Aby zrozumieć nieszczelność pompy odśrodkowej, ważne jest, aby najpierw zrozumieć podstawową obsługę pompy odśrodkowej. Gdy przepływ wchodzi przez oko wirnika pompy i w górę łopatek wirnika, ciecz ma niższe ciśnienie i niską prędkość. Gdy przepływ przechodzi przez spiralę, ciśnienie wzrasta, a prędkość wzrasta. Następnie przepływ wychodzi przez wylot, w którym to punkcie ciśnienie jest wysokie, ale prędkość spada. Przepływ, który wchodzi do pompy, musi wyjść z pompy. Pompa przekazuje wysokość podnoszenia (lub ciśnienie), co oznacza, że zwiększa energię cieczy pompy.
Niektóre awarie podzespołów pompy odśrodkowej, na przykład sprzęgła, układu hydraulicznego, złączy statycznych i łożysk, powodują awarię całego układu, ale około sześćdziesięciu dziewięciu procent wszystkich awarii pomp wynika z nieprawidłowego działania urządzenia uszczelniającego.
POTRZEBA USZCZELNIEŃ MECHANICZNYCH
Uszczelnienie mechanicznejest urządzeniem służącym do kontrolowania wycieku między obracającym się wałem a zbiornikiem wypełnionym cieczą lub gazem. Jego głównym zadaniem jest kontrolowanie wycieku. Wszystkie uszczelnienia przeciekają — muszą przeciekać, aby utrzymać warstwę płynu na całej powierzchni uszczelnienia mechanicznego. Wyciek, który wydostaje się ze strony atmosferycznej, jest dość niski; wyciek w węglowodorze, na przykład, jest mierzony miernikiem VOC w częściach/milion.
Zanim opracowano uszczelnienia mechaniczne, inżynierowie zazwyczaj uszczelniali pompę za pomocą uszczelnienia mechanicznego. Uszczelnienie mechaniczne, włóknisty materiał zwykle impregnowany środkiem smarnym, takim jak grafit, było cięte na sekcje i wciskane do czegoś, co nazywano „dławnicą”. Następnie dodawano dławik z tyłu, aby wszystko uszczelnić. Ponieważ uszczelnienie ma bezpośredni kontakt z wałem, wymaga smarowania, ale nadal będzie odbierać moc.
Zwykle „pierścień latarniowy” umożliwia zastosowanie wody płuczącej do uszczelnienia. Woda ta, niezbędna do smarowania i chłodzenia wału, wycieknie albo do procesu, albo do atmosfery. W zależności od zastosowania może być konieczne:
- kieruj wodę płuczącą z dala od procesu, aby uniknąć zanieczyszczenia.
- zapobiegać gromadzeniu się spłukiwanej wody na podłodze (nadmiernemu rozpryskiwaniu się), co jest zarówno kwestią bezpieczeństwa OSHA, jak i koniecznością utrzymania porządku.
- chronić obudowę łożyska przed wodą, która może zanieczyścić olej i doprowadzić do uszkodzenia łożyska.
Jak w przypadku każdej pompy, będziesz chciał przetestować swoją pompę, aby dowiedzieć się, jakie roczne koszty jej eksploatacji są wymagane. Pompa uszczelniająca może być tania w instalacji i utrzymaniu, ale jeśli obliczysz, ile galonów wody zużywa na minutę lub na rok, możesz być zaskoczony kosztami. Pompa z uszczelnieniem mechanicznym może potencjalnie zaoszczędzić Ci wiele rocznych kosztów.
Biorąc pod uwagę ogólną geometrię uszczelnienia mechanicznego, wszędzie tam, gdzie występuje uszczelka lub pierścień uszczelniający, istnieje potencjalne miejsce wycieku:
- Zużyty, skorodowany lub starty dynamiczny pierścień uszczelniający (lub uszczelka) w wyniku ruchu uszczelnienia mechanicznego.
- Brud lub zanieczyszczenia pomiędzy uszczelnieniami mechanicznymi.
- Nieprawidłowa operacja w uszczelnieniach mechanicznych.
PIĘĆ TYPÓW USZKODZEŃ URZĄDZEŃ USZCZELNIAJĄCYCH
Jeśli pompa odśrodkowa wykazuje niekontrolowany wyciek, należy dokładnie sprawdzić wszystkie potencjalne przyczyny, aby określić, czy konieczna jest naprawa, czy też nowa instalacja.
1. Awarie operacyjne
Zaniedbanie punktu najlepszej wydajności: Czy używasz pompy w punkcie najlepszej wydajności (BEP) na krzywej wydajności? Każda pompa jest zaprojektowana z określonym punktem wydajności. Gdy używasz pompy poza tym obszarem, tworzysz problemy z przepływem, które powodują awarię systemu.
