یک راهنمای کامل، فنی و کاربردی درباره طراحی و ضوابط اجرایی پمپ لجن‌کش / اسلاری (sludge/slurry pump) آماده گردید. تلاش گردیدهمهٔ نکات کلیدی (انتخاب، محاسبات، جزئیات ساخت، نصب، کنترل، نگهداری و استانداردها) را به‌صورت دقیق و قابل اجرا جمع‌بندی گرددو هر جا که لازم بود منابع مرجع معتبر را نشان داده شود.

1) مقدمه و محدوده کاربرد

پمپ‌های لجن/اسلاری برای انتقال سیال‌های دارای ذرات جامد (شن، لجن، سلولز، ماسه و غیره)، سیال‌های خورنده یا با ویسکوزیته بالا طراحی می‌شوند. انتخاب اشتباه نوع یا مواد باعث فرسایش سریع، گرفتگی، کاویتاسیون و خرابی موتور خواهد شد. منابع مرجع و هندبوک‌های تولیدکنندگان و استانداردها را در توضیحات پایین می باشد.  

2) مشخصه‌های ورودی که باید شناسایی شوند (قبل از طراحی/انتخاب)
    1.    دبی مورد نیاز (Q) — m³/h یا l/s.
    2.    هد کل (H_total) — شامل هد ارتفاع، افت‌های خط لوله، هد فشاری بازگشت و فاکتور ایمنی.
    3.    ویژگی‌های لجن / سیال:
    •    غلظت (درصد خشک یا % solids).
    •    توزیع اندازه ذرات و قطر بیشینه (mm).
    •    چگالی (ρ) و ویسکوزیته (ν یا cP).
    •    خواص خورندگی (pH، مواد شیمیایی).
    •    وجود الیاف بلند، کف یا رگه‌های چسبناک.
    4.    دمای سیال — روی آب‌بندی‌ها، گریس و مواد تأثیر می‌گذارد.
    5.    شرایط محیطی و نصب — غوطه‌وری (submersible) یا خشک (dry-installed)، فضای سرویس، دسترسی به جرثقیل، برق و توان موجود، حداکثر طول و افت خط.
    6.    دورهٔ کاری و سیکل‌ها — دائم، متناوب، پالس، احتمال کار خشک.
بدون این داده‌ها انتخاب قابل اتکا ممکن نیست. (منابع فنی و مطالعات موردی در این حوزه مفصل هستند).  

3) انتخاب نوع پمپ — قواعد کلی
    •    غلظت پایین و ذرات ریز (فاز رقیق، solids < ~4%): پمپ‌های سانتریفیوژ (افقی یا عمودی) معمولاً مناسب‌اند.
    •    غلظت متوسط تا بالا یا ذرات درشت/سخت (پاستا/لجن سنگین): پمپ‌های مناسب‌تر عبارت‌اند از: پمپ‌های سانتریفیوژ مخصوص اسلاری (rubber- یا metal-lined)، پمپ‌های دنده‌ای یا progressive cavity (برای ویسکوزیته و ذرات فیبری)، یا پمپ‌های دیافراگمی/positive-displacement در شرایط خاص.  
    •    نکته عملی: اگر سیال چسبناک یا دارای الیاف طولانی باشد، از impellerهای باز یا نیمه‌باز (non-clog) و مسیر عبور با مقطع بزرگ استفاده کنید تا گرفتگی نشود. برای شن و ماسه و مواد ساینده، از پوشش‌های سخت (Hi-Chrome, Ni-Hard) یا آستر لاستیکی بسته به خورندگی استفاده می‌شود.

4) طراحی هیدرولیک و قطعات کلیدی

الف) نوع ایمپلر
    •    Open / Semi-open برای جلوگیری از گرفتگی.
    •    Vortex یا non-clog در سیستم‌های دارای نخ و الیاف.
ب) دبی و هد — منحنی عملکرد کارخانه (pump curve) را انتخاب کنید و نقطهٔ کار را در محدوده راندمان مطلوب (نزدیک BEP — Best Efficiency Point) قرار دهید ولی برای اسلاری معمولاً کمی فاصله از BEP برای کاهش سایش پذیرفته می‌شود.
ج) NPSH
    •    محاسبهٔ NPSH_required (از سازنده) و NPSH_available (سایت)؛ اسلاری‌ها معمولاً افت NPSH بیشتری نسبت به آب دارند (فشار مؤثر ورودی پایین‌تر، اصطکاک بیشتر). از حاشیه مناسب (معمولاً >0.5–1.0 m یا طبق دستور سازنده) استفاده کنید.  

