Există multe tipuri diferite de echipamente care necesită etanșarea unui arbore rotativ care trece printr-o carcasă staționară. Două exemple comune sunt pompele și mixerele (sau agitatoarele). În timp ce echipamentele de bază
Principiile de etanșare a diferitelor echipamente sunt similare, există însă diferențe care necesită soluții diferite. Această neînțelegere a dus la conflicte, cum ar fi invocarea Institutului American al Petrolului
(API) 682 (un standard pentru etanșări mecanice pentru pompe) atunci când se specifică etanșările pentru mixere. Atunci când se iau în considerare etanșările mecanice pentru pompe versus mixere, există câteva diferențe evidente între cele două categorii. De exemplu, pompele suspendate au distanțe mai scurte (de obicei măsurate în inci) de la rotor la rulmentul radial în comparație cu un mixer tipic cu intrare superioară (de obicei măsurat în picioare).
Această distanță lungă nesusținută are ca rezultat o platformă mai puțin stabilă, cu o bătaie radială mai mare, o nealiniere perpendiculară și o excentricitate mai mari decât la pompe. Bătaia crescută a echipamentului prezintă unele provocări de proiectare pentru etanșările mecanice. Ce-ar fi dacă deformarea arborelui ar fi pur radială? Proiectarea unei etanșări pentru această condiție s-ar putea realiza cu ușurință prin creșterea jocurilor dintre componentele rotative și cele staționare, împreună cu lărgirea suprafețelor de rulare ale fețelor etanșării. După cum se bănuiește, problemele nu sunt atât de simple. Încărcarea laterală pe rotor(e), oriunde s-ar afla acestea pe arborele mixerului, conferă o deformare care se traduce prin etanșare până la primul punct de susținere a arborelui - rulmentul radial al cutiei de viteze. Din cauza deformării arborelui, împreună cu mișcarea pendulului, deformarea nu este o funcție liniară.
Aceasta va avea o componentă radială și una unghiulară, care creează o nealiniere perpendiculară la etanșare, ceea ce poate cauza probleme etanșării mecanice. Deformarea poate fi calculată dacă se cunosc atributele cheie ale arborelui și ale încărcării pe arbore. De exemplu, API 682 prevede că deformarea radială a arborelui la fețele de etanșare ale unei pompe trebuie să fie egală sau mai mică de 0,002 inci (TIR) în cele mai severe condiții. Intervalele normale pentru un mixer cu intrare superioară sunt între 0,03 și 0,150 inci TIR. Problemele din cadrul etanșării mecanice care pot apărea din cauza deformării excesive a arborelui includ uzura crescută a componentelor etanșării, contactul componentelor rotative cu componentele staționare, rostogolirea și ciupirea inelului O dinamic (cauzând defectarea spirală a inelului O sau blocarea feței). Toate acestea pot duce la o durată de viață redusă a etanșării. Din cauza mișcării excesive inerente mixerelor, etanșările mecanice pot prezenta mai multe scurgeri în comparație cu alte tipuri similare.garnituri de etanșare a pompei, ceea ce poate duce la smulgerea inutilă a etanșării și/sau chiar la defecțiuni premature dacă nu este monitorizată îndeaproape.
Există cazuri în care, atunci când se lucrează îndeaproape cu producătorii de echipamente și se înțelege designul echipamentului, un rulment cu element de rostogolire poate fi încorporat în cartușele de etanșare pentru a limita angularitatea fețelor de etanșare și a atenua aceste probleme. Trebuie avută grijă să se implementeze tipul corect de rulment și ca sarcinile potențiale ale rulmentului să fie pe deplin înțelese, altfel problema s-ar putea agrava sau chiar ar putea crea o problemă nouă, odată cu adăugarea unui rulment. Furnizorii de etanșări ar trebui să colaboreze îndeaproape cu producătorii de echipamente originale (OEM) și cu producătorii de rulmenți pentru a asigura o proiectare corectă.
