 4 مم/ث حسب ISO 10816-3)
   • التقط طيف الضوضاء باستخدام محلل صوتي معتمد
4. تحليل الحمل :
   • مقارنة سعة الاهتزاز عند التشغيل، وعند 50٪، وعند الحمل الكامل
   • التحقق من بقاء استهلاك التيار ضمن ±10٪ من قيمة التيار المقننة على لوحة محرك المحرك
5. التقييم البيئي :
   • مراجعة توازن الضغط الساكن في القنوات باستخدام أجهزة قياس الضغط
   • التأكد من وجود مسافة تساوي على الأقل 1.5— قطر المروحة من الجدران أو الصمامات أو العوائق

تشير الضوضاء عالية التردد (>1 كيلوهرتز) عادةً إلى تلف في طرف الشفرة أو اضطراب هوائي؛ في حين تشير الاهتزازات منخفضة التردد (<500 هرتز) إلى اهتزاز هيكلي أو ترخٍ في القاعدة. إن إجراء قياسات أساسية أثناء التشغيل الابتدائي يقلل من وقت التشخيص المستقبلي بنسبة تصل إلى 70٪.

استعادة تدفق الهواء الأمثل في المراوح المحورية

تحديد العوائق في تدفق الهواء وتنظيفها: القنوات، الشبكات، والعوائق

في معظم الأحيان، عندما تواجه مراوح التدفق المحوري مشكلات في تدفق الهواء، فإن المشكلة لا تكمن فعليًا في محرك المروحة نفسه، بل تنبع من مكان آخر في النظام. ابدأ بالنظر إلى القنوات الهوائية أولاً، لأنها قد تتآكل أو تشوه أو تصبح صغيرة جدًا بمرور الوقت، مما يمكن أن يقلل المساحة المتاحة لحركة الهواء بنحو النصف تقريبًا. وينطبق الأمر نفسه على فتحات السحب والطرد ذات التصميم غير الجيد، فهي تخل بالتوازن في تدفق الهواء وتزيد من الضغط الثابت في النظام بأكمله. ابدأ بالتحقق البصري من الأجزاء المختلفة. افصل شاشات السحب وافحص الشفرات جيدًا للتأكد من عدم تراكم الدهون أو الغبار أو الجزيئات، وهي خطوة مهمة جدًا في الأماكن مثل مصانع معالجة الأغذية أو المعامل الصيدلانية أو ورش تصنيع المعادن، حيث تكون الملوثات مصدر قلق كبير. ثم قِسْ مدى الانخفاض في الضغط أثناء مرور الهواء عبر نقاط الانتقال في القنوات ومنحنياتها. إذا كانت النتائج التي نراها تختلف بنسبة تزيد عن 15٪ عما تم التخطيط له في الأصل، فهناك بالتأكيد شيء ما يعيق تدفق الهواء. أما بالنسبة لفتحات التهوية، فتحقق مرة أخرى مما إذا كانت المساحة المفتوحة فيها تتطابق مع المواصفات التي حددها المصنّع. وتكمن حيلة جيدة في استخدام مقياس سرعة هواء ليزري لفحصها والتأكد من أن سرعة الهواء تبقى متسقة على كامل السطح. وأظهرت اختبارات ميدانية حديثة أجرتها ASHRAE في عام 2023 أن مجرد إزالة هذه العوائق أعاد كفاءة تدفق الهواء إلى 78٪ خلال يومين فقط. وللبقاء في طليعة حل المشكلات، يُوصى بجدولة فحوصات دورية كل ثلاثة أشهر للتحقق من سلامة القنوات الهوائية، وينبغي النظر في تركيب مرشحات مغناطيسية عند نقاط السحب لالتقاط الجسيمات القائمة على الحديد قبل أن تقترب حتى من شفرات المروحة.

