يمكن أن تؤدي العديد من الظروف إلى فشل مفاجئ وغير متوقع في وعاء الضغط الخاص بالغلاية

يمكن أن تؤدي العديد من الظروف إلى فشل مفاجئ وغير متوقع في وعاء الضغط الخاص بالغلاية، مما يتطلب في كثير من الأحيان تفكيك الغلاية بالكامل واستبدالها.ويمكن تجنب هذه المواقف إذا تم تطبيق الإجراءات والأنظمة الوقائية واتباعها بدقة.ومع ذلك، هذا ليس هو الحال دائما.
تتضمن جميع أعطال الغلايات التي تمت مناقشتها هنا فشل وعاء الضغط/المبادل الحراري للغلاية (غالبًا ما تستخدم هذه المصطلحات بالتبادل) إما بسبب تآكل مادة الوعاء أو عطل ميكانيكي بسبب الإجهاد الحراري الذي يؤدي إلى حدوث تشققات أو انفصال المكونات.عادة لا توجد أعراض ملحوظة أثناء التشغيل العادي.يمكن أن يستغرق الفشل سنوات، أو يمكن أن يحدث بسرعة بسبب التغيرات المفاجئة في الظروف.تعتبر فحوصات الصيانة المنتظمة هي المفتاح لمنع المفاجآت غير السارة.غالبًا ما يتطلب فشل المبادل الحراري استبدال الوحدة بأكملها، ولكن بالنسبة للغلايات الأصغر والأحدث، قد يكون إصلاح أو استبدال وعاء الضغط فقط خيارًا معقولًا.
1. التآكل الشديد على جانب الماء: سوف يؤدي سوء نوعية مياه التغذية الأصلية إلى بعض التآكل، ولكن التحكم والضبط غير المناسبين للمعالجات الكيميائية يمكن أن يؤدي إلى خلل خطير في الرقم الهيدروجيني الذي يمكن أن يؤدي إلى تلف الغلاية بسرعة.سوف تذوب مادة وعاء الضغط بالفعل وسيكون الضرر واسع النطاق - وعادةً ما يكون الإصلاح غير ممكن.ينبغي استشارة أخصائي جودة المياه/المعالجة الكيميائية الذي يفهم ظروف المياه المحلية ويمكنه المساعدة في التدابير الوقائية.يجب أن يأخذوا في الاعتبار العديد من الفروق الدقيقة، لأن ميزات التصميم للمبادلات الحرارية المختلفة تملي تركيبًا كيميائيًا مختلفًا للسائل.تتطلب الأوعية التقليدية المصنوعة من الحديد الزهر والفولاذ الأسود معالجة مختلفة عن المبادلات الحرارية المصنوعة من النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم.يتم التعامل مع غلايات أنابيب النار ذات السعة العالية بشكل مختلف إلى حد ما عن غلايات أنابيب المياه الصغيرة.تتطلب غلايات البخار عادة عناية خاصة بسبب ارتفاع درجات الحرارة والحاجة الأكبر لمياه المكياج.يجب على الشركات المصنعة للغلايات تقديم مواصفات توضح بالتفصيل معايير جودة المياه المطلوبة لمنتجها، بما في ذلك المواد الكيميائية المقبولة للتنظيف والمعالجة.يصعب أحيانًا الحصول على هذه المعلومات، ولكن نظرًا لأن جودة المياه المقبولة تكون دائمًا مسألة ضمان، فيجب على المصممين والمشرفين طلب هذه المعلومات قبل تقديم طلب الشراء.يجب على المهندسين التحقق من مواصفات جميع مكونات النظام الأخرى، بما في ذلك أختام المضخات والصمامات، للتأكد من توافقها مع المواد الكيميائية المقترحة.تحت إشراف أحد الفنيين، يجب تنظيف النظام وشطفه وتخميله قبل التعبئة النهائية للنظام.يجب اختبار سوائل التعبئة ثم معالجتها لتتوافق مع مواصفات الغلاية.يجب إزالة المناخل والمرشحات وفحصها وتأريخها للتنظيف.يجب أن يكون هناك برنامج للمراقبة والتصحيح، مع تدريب موظفي الصيانة على الإجراءات المناسبة ومن ثم الإشراف عليهم من قبل فنيي العمليات حتى يصبحوا راضين عن النتائج.يوصى بتعيين متخصص في المعالجة الكيميائية لإجراء التحليل المستمر للسوائل وتأهيل العملية.
