Aby zrozumieć wyciek pompy odśrodkowej, ważne jest najpierw zrozumienie podstawowego działania pompy odśrodkowej.Gdy przepływ przepływa przez ucho wirnika pompy i w górę łopatek wirnika, płyn ma niższe ciśnienie i mniejszą prędkość.Gdy przepływ przepływa przez spiralę, ciśnienie wzrasta, a prędkość wzrasta.Następnie strumień wypływa przez wylot, w którym to momencie ciśnienie jest wysokie, ale prędkość maleje.Strumień wpływający do pompy musi wypływać z pompy.Pompa wytwarza wysokość podnoszenia (lub ciśnienie), co oznacza, że zwiększa energię płynu pompy.
Niektóre awarie podzespołów pompy odśrodkowej, takie jak sprzęgło, połączenia hydrauliczne, statyczne i łożyska, spowodują awarię całego układu, ale około sześćdziesiąt dziewięć procent wszystkich awarii pomp wynika z nieprawidłowego działania urządzenia uszczelniającego.
POTRZEBA USZCZELNIEŃ MECHANICZNYCH
Uszczelnienie mechaniczneto urządzenie służące do kontrolowania wycieków pomiędzy wałem obrotowym a naczyniem wypełnionym cieczą lub gazem.Jego głównym zadaniem jest kontrola wycieków.Wszystkie uszczelki przeciekają – jest to konieczne, aby utrzymać warstwę płynu na całej powierzchni uszczelnienia mechanicznego.Wyciek po stronie atmosferycznej jest dość niski;na przykład wyciek węglowodoru mierzy się za pomocą miernika VOC w częściach/milion.
Zanim opracowano uszczelnienia mechaniczne, inżynierowie zazwyczaj uszczelniali pompę uszczelnieniem mechanicznym.Uszczelnienie mechaniczne, materiał włóknisty zwykle impregnowany smarem, takim jak grafit, pocięto na kawałki i wepchnięto w tak zwaną „dławnicę”.Następnie do tylnej części dodano dławik, aby wszystko spakować.Ponieważ uszczelnienie ma bezpośredni kontakt z wałem, wymaga smarowania, ale nadal powoduje utratę mocy.
Zazwyczaj „pierścień rozstawczy” umożliwia doprowadzenie wody płuczącej do uszczelnienia.Woda niezbędna do smarowania i chłodzenia wału przedostanie się do procesu lub do atmosfery.W zależności od zastosowania może być konieczne:
- skieruj wodę płuczącą z dala od procesu, aby uniknąć zanieczyszczenia.
- zapobiegać gromadzeniu się wody spłukującej na podłodze (rozpryskiwaniu), co stanowi problem zarówno OSHA, jak i problemów związanych z utrzymaniem porządku.
- chronić obudowę łożyska przed wypłukiwaniem wody, która może zanieczyścić olej i ostatecznie doprowadzić do awarii łożyska.
Jak w przypadku każdej pompy, należy ją przetestować, aby dowiedzieć się, jakie są roczne koszty jej eksploatacji.Pompa uszczelniająca może być niedroga w instalacji i utrzymaniu, ale jeśli obliczysz, ile galonów wody zużywa na minutę lub rok, możesz być zaskoczony kosztem.Pompa z uszczelnieniem mechanicznym może potencjalnie zaoszczędzić wiele rocznych kosztów.
Biorąc pod uwagę ogólną geometrię uszczelnienia mechanicznego, wszędzie tam, gdzie znajduje się uszczelka lub pierścień uszczelniający, istnieje potencjalny punkt nieszczelności:
- Zerodowany, zużyty lub wytarty dynamiczny pierścień uszczelniający (lub uszczelka) w wyniku ruchu uszczelnienia mechanicznego.
- Brud lub zanieczyszczenia pomiędzy uszczelnieniami mechanicznymi.
- Operacja niezgodna z projektem w obrębie uszczelnień mechanicznych.
PIĘĆ RODZAJÓW AWARII URZĄDZEŃ USZCZELNIAJĄCYCH
Jeżeli pompa odśrodkowa wykazuje niekontrolowany wyciek, należy dokładnie sprawdzić wszystkie potencjalne przyczyny, aby określić, czy konieczna jest naprawa, czy nowa instalacja.
1. Awarie operacyjne
Zaniedbywanie punktu najlepszej wydajności: Czy pompa pracuje w punkcie najlepszej wydajności (BEP) na krzywej wydajności?Każda pompa została zaprojektowana z myślą o określonym punkcie wydajności.Eksploatacja pompy poza tym regionem powoduje problemy z przepływem, które powodują awarię systemu.
