ارتفاع عمود صمام الفراشة في مصنع جعة

أين يتم تركيز الصمام

يعتمد مصنع الجعة على عمليات النقل. ينتقل هريس الشعير (Wort) من وعاء الهرس إلى الغلاية وهو ساخن. وتنتقل مرقة التخمير إلى خزان الإنضاج وتبقى هناك لأسابيع. تمر البيرة النهائية عبر الفلترة إلى قاعة التعبئة. وكل عملية من هذه العمليات عبارة عن صمام يفتح ويغلق. وبين هذه العمليات، يتعرض الصمام نفسه لغسيل بمحلول كوستيكي وتعقيم بالبخار (SIP).

تقوم صمامات الفراشة الصحية بمعظم هذا العمل. فهي قصيرة والكاد تقيد التدفق. وتفتح في ربع لفة، وتُفك في دقيقة واحدة للفحص. وتلك ذات المقابض الرافعة — مقابض لسان البط — هي ما تراه مصطفاً في صفوف داخل صالة التخمير. للأسباب نفسها التي تجعلك تراها في مصانع الألبان، ومنشآت الأغذية، والأجنحة الصيدلانية.

هذا العميل هو مصنع جعة تايلاندي ينتج حوالي 200,000 طن سنوياً. والصمامات التي تسببت في حدوث المشاكل كانت في قسم التخمير وقسم التعبئة، وهما الموضعان في ذلك الخط حيث يكلف التوقف فيهما النصيب الأكبر.

لماذا يحدث ارتفاع عمود صمام الفراشة

يعمل صمام الفراشة في دورات تشغيل مستمرة ضمن عمليات التخمير. فهو ينقل هريس الشعير ومرقة التخمير مقابل القرص طوال اليوم، ويتعرض لصدمة حرارية مرتين في كل وردية نتيجة عمليات التنظيف (CIP) والتعقيم (SIP). وبعد مرور عام على ذلك، بدأت أعمدة الصمامات الأكثر إجهاداً تتحرك على طول محورها بدلاً من الاكتفاء بالدوران حوله.

يحدث أمران خطيران في وقت واحد عندما يرتفع العمود. تم تصميم مانع التسرب بين جسم الصمام والعمود ليخضع لنسبة انضغاط محددة. وعندما يُسمح للعمود بالارتفاع، يقل هذا الانضغاط، ويبدأ الوسط السائل في التسرب للخارج حول العمود. كما يؤدي هذا الارتفاع إلى فتح فجوة عند الوصلة بين العمود والقرص. بحيث لا يعود القرص مستقراً بشكل مربع في وجه التمهيد أو مقعد الصمام (seat). إن القرص الذي يكون غير متمركز ولو قليلاً لا ينغلق على المحيط الكامل لمقعد الصمام (seat). ونتيجة لذلك، يسرب الصمام من خلاله وحوله أيضاً.

لم يصف مصنع الجعة المشكلة بهذه المصطلحات الفنية. ما أبلغوا عنه هو وجود بيرة في أماكن لا ينبغي أن توجد فيها البيرة. وأصبحت المقابض صلبة وتتعطل أحياناً. وتم تغيير موانع التسرب لصمامات يقل عمرها عن عام. وتُعد الصلابة هي العلامة الدالة - فالعمود المرتفع يزيد من عزم التشغيل، ولذلك يعلن هذا العطل عن نفسه من خلال المقبض قبل أن يلاحظ أي شخص وجود بركة تسريب.

لم تظل أي من هذه المشاكل مشكلة صمام لفترة طويلة. فالعمود الراشح يُعتبر مخالفة صحية في تدقيق سلامة الأغذية. والسكريات المتبقية حول الوصلة هي بالضبط المكان الذي يتوقع المدقق أن يجد فيه نمواً بكتيرياً. وكل عملية استبدال لمانع التسرب تعني توقف الخط، وفك القسم المعني، وإعادة إجراء التحقق من التنظيف قبل أن تتمكن البيرة من المرور من خلاله مجدداً.

ما قمنا بتوريده

صمامات فراشة صحية مزودة بعمود مقاوم للاندفاع، ووصلة بين العمود والقرص مصممة لتتلاءم بدلاً من أن تترك خلوصاً.