تم تصميم الغلايات للأنظمة المغلقة، وإذا تم التعامل معها بشكل صحيح، يمكن أن يستغرق الشحن الأولي إلى الأبد.ومع ذلك، فإن تسرب المياه والبخار غير المكتشف يمكن أن يتسبب في دخول المياه غير المعالجة إلى الأنظمة المغلقة بشكل مستمر، مما يسمح للأكسجين الذائب والمعادن بالدخول إلى النظام، وتخفيف المواد الكيميائية المعالجة، مما يجعلها غير فعالة.يعد تركيب عدادات المياه في خطوط تعبئة غلايات أنظمة البلدية أو أنظمة الآبار المضغوطة بمثابة استراتيجية بسيطة للكشف حتى عن التسريبات الصغيرة.هناك خيار آخر يتمثل في تركيب خزانات إمداد المواد الكيميائية/الجليكول حيث يتم عزل حشوة الغلاية عن نظام المياه الصالحة للشرب.يمكن مراقبة كلا الإعدادين بصريًا بواسطة موظفي الخدمة أو توصيلهما بنظام BAS للكشف التلقائي عن تسرب السوائل.يجب أن يحدد التحليل الدوري للسائل أيضًا المشكلات ويوفر المعلومات اللازمة لتصحيح مستويات الكيمياء.
2. التلوث الشديد/التكلس على جانب الماء: الإدخال المستمر لمياه الماكياج العذبة بسبب تسرب الماء أو البخار يمكن أن يؤدي بسرعة إلى تكوين طبقة صلبة من الترسبات على مكونات المبادل الحراري من جانب الماء، مما سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة معدن الطبقة العازلة، مما يؤدي إلى حدوث تشققات تحت الجهد.قد تحتوي بعض مصادر المياه على ما يكفي من المعادن الذائبة بحيث يمكن حتى للملء الأولي للنظام السائب أن يتسبب في تراكم المعادن وفشل النقطة الساخنة للمبادل الحراري.بالإضافة إلى ذلك، فإن الفشل في تنظيف وشطف الأنظمة الجديدة والحالية بشكل صحيح، والفشل في تصفية المواد الصلبة من مياه التعبئة يمكن أن يؤدي إلى تلوث الملف وتلوثه.في كثير من الأحيان (ولكن ليس دائمًا) تتسبب هذه الظروف في إصدار ضجيج بالغلاية أثناء تشغيل الموقد، مما ينبه موظفي الصيانة إلى المشكلة.والخبر السار هو أنه إذا تم اكتشاف تكلس السطح الداخلي في وقت مبكر بما فيه الكفاية، فيمكن تنفيذ برنامج تنظيف لاستعادة المبادل الحراري إلى حالته الجديدة تقريبًا.جميع النقاط الواردة في النقطة السابقة حول إشراك خبراء جودة المياه في المقام الأول قد حالت دون حدوث هذه المشاكل بشكل فعال.
