Aby zrozumieć wyciek z pompy odśrodkowej, ważne jest, aby najpierw zrozumieć podstawowe działanie pompy odśrodkowej.Gdy przepływ przepływa przez oczko wirnika pompy i w górę łopatek wirnika, płyn ma niższe ciśnienie i mniejszą prędkość.Kiedy przepływ przepływa przez spiralę, ciśnienie wzrasta, a prędkość wzrasta.Następnie przepływ wychodzi przez wylot, w którym to momencie ciśnienie jest wysokie, ale prędkość maleje.Przepływ, który wpływa do pompy, musi wyjść z pompy.Pompa nadaje wysokość podnoszenia (lub ciśnienie), co oznacza, że zwiększa energię płynu pompującego.
Niektóre awarie elementów pompy odśrodkowej, takie jak sprzęgło, połączenia hydrauliczne, statyczne i łożyska, spowodują awarię całego systemu, ale około sześćdziesiąt dziewięć procent wszystkich awarii pompy wynika z nieprawidłowego działania urządzenia uszczelniającego.
POTRZEBA USZCZELNIEŃ MECHANICZNYCH
Uszczelnienie mechaniczne to urządzenie służące do kontrolowania wycieków między obracającym się wałem a zbiornikiem wypełnionym cieczą lub gazem.Jego głównym obowiązkiem jest kontrola wycieków.Wszystkie uszczelnienia przeciekają — muszą, aby utrzymać warstwę płynu na całej powierzchni uszczelnienia mechanicznego.Wyciek wychodzący po stronie atmosferycznej jest dość niski;na przykład wyciek węglowodoru jest mierzony za pomocą miernika LZO w częściach na milion.
Zanim opracowano uszczelnienia mechaniczne, inżynierowie zwykle uszczelniali pompę uszczelnieniem mechanicznym.Mechaniczne uszczelnienie, włóknisty materiał zwykle impregnowany środkiem poślizgowym, takim jak grafit, zostało pocięte na sekcje i wypełnione tak zwaną „dławnicą”.Następnie dodano dławik
tyłem, żeby wszystko spakować.Ponieważ uszczelnienie styka się bezpośrednio z wałem, wymaga smarowania, ale nadal pozbawi mocy.
Zwykle „pierścień latarniowy” umożliwia nakładanie wody płuczącej na uszczelnienie.Ta woda, niezbędna do smarowania i chłodzenia wału, przedostanie się do procesu lub do atmosfery.W zależności od aplikacji może być konieczne:
· skierować wodę płuczącą z dala od procesu, aby uniknąć zanieczyszczenia.
· zapobiegać gromadzeniu się wody spłukującej na podłodze (nadmierne natryskiwanie), co jest problemem zarówno OSHA, jak i utrzymania czystości.
· chronić skrzynię łożyskową przed wodą spłukującą, która może zanieczyścić olej i ostatecznie doprowadzić do uszkodzenia łożyska.
Tak jak w przypadku każdej pompy, będziesz chciał przetestować swoją pompę, aby poznać roczne koszty jej eksploatacji.Pompa uszczelniająca może być niedroga w instalacji i utrzymaniu, ale jeśli obliczysz, ile galonów wody zużywa na minutę lub rocznie, możesz być zaskoczony kosztami.Pompa z uszczelnieniem mechanicznym może potencjalnie zaoszczędzić wiele rocznych kosztów.
Biorąc pod uwagę ogólną geometrię uszczelnienia mechanicznego, wszędzie tam, gdzie znajduje się uszczelka lub o-ring, powstaje potencjalny punkt wycieku:
· Zerodowany, zużyty lub wytarty dynamiczny o-ring (lub uszczelka) podczas ruchu uszczelnienia mechanicznego.
· Brud lub zanieczyszczenie między uszczelnieniami mechanicznymi.
· Operacja niezgodna z projektem w obrębie uszczelnień mechanicznych.
PIĘĆ RODZAJÓW AWARII URZĄDZEŃ ZGRZEWAJĄCYCH
Jeśli pompa odśrodkowa wykazuje niekontrolowany wyciek, należy dokładnie sprawdzić wszystkie potencjalne przyczyny, aby określić, czy konieczna jest naprawa lub nowa instalacja.
1. Awarie operacyjne
Zaniedbywanie punktu najlepszej wydajności: Czy pompa pracuje w punkcie najlepszej wydajności (BEP) na krzywej wydajności?Każda pompa jest zaprojektowana z
określony Punkt Efektywności.Kiedy używasz pompy poza tym regionem, stwarzasz problemy z przepływem, które powodują awarię systemu.