يحمل العمود المقاوم للاندفاع حداً محورياً داخلياً في جسم الصمام. ويمكن للعمود أن يدور ولكن لا يمكنه الارتفاع، بغض النظر عما يفعله الوسط السائل وبغض النظر عن عدد مرات التشغيل في اليوم. إن تثبيت العمود في مكانه يضمن بقاء مانع التسرب تحته عند مستوى الانضغاط المصمم له. وهذا يزيل مسار التسريب من أساسه بدلاً من محاولة إحكام الربط ضده.

الوصلة هي النصف الآخر، وهي النصف الذي يتم تخطيه عادةً. فالعمود المثبت ببن ميل عبر القرص يحتوي على خ الخلوص بحكم التصميم، والخلوص هو مساحة حرة ليعمل الضغط من خلالها. أما أعمدتنا فهي مصنعة باستخدام آلات التحكم الرقمي CNC ومضبوطة بدقة. يلتقي العمود والقرص على وجه تحامل (bearing face) بدلاً من الالتقاء عبر ثقب ومسمار. ويستقر القرص حيث يأمره العمود بالاستقرار، ويظل عزم الدوران سلساً طوال ربع اللفة. ولا تحدث تلك القفزات المفاجئة التي كانت تنتج عن تحرك العمود سابقاً.

يتم فحص كلا الجزأين بالطريقة التي يُفحص بها كل شيء هنا. تتم مطابقة أقطار العمود ومقعد الصمام مع الرسم الهندسي تحت الفحص الأبعادي. ويتم اختبار الصمام المغلق ضد مقعده تحت اختبار الضغط، قبل شحن أي جزء منها.

ما الذي تغير

توقف ارتفاع العمود في المحطات التي قمنا بتوريدها، وتوقفت معها سلسلة الأعطال الناجمة عنه.

تعمل موانع التسرب الآن بكامل عمرها الافتراضي المتوقع بدلاً من استبدالها في غضون عام. ولم يعد الخط يتوقف بين دورات التخمير لإجراء أعمال صيانة لم يكن تخطيط مسبق لها. وعاد عزم التشغيل إلى المستوى الطبيعي الذي يجب أن يكون عليه صمام بهذا الحجم. وهذا هو التحذير المبكر الخاص بمصنع الجعة بأن العطل لم يعد. ويحافظ قسم التخمير والتعبئة على تسلسلهما، واستقرت الاتساقية بين الدفعات والتي كانت تتدهور عندما كانت الصمامات تسرب.

لماذا قصدونا بهذه الطلبية

الصمام الذي يحافظ على عموده سليماً لمدة خمس سنوات ليس فكرة عبقرية. بل هو سلسلة من القرارات العادية التي لم يتخلف أحد عن تنفيذها.

نحن نشتري بالطريقة التي تفرضها هذه المعايير. اختيار الموردين، والاستفسارات، والمقارنة، والمفاوضات، والقبول عند الاستلام، والإرجاع، كلها إجراءات مكتوبة وليست مجرد عادة. العمود الذي يتحرك عادة ما يبدأ كقطعة قضيب معدني لا تطابق تماماً ما هو مكتوب في الشهادة. وكل دفعة واردة تصل مع تقرير فحص. وأي مادة خاصة يتم حفظ عينة أولية منها وختمها وتقديمها قبل إطلاق باقي الكمية للإنتاج. التركيب الكيميائي، والخواص الميكانيكية، وحالة السطح، لكل منها رقم يجب تحقيقه.

بعد ذلك، يتم اختبار ضغط الصمام النهائي ويخرج بصحبته شهادته. وتخرج الأجسام خالية من التلوث، ألسنتها ناعمة، وبدون شقوق أو نتوءات؛ وتخرج وجوه الشفاه (flange faces) بدون انبعاجات أو خدوش. إن التشدد مع المورد بشأن مسمار واحد هو أرخص طريقة لتكون موثوقاً بالنسبة لمصنع الجعة.

إذا كان خط الإنتاج لديك يفقد البيرة حول العمود، فمن الجدير التحقق مما إذا كان العمود لا يزال في مكانه الذي ثُبت فيه.