دراسة حالة: تجديد نظام التكييف المركزي أعاد 92٪ من تدفق الهواء المقنن (CFM) في نظام مروحة تدفق محوري

عانت مصنع معالجة الأغذية من نقص مستمر بنسبة 35٪ في تدفق الهواء على الرغم من الالتزام بجداول الصيانة الربع سنوية. كشف التحليل الجذري للسبب عن مشكلتين مترابطتين: كانت قنوات العادم المثبتة خلال توسيع عام 2018 ذات مقاس صغير (200 مم بدلاً من 300 مم المطلوبة)، وتراكم الدهون التدريجي قد قلّل من فعالية زاوية الشفرات وكفاءة السطح. ونفذ التجديد ثلاث تدخلات منسقة:

1. استُبدلت أقسام القنوات البالغة 200 مم ببدائل مقاومة للتآكل بمقاس 300 مم
2. تم تركيب شفرات لاستخلاص الدهون مغلفة بطبقة طاردة للماء ولها هندسة تنظيف ذاتي
3. دمج محركات تردد متغير (VFDs) مبرمجة للاستجابة بعزم دوران ثابت أمام التغيرات الديناميكية في الضغط

أكدت اختبارات ما بعد التعديل استعادة 92٪ من تدفق الهواء المقنن (CFM)، حيث بلغ التدفق 18,500 CFM، مع انخفاض في استهلاك الطاقة بنسبة 22٪. يُظهر هذا الناتج أن استعادة التدفق الهوائي الأمثل يتطلب الاهتمام المتزامن بسلامة المكونات الميكانيكية، والتصميم الهوائي الديناميكي، واستراتيجية التحكم.

منع زيادة الحمل والاحماء الزائد في المحركات الخاصة بالمنافيس ذات التدفق المحوري

مسببات الفشل الحراري: عدم استقرار الجهد، سوء مطابقة الحِمل، والعوامل المحيطة

لا تحدث الأعطال الحرارية في المحركات ذات التدفق المحوري بشكل منعزل. وغالبًا ما تكون نتيجة مزيج من المشاكل الكهربائية والقضايا الميكانيكية والعوامل البيئية التي تتضافر معًا. عندما تتغير الجهد أكثر من 10٪ عن القيمة المذكورة على لوحة بيانات المحرك، يبدأ عزل اللفات في التدهور تدريجيًا، مما يسرّع معدلات الفشل. وتمثل مشكلة أخرى كبيرة سوء توافق الحمل، والتي غالبًا ما تحدث عندما يقوم شخص ما ببرمجة جهاز التحكم الترددي المتغير (VFD) بشكل خاطئ، أو يضبط الشفرات بزاوية حادة جدًا، أو يتجاهل مقاومة مجاري الهواء. ويؤدي ذلك إلى قفزات مفاجئة في التيار تتجاوز الأمبيرات الكاملة للحمل للمحرك، مما يؤدي إلى تنشيط مرحلات الحماية الحرارية من الحمل الزائد. ووفقًا لتقارير الصيانة الحديثة لأنظمة التكييف والتهوية، فإن نحو ثلثي جميع حالات الحمل الزائد المسجلة للمحركات كانت في الواقع ناتجة عن أخطاء ارتكبت أثناء إعداد معايير أجهزة التحكم الترددي المتغير (VFD). كما أن العوامل البيئية تزيد الأمور سوءًا أيضًا. فإذا استمرت درجات الحرارة فوق 40 درجة مئوية لفترات طويلة، أو لم يتم تدوير الهواء بشكل كافٍ حول غلاف المحرك، أو تراكم الغبار ليشكل عازلًا حراريًا، فقد ترتفع درجات الحرارة التشغيلية بما يتراوح بين 15 إلى 20 درجة مئوية أعلى من المعتاد. وهذا يدفع اللفات إلى منطقة خطرة حيث تبدأ في الارتفاع الحراري بشكل لا يمكن التحكم فيه.

مخطط تشخيص كهربائي لعطل زيادة الحمل في محرك المروحة التدفق المحوري

طبق هذه السلسلة المستهدفة لتحديد أسباب زيادة الحمل بدقة وفعالية:

1. قيس الجهد عند طرفي المحرك تحت الحمل باستخدام جهاز متعدد المقاييس حقيقي RMS
2. قارن استهلاك التيار الفعلي بالتيار المقنن (FLA) الموجود على اللوحة، وتحقق من توازن الطور (التباين ≥5%)
3. قيم الظروف المحيطة : تحقق من انسداد زعانف التبريد، ودرجة حرارة البيئة، والمصادر الحرارية القريبة