Niewystarczająca dodatnia wysokość ssania netto (NPSH): Jeśli wysokość ssania pompy jest niewystarczająca, zespół wirujący może stać się niestabilny, powodować kawitację i doprowadzić do uszkodzenia uszczelnienia.
Praca w trybie Dead-Headed: Jeśli ustawisz zawór sterujący zbyt nisko, aby dławić pompę, możesz zdławić przepływ.Zdławiony przepływ powoduje recyrkulację w pompie, która wytwarza ciepło i sprzyja uszkodzeniu uszczelnienia.
Praca na sucho i nieprawidłowe odpowietrzanie uszczelnienia: Pompa pionowa jest najbardziej narażona, ponieważ uszczelnienie mechaniczne jest umieszczone na górze.W przypadku nieprawidłowego odpowietrzania powietrze może zostać uwięzione wokół uszczelnienia i nie będzie mogło zostać usunięte z dławnicy.Uszczelnienie mechaniczne wkrótce ulegnie uszkodzeniu, jeśli pompa nadal będzie pracować w tym stanie.
Niski margines oparów: Są to migające płyny;gorące węglowodory będą migać po wystawieniu na działanie warunków atmosferycznych.Gdy film płynu przechodzi przez uszczelnienie mechaniczne, może migać po stronie atmosferycznej i powodować awarię.Ta awaria często zdarza się w systemach zasilania kotłów - gorąca woda o temperaturze 250-280ºF miga ze spadkiem ciśnienia na powierzchniach uszczelnienia.
2. Awarie mechaniczne
Niewspółosiowość wału, niewyważenie sprzęgła i niewyważenie wirnika mogą przyczynić się do awarii uszczelnień mechanicznych.Ponadto, po zainstalowaniu pompy, jeśli przykręcono do niej niewspółosiowe rury, spowoduje to duże obciążenie pompy.Musisz także unikać złej bazy: Czy baza jest bezpieczna?Czy jest prawidłowo zagruntowany?Masz miękką stopę?Czy jest prawidłowo przykręcony?I na koniec sprawdź łożyska.Jeśli tolerancja łożysk się zużyje, wały będą się poruszać i powodować wibracje w pompie.
3. Uszczelnij awarie komponentów
Czy masz dobrą parę tribologiczną (do badania tarcia)?Czy wybrałeś właściwe kombinacje okładzin?A co z jakością materiału powierzchni czołowej uszczelnienia?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 termiczne?Sprężyny nie powinny być zatkane, a mieszki skorodowane.Na koniec zwracaj uwagę na zniekształcenia powierzchni czołowej pod wpływem ciśnienia lub ciepła, ponieważ uszczelnienie mechaniczne pod dużym ciśnieniem faktycznie się wygina, a skośny profil może spowodować wyciek.
4. Błędy projektowe systemu
Potrzebujesz odpowiedniego układu przepłukiwania uszczelnienia wraz z wystarczającym chłodzeniem.Systemy podwójne mają płyny barierowe;pomocniczy garnek uszczelnienia musi znajdować się we właściwym miejscu, z odpowiednim oprzyrządowaniem i orurowaniem.Należy wziąć pod uwagę długość prostej rury na ssaniu — niektóre starsze układy pomp, które często były dostarczane jako pakowane płozy, zawierają kolano 90º na ssaniu tuż przed wejściem przepływu do oka wirnika.Kolanko powoduje turbulentny przepływ, który powoduje niestabilność zespołu obrotowego.Wszystkie rurociągi ssące/tłoczące 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 stanowią tylko około 8 procent wszystkich awarii.Na przykład czasami wymagane są systemy pomocnicze, aby zapewnić akceptowalne środowisko pracy uszczelnienia mechanicznego.W odniesieniu do systemów podwójnych potrzebny jest płyn pomocniczy, który będzie działał jako bariera zapobiegająca przedostawaniu się zanieczyszczeń lub płynu procesowego do środowiska.Jednak dla większości użytkowników zajęcie się jedną z pierwszych czterech kategorii zapewni rozwiązanie, którego potrzebują.
WNIOSEK
Uszczelnienia mechaniczne są głównym czynnikiem wpływającym na niezawodność urządzeń wirujących.Odpowiadają za nieszczelności i awarie systemu, ale wskazują też na problemy, które w przyszłości mogą spowodować poważne szkody.Na niezawodność uszczelnienia duży wpływ ma konstrukcja uszczelnienia i środowisko pracy.
Frank Rotello, inżynier mechanik w firmie Cummins-Wagner Co., Inc.
Czas postu: 04-04-2022