Niewystarczająca wysokość ssania netto (NPSH): Jeśli wysokość ssania pompy jest niewystarczająca, zespół obrotowy może stać się niestabilny, spowodować kawitację i spowodować awarię uszczelnienia.
Działając bezmyślnie: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 uszczelki: Najbardziej narażona jest pompa pionowa, ponieważ uszczelnienie mechaniczne znajduje się na górze.Jeżeli wentylacja jest niewłaściwa, wokół uszczelki może uwięzić się powietrze, które nie będzie w stanie opróżnić dławnicy.Jeśli pompa będzie nadal pracować w tym stanie, uszczelnienie mechaniczne wkrótce ulegnie uszkodzeniu.
Niski margines pary:Są to migające płyny;gorące węglowodory będą migać po wystawieniu na działanie warunków atmosferycznych.Gdy warstwa płynu przechodzi przez uszczelnienie mechaniczne, może rozbłysnąć po stronie atmosferycznej i spowodować awarię.Ta awaria często zdarza się w systemach zasilania kotłów — gorąca woda o temperaturze 250-280°F gwałtownie spada wraz ze spadkiem ciśnienia na powierzchniach uszczelnień.
2. Awarie mechaniczne
Niewspółosiowość wału, niewyważenie sprzęgła i niewyważenie wirnika mogą przyczyniać się do uszkodzeń uszczelnień mechanicznych.Ponadto, jeśli po zainstalowaniu pompy przykręcone zostaną źle ustawione rury, będzie to powodować duże obciążenie pompy.Musisz także unikać złej bazy: czy baza jest bezpieczna?Czy jest prawidłowo zagruntowany?Czy masz miękką stopę?Czy jest prawidłowo przykręcony?Na koniec sprawdź łożyska.Jeśli tolerancja łożysk ulegnie zmniejszeniu, wały będą się poruszać i powodować wibracje pompy.
3. Awarie komponentów uszczelnienia
Czy masz dobrą parę trybologiczną (badanie tarcia)?Czy wybrałeś właściwe kombinacje okładzin?A co z jakością materiału powierzchni uszczelniającej?Czy Twoje materiały są odpowiednie do konkretnego zastosowania?Czy wybrałeś odpowiednie uszczelnienia wtórne, takie jak uszczelki i pierścienie uszczelniające, które są przygotowane na ataki chemiczne i cieplne?Sprężyny nie powinny być zatkane, a miech skorodowany.Na koniec należy zwrócić uwagę na zniekształcenia powierzchni czołowej spowodowane ciśnieniem lub ciepłem, ponieważ uszczelnienie mechaniczne pod dużym ciśnieniem w rzeczywistości ugnie się, a przekrzywiony profil może spowodować wyciek.
4. Błędy w projektowaniu systemu
Potrzebujesz odpowiedniego układu przepłukiwania uszczelnienia oraz wystarczającego chłodzenia.Systemy podwójne zawierają płyny barierowe;pomocniczy zbiornik uszczelniający musi znajdować się we właściwym miejscu, z właściwym oprzyrządowaniem i orurowaniem.Należy wziąć pod uwagę długość prostej rury na ssaniu — niektóre starsze systemy pomp, które często dostarczane są w postaci spakowanej płozy, zawierają kolano 90° na ssaniu tuż przed wejściem strumienia do ucha wirnika.Kolano powoduje turbulentny przepływ, który powoduje niestabilność zespołu obrotowego.Wszystkie rurociągi ssące/tłoczące i obejściowe również muszą być prawidłowo zaprojektowane, szczególnie jeśli niektóre rury były naprawiane przez lata.
5. Wszystko inne
Inne różne czynniki stanowią tylko około 8 procent wszystkich awarii.Na przykład czasami wymagane są systemy pomocnicze, aby zapewnić akceptowalne środowisko pracy dla uszczelnienia mechanicznego.W przypadku systemów podwójnych potrzebny jest płyn pomocniczy, który będzie działał jako bariera zapobiegająca zanieczyszczeniu lub przedostawaniu się płynu procesowego do środowiska.Jednak dla większości użytkowników zajęcie się jedną z pierwszych czterech kategorii będzie rozwiązaniem, którego potrzebują.
WNIOSEK
Uszczelnienia mechaniczne są głównym czynnikiem wpływającym na niezawodność sprzętu wirującego.Są odpowiedzialne za nieszczelności i awarie systemu, ale wskazują również na problemy, które ostatecznie mogą spowodować poważne uszkodzenia.Na niezawodność uszczelnienia duży wpływ ma konstrukcja uszczelnienia i środowisko pracy.
Czas publikacji: 26 czerwca 2023 r