3. التآكل الشديد في جانب الإشعال: تتشكل المكثفات الحمضية من أي وقود على أسطح المبادلات الحرارية عندما تكون درجة حرارة السطح أقل من نقطة الندى للوقود المحدد.تستخدم الغلايات المصممة لعملية التكثيف مواد مقاومة للأحماض مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم في المبادلات الحرارية وهي مصممة لتصريف المكثفات.تتطلب الغلايات غير المصممة لعملية التكثيف أن تكون غازات المداخن أعلى من نقطة الندى باستمرار، لذلك لن يتشكل التكثيف على الإطلاق أو سوف يتبخر بسرعة بعد فترة إحماء قصيرة.غلايات البخار محصنة إلى حد كبير ضد هذه المشكلة لأنها تعمل عادة في درجات حرارة أعلى بكثير من نقطة الندى.ساهم إدخال أدوات التحكم في التفريغ الخارجي الحساسة للطقس، وركوب الدراجات في درجات الحرارة المنخفضة، واستراتيجيات الإغلاق ليلاً في تطوير غلايات تكثيف الماء الدافئ.ولسوء الحظ، فإن المشغلين الذين لا يفهمون الآثار المترتبة على إضافة هذه الميزات إلى نظام درجة الحرارة المرتفعة الحالي يحكمون على العديد من غلايات الماء الساخن التقليدية بالفشل المبكر - وهو الدرس المستفاد.يستخدم المطورون أجهزة مثل صمامات الخلط ومضخات الفصل بالإضافة إلى استراتيجيات التحكم لحماية الغلايات ذات درجة الحرارة المرتفعة أثناء تشغيل نظام درجة الحرارة المنخفضة.ويجب توخي الحذر للتأكد من أن هذه الأجهزة في حالة عمل جيدة وأن أدوات التحكم مضبوطة بشكل صحيح لمنع تكون التكثيف في الغلاية.هذه هي المسؤولية الأولية للمصمم ووكيل التشغيل، يليها برنامج الصيانة الروتينية.من المهم ملاحظة أن محددات درجة الحرارة المنخفضة وأجهزة الإنذار غالبًا ما تستخدم مع معدات الحماية كتأمين.يجب تدريب المشغلين على كيفية تجنب الأخطاء في ضبط نظام التحكم والتي قد تؤدي إلى تشغيل أجهزة السلامة هذه.
يمكن أن يؤدي المبادل الحراري الملوث لصندوق الاحتراق أيضًا إلى تآكل مدمر.تأتي الملوثات من مصدرين فقط: الوقود أو هواء الاحتراق.وينبغي التحقيق في احتمال تلوث الوقود، وخاصة زيت الوقود وغاز البترول المسال، على الرغم من تأثر إمدادات الغاز في بعض الأحيان.يحتوي الوقود "السيئ" على الكبريت والملوثات الأخرى أعلى من المستوى المقبول.تم تصميم المعايير الحديثة لضمان نقاء إمدادات الوقود، ولكن لا يزال بإمكان الوقود دون المستوى المطلوب الوصول إلى غرفة المرجل.من الصعب التحكم في الوقود نفسه وتحليله، لكن عمليات التفتيش المتكررة على نار المخيم يمكن أن تكشف عن مشكلات تتعلق بترسب الملوثات قبل حدوث أضرار جسيمة.يمكن أن تكون هذه الملوثات حمضية للغاية ويجب تنظيفها وطردها من المبادل الحراري على الفور إذا تم اكتشافها.وينبغي إنشاء فترات زمنية للتحقق المستمر.وينبغي استشارة مورد الوقود.
يعد تلوث الهواء الناتج عن الاحتراق أكثر شيوعًا ويمكن أن يكون عدوانيًا للغاية.هناك العديد من المواد الكيميائية شائعة الاستخدام والتي تشكل مركبات شديدة الحموضة عند دمجها مع الهواء والوقود والحرارة الناتجة عن عمليات الاحتراق.تشمل بعض المركبات سيئة السمعة الأبخرة الناتجة عن سوائل التنظيف الجاف والدهانات ومزيلات الطلاء ومختلف مركبات الفلوروكربون والكلور وغيرها.حتى العادم الناتج عن مواد تبدو غير ضارة، مثل ملح معالجة المياه، يمكن أن يسبب مشاكل.ليس من الضروري أن تكون تركيزات هذه المواد الكيميائية عالية حتى تسبب الضرر، وغالبًا ما يكون وجودها غير قابل للاكتشاف بدون معدات متخصصة.يجب على مشغلي المباني أن يسعوا جاهدين للقضاء على مصادر المواد الكيميائية داخل وحول غرفة المرجل، وكذلك الملوثات التي قد يتم إدخالها من مصدر خارجي لهواء الاحتراق.المواد الكيميائية التي لا ينبغي تخزينها في غرفة الغلاية، مثل منظفات التخزين، يجب نقلها إلى مكان آخر.
