يجب منع حالات السرعة الزائدة في الآلات الدوارة بأي ثمن. فحتى أدنى حالة من السرعة الزائدة قد تؤدي إلى إجهاد ميكانيكي يتسبب في تشوه أجزاء الآلة الدوارة. وقد تؤدي حالات السرعة الزائدة الأكثر خطورة إلى احتكاك أطراف الشفرات بالغلاف. وقد تؤدي أشد حالات السرعة الزائدة إلى انفكاك شفرات التوربين، مما يؤدي إلى اختراق أجزاء الآلة للغلاف. تصف هذه المقالة الأسباب الأكثر شيوعًا للسرعة الزائدة.
1. كسر العمود
عندما ينكسر عمود الإدارة (على سبيل المثال، بسبب اختلال المحاذاة)، ستواجه التوربين فجأة مقاومة ضئيلة. وبفضل القوة الدافعة المتبقية (الوقود أو البخار)، سيتمكن الدوار من التسارع بسرعة وتجاوز الحدود الميكانيكية للآلة. سيقوم نظام متطور للكشف عن السرعة الزائدة باكتشاف تجاوز الآلة الدوارة لعتبة التسارع القصوى المسموح بها، مما يؤدي إلى تشغيل إنذار وتفعيل وظيفة الإيقاف حتى قبل حدوث حالة السرعة الزائدة الفعلية. ومع ذلك، سيستغرق الأمر بعض الوقت حتى تختفي قوة الدفع، وخلال هذه الفترة قد تصل الآلة إلى مستوى سرعة خطير. لذلك، من الضروري أن تكون لديك معرفة متعمقة بآلتك وأن تعرف أي التسارعات مقبولة عند كل سرعة.
«سيقوم نظام متطور للكشف عن السرعة الزائدة بتشغيل وظيفة إيقاف التشغيل عند تسارع السرعة حتى قبل حدوث حالة السرعة الزائدة الفعلية.»
2. خلل في الصمام
تعد صمامات التحكم/صمامات الأمان أجزاء ميكانيكية مهمة في أي آلة. وقد تكون عواقب تعطل صمامات التحكم جسيمة. فعندما يعلق صمام التحكم في التوربين البخاري أو عندما يظل أحد صمامات الضغط مفتوحًا، قد يؤدي ذلك إلى قوة دفع مفرطة على العمود. وكما هو الحال مع العمود المكسور، قد يتسبب هذا في تسارع مفرط وزيادة السرعة عن الحد المسموح به.
3. اختبار أجهزة السرعة الزائدة الميكانيكية
قد تفشل الحماية الميكانيكية/الهيدروليكية من السرعة الزائدة أثناء اختبار السرعة الزائدة. تحتوي هذه الأنظمة على أوضاع فشل لا يمكن اختبارها إلا عند إجراء انقطاع فعلي بسبب السرعة الزائدة. عندما يتعطل النظام بسبب وجود طبقة من الورنيش أو الأوساخ، لن يتمكن جهاز الحماية الميكانيكي من السرعة الزائدة من إيقاف تشغيل الآلة عند الحاجة.
4. الخطأ البشري
على الرغم من أن معظم الأنظمة مؤتمتة، إلا أنه لا يزال هناك مجال للتدخلات والإجراءات البشرية. على سبيل المثال: ترك إعداد تجاوز ساري المفعول بعد توقف للصيانة. ومن الأمثلة الأخرى خطأ المشغل. وقد أصبح هذا الأمر أقل احتمالًا بفضل التطورات التكنولوجية التي تتطلب تدخلًا بشريًّا ضئيلًا، لكنه يظل أحد الأسباب الرئيسية لتجاوز السرعة في الآلات الدوارة.
5. مدخلات مستشعر غير صحيحة
قد تتعرض إشارة السرعة للتلف بسبب تركيب أو ضبط مستشعر بشكل غير صحيح أو أخطاء في تكوين النظام، مما يؤدي إلى إدخال بيانات غير صحيحة في منطق النظام. كما قد يؤثر الإدخال غير الصحيح للمستشعر على نظام التحكم، مما قد يؤدي لاحقًا إلى حالة زيادة السرعة. وهذا من شأنه أن يجعل الآلة الدوارة عرضة لحالات زيادة السرعة التي لا يتم اكتشافها.
6. فشل نظام التحكم
يمكن أن يؤدي فشل نظام التحكم في السرعة إلى حالة من السرعة الزائدة. يُستخدم نظام التحكم في السرعة لتنظيم سرعة الآلة الدوارة. قد تؤدي إشارة إدخال غير صالحة أو خطأ في البرمجة إلى حدوث عطل في نظام التحكم في السرعة، مما قد يتسبب لاحقًا في السرعة الزائدة.
كيفية منع حوادث السرعة الزائدة
يُعد نظام كشف السرعة الزائدة (ODS) أمرًا بالغ الأهمية في تحسين سلامة وموثوقية الآلات الدوارة الخاصة بك. كما ذُكر سابقًا في المقالة، فإن نظام كشف السرعة الزائدة سيمنع حدوث أي حالة سرعة زائدة منذ البداية. في Istec، نزود الشركات الصناعية الشهيرة بنظام ODS الخاص بنا، مما يوفر نظامًا سريعًا وقابلًا للتوسع. حلانا هما SpeedSys 200 و300، وهما حلان من فئتي SIL 2 وSIL 3 على التوالي.
