Pentru a înțelege scurgerile pompelor centrifuge, este important să înțelegem mai întâi funcționarea de bază a unei pompe centrifuge. Pe măsură ce fluxul intră prin ochiul rotorului pompei și urcă prin paletele rotorului, fluidul are o presiune și o viteză mai mici. Când fluxul trece prin volută, presiunea crește și viteza crește. Fluxul iese apoi prin refulare, moment în care presiunea este mare, dar viteza încetinește. Fluxul care intră în pompă trebuie să iasă din pompă. Pompa imprimă înălțime de pompare (sau presiune), ceea ce înseamnă că crește energia fluidului pompei.
Anumite defecțiuni ale componentelor unei pompe centrifuge, cum ar fi cuplajul, sistemul hidraulic, îmbinările statice și rulmenții, vor cauza defectarea întregului sistem, dar aproximativ șaizeci și nouă la sută din toate defecțiunile pompelor rezultă din funcționarea defectuoasă a dispozitivului de etanșare.
NEVOIA DE ETANȘĂRI MECANICE
O etanșare mecanicăeste un dispozitiv utilizat pentru a controla scurgerile dintre un arbore rotativ și un vas umplut cu lichid sau gaz. Principala sa responsabilitate este de a controla scurgerile. Toate etanșările prezintă scurgeri - acestea trebuie să aibă loc pentru a menține o peliculă fluidă pe întreaga suprafață a etanșării mecanice. Scurgerea care iese pe partea atmosferică este destul de scăzută; scurgerea într-o hidrocarbură, de exemplu, este măsurată de un contor de COV în părți/milion.
Înainte de dezvoltarea etanșărilor mecanice, inginerii etanșau de obicei o pompă cu o garnitură mecanică. Garnitura mecanică, un material fibros impregnat de obicei cu un lubrifiant, cum ar fi grafitul, era tăiată în secțiuni și umplut în ceea ce se numea o „presetupă”. Apoi, pe partea din spate se adăuga o garnitură de etanșare pentru a umple totul. Deoarece garnitura este în contact direct cu arborele, necesită lubrifiere, dar tot va afecta puterea.
De obicei, un „inel de tip felinar” permite aplicarea apei de spălare pe garnitură. Acea apă, necesară pentru lubrifierea și răcirea arborelui, se va scurge fie în proces, fie în atmosferă. În funcție de aplicația dumneavoastră, este posibil să fie nevoie să:
- Îndreptați apa de clătire departe de proces pentru a evita contaminarea.
- a preveni acumularea apei de la clătire pe podea (pulverizare excesivă), ceea ce reprezintă atât o preocupare OSHA, cât și o preocupare de curățenie.
- Protejați cutia rulmentului de apa de spălare, care poate contamina uleiul și, în cele din urmă, poate duce la defectarea rulmentului.
Ca în cazul oricărei pompe, veți dori să o testați pentru a descoperi costurile anuale necesare pentru a funcționa. O pompă de etanșare poate fi accesibilă pentru instalare și întreținere, dar dacă calculați câți galoane de apă consumă pe minut sau pe an, s-ar putea să fiți surprins de cost. O pompă cu etanșare mecanică v-ar putea economisi o mulțime de costuri anuale.
Având în vedere geometria generală a unei etanșări mecanice, oriunde există o garnitură sau un inel O, rezultă un potențial punct de scurgere:
- Un inel O (sau o garnitură) dinamic erodat, uzat sau zgâriat pe măsură ce etanșarea mecanică se mișcă.
- Murdărie sau contaminare între etanșările mecanice.
- O operațiune neconformă proiectului în cadrul etanșărilor mecanice.
CELE CINCI TIPURI DE DEFECTE ALE DISPOZITIVELOR DE ETANȘARE
Dacă pompa centrifugă prezintă o scurgere necontrolată, trebuie să verificați cu atenție toate cauzele potențiale pentru a determina dacă este nevoie de reparații sau de o instalare nouă.
1. Defecțiuni operaționale
Neglijarea punctului de cea mai bună eficiență: Operați pompa la punctul de cea mai bună eficiență (BEP) pe o curbă de performanță? Fiecare pompă este proiectată cu un anumit punct de eficiență. Când operați pompa în afara acelei regiuni, creați probleme cu debitul care cauzează defectarea sistemului.
Înălțime de aspirație pozitivă netă (NPSH) insuficientă: Dacă pompa nu are o înălțime de aspirație suficientă, ansamblul rotativ poate deveni instabil, poate provoca cavitație și poate duce la defectarea etanșării.