عندما تبدأ الأمور في الانحراف عن مسارها، هناك إصلاحات محددة مطلوبة لمشاكل مختلفة. على سبيل المثال، عندما نلاحظ تقلبات في الجهد، فهذا عادةً يعني الحاجة إلى التعاون مع شركة المرافق أو تركيب أجهزة مثل محثات الخط أو منظمات الجهد. وإذا كانت هناك مشكلة في عدم توازن التيار أو تجاوز التيار، فإن الحل يتضمن عادة إعادة برمجة نظام محرك التردد المتغير (VFD) وتعديل إعدادات ميل الشفرات. أما ارتفاع درجات الحرارة في منطقة المعدات، فعادةً ما يشير إلى الحاجة إلى تحسين أنظمة التهوية أو إيجاد طرق للحد من تراكم الغبار حول هذه المكونات. كما ينبغي أن تكون الصور الحرارية جزءًا من العمليات الدورية، حيث تساعد في اكتشاف النقاط التي قد تحدث فيها مشكلات مبكرًا، خاصةً في مناطق مثل نهايات اللفات وحوامل المحامل، التي يمكن أن تتراكم فيها الحرارة بشكل خطير قبل حدوث أي ضرر فعلي.

إطالة عمر المحامل من خلال الصيانة الاستباقية للمراوح التدفق المحوري

فترات التزييت، فحوصات المحاذاة، ومؤشرات التآكل المبكر

إن إطالة عمر محامل المراوح ذات التدفق المحوري يعتمد حقًا على ثلاثة أمور رئيسية تعمل معًا: التزييت المناسب، والمحاذاة الجيدة، ومراقبة الحالة. من حيث التزليق، يوصي معظم المصنّعين بالقيام بذلك ما بين ستة إلى اثني عشر شهرًا للاستخدام الصناعي العادي. ولكن إذا كانت البيئة حارة أو غبارية أو تتعرض لاهتزازات كثيرة، فيجب تقليص فترات التزليق هذه. كما أن تركيب المراوح باستخدام محاذاة الليزر يُحدث فرقًا كبيرًا أيضًا. ويساعد تكرار هذه العملية كلما حدثت أي تغييرات هيكلية في منع الإجهاد غير المنتظم على المحامل، الذي قد يؤدي إلى فشل مبكر. انتبه إلى العلامات الدالة على حدوث مشكلة قبل أن تصبح مشكلة كبيرة.

• تجاوز سعة الاهتزاز القيمة الأساسية بنسبة أكثر من 30٪ في نطاقات سرعة الدوران 1 أو 2
• انحراف نحو ضجيج عريض النطاق ذي تردد أعلى (>2 كيلوهرتز) في الطيف الصوتي
• ارتفاع درجة حرارة الغلاف أكثر من 10°م عن المدى التشغيلي الطبيعي

عند تطبيق هذه الممارسات معًا، فإنها تقلل من إرهاق المعادن بنسبة تصل إلى 40٪ وتمدد متوسط الوقت بين الأعطال (MTBF) بمقدار 2.3 مرة، وفقًا للبيانات الميدانية التي جمعتها جمعية مصنعي المراوح (FMA). ويحوّل هذا النهج المنظم القائم على الأدلة صيانة المحامل من استبدال تفاعلي إلى رعاية قابلة للتنبؤ ومُرتكزة على الموثوقية.

الأسئلة الشائعة

ما هي الأسباب الشائعة للاهتزاز في المراوح التدفق المحوري؟

تشمل الأسباب الشائعة للاهتزاز في المراوح التدفق المحوري شفرات غير متوازنة ومحاور غير محاذية، والتي تُحدث أنماطًا محددة من الاهتزاز والضجيج.

لماذا يصدر ضجيج مفرط من مروحتي التدفق المحوري؟

غالبًا ما ينتج الضجيج المفرط عن مشكلات مثل تلف طرف الشفرة أو اضطراب هوائي، أو اهتزاز هيكلي، أو فراغ في الأساس.

كيف يمكنني منع حدوث زيادة في حمل المحرك وارتفاع درجة حرارته في المراوح التدفق المحوري؟

للوقاية من زيادة حمل المحرك وارتفاع درجة حرارته، يجب التأكد من استقرار الجهد، وتجنب عدم تطابق الأحمال، وإدارة العوامل المحيطة مثل درجة الحرارة وتراكم الغبار.