Wyzwania stojące przed przemysłem przetwórczym zmieniły się, chociaż nadal pompuje się płyny, niektóre niebezpieczne lub toksyczne. Bezpieczeństwo i niezawodność są nadal najważniejsze. Jednak operatorzy zwiększają prędkości, ciśnienia, natężenia przepływu, a nawet nasilenie właściwości płynu (temperatura, stężenie, lepkość itp.) podczas przetwarzania wielu operacji wsadowych. Dla operatorów rafinerii ropy naftowej, zakładów przetwarzania gazu oraz zakładów petrochemicznych i chemicznych bezpieczeństwo oznacza kontrolowanie i zapobieganie utracie pompowanych płynów lub narażeniu na nie. Niezawodność oznacza pompy, które działają wydajnie i ekonomicznie, przy mniejszych wymaganiach konserwacyjnych.
Odpowiednio zaprojektowane uszczelnienie mechaniczne zapewnia operatorowi pompy długotrwałą, bezpieczną i niezawodną pracę pompy dzięki sprawdzonej technologii. Spośród wielu elementów wirującego sprzętu i niezliczonej liczby komponentów, uszczelnienia mechaniczne działają niezawodnie w większości typów warunków pracy.
POMPY I USZCZELNIENIA — DOBRE PASOWANIE
Trudno uwierzyć, że minęło prawie 30 lat od masowej promocji technologii pomp bezuszczelnionych w przemyśle procesowym. Nowa technologia była promowana jako rozwiązanie wszystkich problemów i dostrzeganych ograniczeń uszczelnień mechanicznych. Niektórzy sugerowali, że ta alternatywa całkowicie wyeliminuje stosowanie uszczelnień mechanicznych.
Jednak niedługo po tej promocji użytkownicy końcowi dowiedzieli się, że uszczelnienia mechaniczne mogą spełniać lub przewyższać wymagane przepisami wymagania dotyczące wycieków i hermetyzacji. Co więcej, producenci pomp wsparli tę technologię, dostarczając zmodernizowane komory uszczelnień, które zastąpiły stare „dławnice” dławnic.
Dzisiejsze komory uszczelnień są projektowane specjalnie dla uszczelnień mechanicznych, co pozwala na zastosowanie solidniejszej technologii w platformie wkładu, zapewniając łatwiejszą instalację i tworząc środowisko, które pozwala uszczelkom na pełne działanie.
POSTĘP W PROJEKTOWANIU
W połowie lat 80. nowe przepisy dotyczące ochrony środowiska zmusiły branżę do przyjrzenia się nie tylko ograniczeniom i emisjom, ale także niezawodności sprzętu. Średni średni czas między naprawami (MTBR) uszczelnień mechanicznych w zakładzie chemicznym wynosił około 12 miesięcy. Obecnie średni MTBR wynosi 30 miesięcy. Obecnie przemysł naftowy, podlegający jednym z najbardziej rygorystycznych poziomów emisji, ma średni MTBR wynoszący ponad 60 miesięcy.
Uszczelnienia mechaniczne utrzymały swoją reputację, wykazując zdolność do spełniania, a nawet przekraczania wymagań najlepszej dostępnej technologii sterowania (BACT). Co więcej, udało im się to osiągnąć, pozostając jednocześnie ekonomiczną i energooszczędną technologią, dostępną w celu spełnienia przepisów dotyczących emisji i ochrony środowiska.
Programy komputerowe umożliwiają modelowanie i prototypowanie uszczelek przed produkcją, aby potwierdzić, jak poradzą sobie w określonych warunkach pracy, zanim zostaną zainstalowane w terenie. Możliwości projektowania produkcji uszczelek oraz technologia materiałów wierzchnich uszczelek rozwinęły się do tego stopnia, że można je opracować w celu dopasowania jeden do jednego do zastosowania procesowego.
Dzisiejsze programy i technologie do modelowania komputerowego umożliwiają wykorzystanie trójwymiarowego przeglądu projektu, analizy elementów skończonych (FEA), obliczeniowej dynamiki płynów (CFD), analizy ciała sztywnego i programów diagnostycznych z wykorzystaniem obrazowania termowizyjnego, które w przeszłości nie były łatwo dostępne lub były zbyt kosztowne do częstego stosowania przy wcześniejszym rysowaniu 2D. Te postępy w technikach modelowania zwiększyły niezawodność konstrukcji uszczelnień mechanicznych.
Te programy i technologie umożliwiły zaprojektowanie standardowych uszczelek kasetowych zawierających znacznie solidniejsze komponenty. Obejmowały one usunięcie sprężyn i dynamicznych pierścieni uszczelniających typu O-ring z płynu procesowego i sprawiły, że preferowaną konstrukcją stała się technologia elastycznego stojana.