د) روش آب‌بندی (Seals)
    •    در پمپ‌های اسلاری: mechanical seals با سِت flushing یا سیل چمبر با تزریق تمیز، یا گاهی double mechanical seal با سیستم تزریق. در پمپ‌های غوطه‌ور، معمولا seal و motor chamber با drain/pressure test point دارند (مطابق دستورالعمل تولیدکننده).  

هـ) مواد ساخت
    •    بخش‌های در معرض سایش: Hi-Chrome (White Iron)، Ni-Hard، آستر لاستیکی مقاوم به سایش، یا فولاد زنگ-نزن در محیط‌های خورنده. انتخاب براساس سایندگی و خورندگی ترکیب شود.  

و) یاتاقان‌ها و شفت
    •    طراحی مقاوم با فاصلهٔ مناسب از محفظه نازل و استفاده از sleeve bearings یا rolling bearings تقویت‌شده؛ حفاظت در برابر ورود ذرات توسط فاصلهٔ مناسب و پوشش‌ها.

5) محاسبات اصلی (اساس و فرمول‌ها)
    1.    توان هیدرولیک (P_hyd)
P_{hyd} = \rho \cdot g \cdot Q \cdot H  (واحد: W)
— ρ [kg/m³]، g=9.81، Q [m³/s]، H [m].
    2.    توان شافت موردنیاز
P_{shaft} = \dfrac{P_{hyd}}{\eta_{pump} \cdot \eta_{drive}}
η_pump: راندمان پمپ (از منحنی)، η_drive: راندمان گیربکس/موتور/درایو.
    3.    سرعت خطی و دور موتور
برای جلوگیری از فرسایش بیش از حد و رسیدن به شرایط NPSH، سرعت (rpm) را طبق مشخصات ایمپلر و مواد انتخاب کنید.
    4.    افت اصطکاک خط لوله — محاسبه با فرمول‌های استاندارد (Darcy-Weisbach) و افزودن ضریب اصطکاک برای ذرات معلق.
    5.    کنترل NPSH_available
NPSH_{avail} = (P_{atm} - P_{vap})/\rho g + z_s - h_f — توجه: در سیالات غلیظ، محاسبهٔ دقیق نیاز به اصلاحات برای چگالی و رفتار غیرنیوتنی دارد.
(همهٔ فرمول‌ها باید با واحدهای سازگار استفاده شوند؛ تست و تأیید با منحنی سازنده ضروری است).  

6) طراحی مکانی — ساکشن، چاهک (sump) و خطوط لوله
    •    ورودی (suction) باید از ته چاهک طوری طراحی شود که رسوبات سنگین جمع نشود. طراحی sump: عمق و شکل طوری باشد که ذرات به‌راحتی وارد جریان شوند، از swirl و dead zones جلوگیری شود.  
    •    قطر لوله مکش را طوری انتخاب کنید که سرعت جریان جابجایی ذرات کافی باشد (خطر ته‌نشینی نداشته باشیم) اما سرعتی که باعث سایش بیش از حد شود هم نباشد.
    •    شیرآلات: نصب شیر یک‌طرفه (check valve) و ولوهای shut-off در نزدیکی خروجی؛ در پمپ‌های غوطه‌ور، استفاده از اتصالات راهنمای پایین‌نشین برای نصب/برداشت آسان پیشنهاد می‌شود.  

7) نصب، الکترومکانیک و حفاظت‌های کنترلی
    •    نصب: پایه‌گذاری سفت، تراز (alignment) صحیح شفت و موتور، در پمپ‌های خشک از coupling و بالانس دینامیکی استفاده کنید. در پمپ‌های submersible از قلاب/راهنما و نقاط lifting مطابق داده‌برگ سازنده استفاده کنید.  
    •    تابلو کنترل:
    •    حفاظت در برابر اضافه‌بار، جریان راه‌اندازی نرم (soft-starter) یا VFD (برای کنترل دور و جلوگیری از شوک).
    •    سنسورهای دما موتور، نشتی (leakage sensor) در محفظه مهر ونی، سنسور سطح در sump و ترموگارد.
    •    فاز‌-رود یا قطع برق اتوماتیک و alarm برای کار خشک، انسداد یا افت فشار غیرعادی.  