Funcționare fără cap:Dacă setați valva de control la o valoare prea mică pentru a regla pompa, puteți bloca debitul. Debitul blocat provoacă recircularea în interiorul pompei, ceea ce generează căldură și favorizează defectarea etanșării.
Funcționare fără apă și ventilație necorespunzătoare a etanșării: O pompă verticală este cea mai susceptibilă, deoarece etanșarea mecanică este poziționată în partea superioară. Dacă aveți o ventilație necorespunzătoare, aerul poate rămâne prins în jurul etanșării și nu va putea evacua presetupa. Etanșarea mecanică se va defecta în curând dacă pompa continuă să funcționeze în această stare.
Marjă de vapori redusă:Acestea sunt fluide incandescente; hidrocarburile fierbinți vor incandesce odată expuse la condițiile atmosferice. Pe măsură ce pelicula de fluid trece peste etanșarea mecanică, aceasta poate incandesce pe partea atmosferică și poate provoca o defecțiune. Această defecțiune se întâmplă adesea în cazul sistemelor de alimentare cu boilere - apa fierbinte la 122-138°C incandesce odată cu scăderea de presiune pe fețele etanșării.
2. Defecțiuni mecanice
Nealinierea arborelui, dezechilibrul cuplajului și dezechilibrul rotorului pot contribui la defecțiunile etanșării mecanice. În plus, după instalarea pompei, dacă aveți țevi nealiniate prinse cu șuruburi la aceasta, veți solicita mult pompa. De asemenea, trebuie să evitați o bază defectuoasă: Este baza sigură? Este chituită corespunzător? Aveți piciorul moale? Este prinsă cu șuruburi corect? Și, în final, verificați rulmenții. Dacă toleranța rulmenților se uzează, arborii se vor mișca și vor provoca vibrații în pompă.
3. Defecțiuni ale componentelor de etanșare
Aveți o pereche tribologică (studiul frecării) bună? Ați ales combinațiile corecte de fețe de etanșare? Dar calitatea materialului pentru fața de etanșare? Sunt materialele utilizate potrivite pentru aplicația specifică? Ați selectat etanșările secundare adecvate, cum ar fi garniturile și inelele O, care sunt pregătite pentru atacuri chimice și termice? Arcurile nu ar trebui să fie înfundate sau burduful corodat. În cele din urmă, fiți atenți la distorsiunile fețelor de etanșare cauzate de presiune sau căldură, deoarece o etanșare mecanică sub presiune mare se va curba, iar profilul înclinat poate provoca o scurgere.
4. Defecțiuni de proiectare a sistemului
Aveți nevoie de un aranjament adecvat de spălare a etanșărilor, împreună cu o răcire suficientă. Sistemele duale au fluide de barieră; vasul de etanșare auxiliar trebuie să fie în locația corectă, cu instrumentația și conductele corecte. Trebuie să țineți cont de lungimea conductei drepte la aspirație - unele sisteme de pompe mai vechi, care veneau adesea ca un skid ambalat, includ un cot de 90º la aspirație chiar înainte ca debitul să intre în ochiul rotorului. Cotul provoacă un curgere turbulentă care creează instabilități în ansamblul rotativ. Toate conductele de aspirație/refuzare și bypass trebuie, de asemenea, proiectate corect, mai ales dacă unele conducte au fost reparate la un moment dat de-a lungul anilor.
5. Tot restul
Alți factori diverși sunt responsabili pentru doar aproximativ 8% din totalul defecțiunilor. De exemplu, uneori sunt necesare sisteme auxiliare pentru a oferi un mediu de funcționare acceptabil pentru o etanșare mecanică. Pentru a ne referi la sistemele duale, este nevoie de un fluid auxiliar care să acționeze ca o barieră ce previne contaminarea sau vărsarea fluidului de proces în mediu. Cu toate acestea, pentru majoritatea utilizatorilor, abordarea uneia dintre primele patru categorii va oferi soluția de care au nevoie.
CONCLUZIE
Etanșările mecanice sunt un factor major în fiabilitatea echipamentelor rotative. Sunt responsabile pentru scurgeri și defecțiuni ale sistemului, dar indică și probleme care ar putea cauza daune grave pe parcurs. Fiabilitatea etanșărilor este puternic afectată de designul etanșărilor și de mediul de funcționare.
Data publicării: 26 iunie 2023