Niewystarczająca dodatnia wysokość ssania (NPSH): Jeśli pompa nie zapewnia wystarczającej wysokości ssania, zespół obrotowy może stać się niestabilny, spowodować kawitację i doprowadzić do uszkodzenia uszczelnienia.
Działanie bez głowicy:Jeśli ustawisz zawór sterujący zbyt nisko, aby zdławić pompę, możesz zdławić przepływ. Zdławiony przepływ powoduje recyrkulację w pompie, co generuje ciepło i sprzyja uszkodzeniu uszczelnienia.
Praca na sucho i nieprawidłowe odpowietrzanie uszczelnienia: Pompa pionowa jest najbardziej podatna, ponieważ uszczelnienie mechaniczne jest umieszczone na górze. Jeśli odpowietrzanie jest nieprawidłowe, powietrze może zostać uwięzione wokół uszczelnienia i nie będzie mogło wydostać się z dławnicy. Uszczelnienie mechaniczne wkrótce ulegnie awarii, jeśli pompa będzie nadal pracować w takich warunkach.
Niska marża pary:Są to płyny migające; gorące węglowodory będą migać po wystawieniu na działanie warunków atmosferycznych. Gdy film cieczy przechodzi przez uszczelnienie mechaniczne, może migać po stronie atmosferycznej i spowodować awarię. Ta awaria często zdarza się w systemach zasilania kotła — gorąca woda o temperaturze 250–280ºF miga wraz ze spadkiem ciśnienia na powierzchniach uszczelnienia.
2. Awarie mechaniczne
Niewspółosiowość wału, nierównowaga sprzęgła i nierównowaga wirnika mogą przyczyniać się do awarii uszczelnienia mechanicznego. Ponadto, jeśli po zainstalowaniu pompy masz niewspółosiowe rury przykręcone do niej, spowoduje to duże obciążenie pompy. Musisz również unikać złej podstawy: Czy podstawa jest bezpieczna? Czy jest prawidłowo zafugowana? Czy masz miękką stopę? Czy jest prawidłowo przykręcona? I na koniec sprawdź łożyska. Jeśli tolerancja łożysk się zmniejszy, wały będą się przesuwać i powodować wibracje w pompie.
3. Awarie elementów uszczelniających
Czy masz dobrą parę tribologiczną (badanie tarcia)? Czy wybrałeś właściwe kombinacje powierzchni czołowych? Co z jakością materiału powierzchni uszczelniającej? Czy Twoje materiały są odpowiednie do Twojego konkretnego zastosowania? Czy wybrałeś właściwe uszczelnienia wtórne, takie jak uszczelki i pierścienie uszczelniające, które są przygotowane na ataki chemiczne i cieplne? Twoje sprężyny nie powinny być zatkane, a miech nie powinien skorodować. Na koniec zwróć uwagę na odkształcenia powierzchni czołowej spowodowane ciśnieniem lub ciepłem, ponieważ uszczelnienie mechaniczne pod dużym ciśnieniem faktycznie się wygnie, a skośny profil może spowodować wyciek.
4. Błędy w projektowaniu systemu
Potrzebny jest odpowiedni układ płukania uszczelnienia, wraz z wystarczającym chłodzeniem. Podwójne systemy mają płyny barierowe; pomocniczy zbiornik uszczelnienia musi znajdować się w odpowiednim miejscu, z prawidłowym oprzyrządowaniem i rurociągiem. Musisz wziąć pod uwagę długość prostej rury na ssaniu — niektóre starsze systemy pomp, które często były dostarczane jako zapakowane płozy, obejmują kolano 90º na ssaniu tuż przed wejściem przepływu do oczka wirnika. Kolanko powoduje przepływ turbulentny, który powoduje niestabilność w obracającym się zespole. Wszystkie rurociągi ssące/tłoczne i obejściowe również muszą być prawidłowo zaprojektowane, zwłaszcza jeśli niektóre rury były naprawiane w pewnym momencie na przestrzeni lat.
5. Wszystko inne
Inne różne czynniki odpowiadają tylko za około 8 procent wszystkich awarii. Na przykład, czasami wymagane są systemy pomocnicze, aby zapewnić akceptowalne środowisko pracy dla uszczelnienia mechanicznego. W odniesieniu do systemów podwójnych, potrzebny jest płyn pomocniczy, który będzie działał jako bariera, która zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń lub płynu procesowego do środowiska. Jednak dla większości użytkowników rozwiązanie, którego potrzebują, będzie dotyczyło jednej z pierwszych czterech kategorii.
WNIOSEK
Uszczelnienia mechaniczne są głównym czynnikiem niezawodności urządzeń obrotowych. Są odpowiedzialne za wycieki i awarie systemu, ale wskazują również na problemy, które ostatecznie spowodują poważne uszkodzenia w przyszłości. Niezawodność uszczelnienia jest w dużym stopniu zależna od konstrukcji uszczelnienia i środowiska pracy.
Czas publikacji: 26-06-2023