8) عملیات و نگهداری (پروتکل اجرایی)
    1.    بازرسی روزانه/شیفتی: صداهای غیرعادی، ارتعاش، دمای بلبرینگ‌ها، جریان برق، و نشت.
    2.    بازرسی هفتگی/ماهانه: بررسی وضعیت ایمپلر، آسترها و wear rings، براکت‌ها، تراز و کوپلینگ، سیستم آب‌بندی. ثبت پارامترهای عملکرد (Q,H,power) و مقایسه با منحنی مرجع.
    3.    تعویض قطعات مصرفی: آسترها، ایمپلر، wear ring و آب‌بندی طبق برنامه نگهداری پیشگیرانه (MTBF و ساعت کار واقعی).
    4.    روتین شست‌وشو و Flush: برای جلوگیری از رسوب‌گذاری و گرفتگی، خصوصاً در سیستم‌هایی با فیبر و روغن.
    5.    نگهداری پیشگیرانه: انبار کردن قطعات یدکی حیاتی (seal kit, impeller, bearings).  

9) تست پذیرفتی (Factory & Site Acceptance) و استانداردها
    •    برای تست عملکرد هیدرولیکی و پذیرش از استانداردهایی مانند ISO 9906 (hydraulic performance acceptance tests) استفاده کنید. همچنین بسته به کاربرد ممکن است ISO 5199, ISO 2858، EN 733 یا API 610 مرتبط باشند. تست‌ها باید نشت، راندمان، منحنی Q-H واقعی و شرایط NPSH را شامل شوند.  
    •    مستندسازی تست و شناسنامه (data sheet): منحنی عملکرد، مشخصات الکتریکی و مکانیکی، مواد ساخت، جزئیات آب‌بندی، شماره قطعات یدکی و دستورالعمل نصب/کارکرد باید همراه پمپ ارائه شود. 

10) ایمنی و ملاحظات زیست‌محیطی
    •    حفاظت الکتریکی مناسب (IP rating)، اتصال ارت، حفاظت در برابر ورود آب به تابلو، جلوگیری از دسترسی غیرمجاز به قسمت‌های دوراننده.
    •    دفع درست آب شست‌وشو، پساب، و جلوگیری از انتشار گرد و غبار یا بخارات سمی.
    •    رعایت دستورالعمل‌های تولیدکننده برای بلندکردن و حمل و نقل (lifting points، تراز وزنی).  

11) چک‌لیست سریع برای سفارش/بازبینی طراحی پمپ لجن
    •    مشخصات عملیاتی: Q, H, غلظت solids %, قطر ذرات ماکزیمم، چگالی، ویسکوزیته، دما.
    •    نوع پمپ پیشنهادی و دلیل انتخاب.
    •    مواد قسمت‌های سایش و پوشش‌ها.
    •    نوع آب‌بندی و نیاز به flushing یا system barrier.
    •    دور موتور و درایو (direct/V-belt/VFD).
    •    نیاز NPSH و تضمین‌های سایت (sump design، پمپ آب‌مکشی).
    •    تابلو کنترل و حفاظت‌ها.
    •    لیست قطعات یدکی پیشنهادی و برنامه نگهداری.
    •    استانداردهای اعمال شده برای تست و پذیرش.

12) منابع مرجع کلیدی (برای مطالعه و تطبیق دقیق‌تر)
    •    Metso / Slurry pump handbook — طراحی sump، انتخاب ایمپلر و مسائل نصب. 
    •    Xylem / Flygt Slurry Handbook — مباحث انتخاب پمپ، مواد و فرمول‌های طراحی برای اسلاری. 
    •    Sulzer — دستورالعمل نصب، کاربری و نگهداری پمپ‌های غوطه‌ور (مثال عملیاتی و نقاط کنترلی). 
    •    ISO 9906 — استاندارد آزمون پذیرش عملکرد هیدرولیکی پمپ‌های گردشی.  
    •    مقالات و راهنماهای فنی (مثلاً مطالب BBA / Slurry Pumping Manual ) برای راهنمایی طراحی و انتخاب در شرایط خاص صنعتی.