MOŻLIWOŚĆ TESTOWANIA PROJEKTÓW NIESTANDARDOWYCH
Wprowadzenie standardowych uszczelek kasetowych znacząco przyczyniło się do większej niezawodności systemów uszczelniających dzięki ich wytrzymałości i łatwości montażu. Ta solidność umożliwia szerszy zakres warunków stosowania przy niezawodnym działaniu.
Ponadto szybsze projektowanie i wytwarzanie niestandardowych systemów uszczelnień umożliwiło „dokładne dostrojenie” do różnych wymagań pracy pompy. Dostosowanie można wprowadzić albo poprzez zmiany w samym uszczelnieniu, albo, łatwiej, poprzez pomocnicze elementy systemu, takie jak plan rurociągów. Możliwość kontrolowania środowiska uszczelnienia w zmiennych warunkach pracy za pomocą systemu wsporczego lub planów rurociągów ma kluczowe znaczenie dla wydajności i niezawodności uszczelnienia.
Naturalny postęp nastąpił również w przypadku pomp projektowanych bardziej na zamówienie, z odpowiednimi, dostosowanymi do indywidualnych potrzeb uszczelnieniami mechanicznymi. Obecnie uszczelnienie mechaniczne można szybko zaprojektować i przetestować pod kątem dowolnych warunków procesu i charakterystyki pompy. Powierzchnie uszczelniające, parametry wymiarowe komory uszczelnienia oraz sposób dopasowania uszczelki do komory uszczelnienia można zaprojektować i wyprodukować w sposób dostosowany do potrzeb szerokiego zakresu zastosowań. Aktualizacja norm, takich jak norma 682 Amerykańskiego Instytutu Naftowego (API), również przyczyniła się do zwiększenia niezawodności uszczelnień dzięki wymaganiom potwierdzającym konstrukcję, materiały i funkcjonalność uszczelnień.
DOPASOWANIE NIESTANDARDOWE
Przemysł uszczelnień codziennie zmaga się z utowarowieniem technologii uszczelnień. Zbyt wielu kupujących uważa, że „pieczęć to pieczęć to pieczęć”. W standardowych pompach często można zastosować to samo uszczelnienie podstawowe. Jednakże po zainstalowaniu i zastosowaniu w określonych warunkach procesu często wdraża się pewien rodzaj dostosowania w systemie uszczelniającym, aby uzyskać wymaganą niezawodność w określonych warunkach pracy i procesie chemicznym.
Nawet przy tej samej standardowej konstrukcji wkładu istnieje szeroki zakres możliwości dostosowywania, od wyboru komponentów materiałowych po zastosowany plan rurociągów. Wytyczne dotyczące wyboru elementów systemu uszczelniającego przez producenta uszczelnienia mają kluczowe znaczenie dla osiągnięcia wymaganego poziomu wydajności i ogólnej niezawodności. Dostosowanie tego typu może pozwolić uszczelkom mechanicznym na wydłużenie normalnego użytkowania do 30 do 60 miesięcy MTBR zamiast 24 miesięcy.
Dzięki takiemu podejściu użytkownicy końcowi mogą być pewni, że otrzymają system uszczelniający zaprojektowany pod kątem ich konkretnego zastosowania, formy i funkcji. Ta funkcja zapewnia użytkownikowi końcowemu niezbędną wiedzę na temat działania pompy przed jej zainstalowaniem. Nie ma potrzeby zgadywania, jak pompa działa i czy poradzi sobie z danym zastosowaniem.
NIEZAWODNY PROJEKT
Chociaż większość operatorów procesów wykonuje te same funkcje, zastosowania nie są takie same. Procesy przebiegają z różnymi prędkościami, różnymi temperaturami i różnymi lepkościami, przy różnych procedurach operacyjnych i różnych konfiguracjach pomp.
Na przestrzeni lat przemysł uszczelnień mechanicznych wprowadził znaczące innowacje, które zmniejszyły wrażliwość uszczelnień na zmieniające się warunki pracy i doprowadziły do wzrostu niezawodności. Oznacza to, że jeśli użytkownikowi końcowemu brakuje oprzyrządowania monitorującego, które ostrzegałoby o wibracjach, temperaturze, obciążeniu łożysk i silnika, dzisiejsze uszczelnienia w większości przypadków nadal będą spełniać swoje podstawowe funkcje.
WNIOSEK
Dzięki inżynierii niezawodności, udoskonaleniom materiałów, projektowaniu wspomaganemu komputerowo i zaawansowanym technikom produkcji, uszczelnienia mechaniczne w dalszym ciągu udowadniają swoją wartość i niezawodność. Pomimo zmieniających się kontroli emisji i hermetyzacji oraz limitów bezpieczeństwa i narażenia, foki wyprzedzają wymagające wymagania. Dlatego też uszczelnienia mechaniczne są nadal preferowanym wyborem w przemyśle przetwórczym.
Czas publikacji: 30 czerwca 2022 r