4. الصدمة / الحمل الحراري: يحدد تصميم جسم الغلاية والمادة وحجمها مدى حساسية الغلاية للصدمة الحرارية والحمل.يمكن تعريف الإجهاد الحراري بأنه الثني المستمر لمادة وعاء الضغط أثناء التشغيل النموذجي لغرفة الاحتراق، إما بسبب اختلافات درجة حرارة التشغيل أو التغيرات الأوسع في درجات الحرارة أثناء بدء التشغيل أو التعافي من الركود.في كلتا الحالتين، تسخن الغلاية أو تبرد تدريجيًا، مع الحفاظ على فرق درجة حرارة ثابت (دلتا T) بين خطوط الإمداد والعودة لأوعية الضغط.تم تصميم الغلاية لأقصى حد دلتا T ويجب ألا يكون هناك أي ضرر أثناء التسخين أو التبريد ما لم يتم تجاوز هذه القيمة.ستؤدي قيمة Delta T الأعلى إلى انحناء مادة الوعاء إلى ما هو أبعد من معايير التصميم وسيبدأ التعب المعدني في إتلاف المادة.استمرار سوء الاستخدام مع مرور الوقت سوف يسبب التشقق والتسرب.قد تنشأ مشاكل أخرى مع المكونات المغلقة بحشيات، والتي قد تبدأ في التسرب أو حتى الانهيار.يجب أن يكون لدى الشركة المصنعة للغلاية مواصفات للحد الأقصى المسموح به لقيمة Delta T، مما يوفر للمصمم المعلومات اللازمة لضمان التدفق الكافي للسوائل في جميع الأوقات.تعتبر غلايات أنابيب النار الكبيرة حساسة جدًا لـ Delta-T ويجب التحكم فيها بإحكام لمنع التمدد غير المتساوي والتواء الغلاف المضغوط، مما قد يؤدي إلى إتلاف موانع التسرب الموجودة على صفائح الأنابيب.تؤثر خطورة الحالة بشكل مباشر على عمر المبادل الحراري، ولكن إذا كان لدى المشغل طريقة للتحكم في دلتا تي، فيمكن تصحيح المشكلة في كثير من الأحيان قبل حدوث أضرار جسيمة.من الأفضل تكوين BAS بحيث يصدر تحذيرًا عند تجاوز الحد الأقصى لقيمة Delta T.
تعتبر الصدمة الحرارية مشكلة أكثر خطورة ويمكن أن تدمر المبادلات الحرارية على الفور.يمكن سرد العديد من القصص المأساوية منذ اليوم الأول لترقية نظام توفير الطاقة الليلي.تتم صيانة بعض الغلايات عند نقطة التشغيل الساخنة خلال فترة التبريد بينما يتم إغلاق صمام التحكم الرئيسي للنظام للسماح للمبنى وجميع مكونات السباكة والمشعات بالتبريد.في الوقت المحدد، يتم فتح صمام التحكم، مما يسمح بتدفق الماء بدرجة حرارة الغرفة مرة أخرى إلى المرجل الساخن جدًا.العديد من هذه الغلايات لم تنجو من الصدمة الحرارية الأولى.وسرعان ما أدرك المشغلون أن نفس وسائل الحماية المستخدمة لمنع التكثيف يمكن أن تحمي أيضًا من الصدمة الحرارية إذا تمت إدارتها بشكل صحيح.الصدمة الحرارية ليس لها علاقة بدرجة حرارة المرجل، فهي تحدث عندما تتغير درجة الحرارة فجأة وبشكل مفاجئ.تعمل بعض غلايات التكثيف بنجاح كبير عند درجة حرارة عالية، بينما يدور سائل مضاد للتجمد من خلال المبادلات الحرارية الخاصة بها.عند السماح لها بالتسخين والتبريد عند اختلاف في درجة الحرارة يتم التحكم فيه، يمكن لهذه الغلايات توفير أنظمة ذوبان الجليد أو المبادلات الحرارية لحمام السباحة مباشرة بدون أجهزة خلط وسيطة وبدون آثار جانبية.ومع ذلك، من المهم جدًا الحصول على موافقة من كل مصنع للغلايات قبل استخدامها في مثل هذه الظروف القاسية.
يتمتع روي كولفر بخبرة تزيد عن 40 عامًا في مجال التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.وهو متخصص في الطاقة الكهرومائية، مع التركيز على تكنولوجيا الغلايات والتحكم في الغاز والاحتراق.بالإضافة إلى كتابة المقالات والتدريس حول الموضوعات المتعلقة بالتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، فهو يعمل في إدارة الإنشاءات في الشركات الهندسية.