Aplicațiile de etanșare a mixerelor sunt de obicei cu viteză redusă (5 până la 300 de rotații pe minut [rpm]) și nu pot utiliza unele metode tradiționale pentru a menține fluidele de barieră reci. De exemplu, într-un Plan 53A pentru etanșări duble, circulația fluidului de barieră este asigurată de o funcție internă de pompare, cum ar fi un șurub de pompare axială. Provocarea este că funcția de pompare se bazează pe viteza echipamentului pentru a genera debit, iar vitezele tipice de amestecare nu sunt suficient de mari pentru a genera debite utile. Vestea bună este că, în general, căldura generată de fața etanșării nu este ceea ce determină creșterea temperaturii fluidului de barieră într-un...garnitură mixerCăldura absorbită în timpul procesului poate cauza creșterea temperaturilor fluidului de barieră, precum și vulnerabilitatea componentelor inferioare ale etanșării, a fețelor și a elastomerilor la temperaturi ridicate, de exemplu. Componentele inferioare ale etanșării, cum ar fi fețele de etanșare și inelele O, sunt mai vulnerabile din cauza proximității față de proces. Nu căldura este cea care deteriorează direct fețele de etanșare, ci mai degrabă vâscozitatea redusă și, prin urmare, lubrifierea redusă a fluidului de barieră la fețele inferioare ale etanșării. Lubrificarea slabă provoacă deteriorarea fețelor din cauza contactului. Alte caracteristici de design pot fi încorporate în cartușul de etanșare pentru a menține temperaturile barierei scăzute și a proteja componentele etanșării.
Etanșările mecanice pentru mixere pot fi proiectate cu serpentine sau mantale de răcire interne care sunt în contact direct cu fluidul de barieră. Aceste caracteristici sunt un sistem cu buclă închisă, de joasă presiune și debit redus, prin care circulă apa de răcire, acționând ca un schimbător de căldură integrat. O altă metodă este utilizarea unei bobine de răcire în cartușul de etanșare, între componentele inferioare ale etanșării și suprafața de montare a echipamentului. O bobină de răcire este o cavitate prin care poate curge apa de răcire la presiune joasă pentru a crea o barieră izolatoare între etanșare și recipient, pentru a limita absorbția de căldură. O bobină de răcire proiectată corespunzător poate preveni temperaturile excesive care pot duce la deteriorarea...fețe de etanșareși elastomeri. Absorbția de căldură din proces determină în schimb creșterea temperaturii fluidului de barieră.
Aceste două caracteristici de proiectare pot fi utilizate împreună sau individual pentru a ajuta la controlul temperaturilor la etanșarea mecanică. Destul de des, etanșările mecanice pentru mixere sunt specificate pentru a se conforma standardului API 682, ediția a 4-a, categoria 1, chiar dacă aceste mașini nu respectă cerințele de proiectare din API 610/682 din punct de vedere funcțional, dimensional și/sau mecanic. Acest lucru se poate datora faptului că utilizatorii finali sunt familiarizați și se simt confortabil cu API 682 ca specificație de etanșare și nu sunt conștienți de unele dintre specificațiile industriale care sunt mai aplicabile pentru aceste mașini/etanșări. Practicile din industria de procesare (PIP) și Institutul German de Normă (DIN) sunt două standarde industriale care sunt mai potrivite pentru aceste tipuri de etanșări - standardele DIN 28138/28154 sunt specificate de mult timp pentru producătorii de echipamente originale de mixere din Europa, iar PIP RESM003 a devenit utilizat ca o cerință de specificație pentru etanșările mecanice de pe echipamentele de amestecare. În afara acestor specificații, nu există standarde industriale practicate în mod obișnuit, ceea ce duce la o mare varietate de dimensiuni ale camerei de etanșare, toleranțe de prelucrare, deviere a arborelui, modele de cutii de viteze, aranjamente de rulmenți etc., care variază de la un OEM la altul.
Locația și industria utilizatorului vor determina în mare măsură care dintre aceste specificații ar fi cea mai potrivită pentru site-ul său.etanșări mecanice mixerSpecificarea standardului API 682 pentru o etanșare a unui mixer poate reprezenta o cheltuială suplimentară și o complicație inutilă. Deși este posibilă încorporarea unei etanșări de bază calificate API 682 într-o configurație a mixerului, această abordare duce de obicei la compromisuri atât în ceea ce privește conformitatea cu API 682, cât și în ceea ce privește adecvarea designului pentru aplicațiile mixerului. Imaginea 3 prezintă o listă de diferențe dintre o etanșare API 682 Categoria 1 și o etanșare mecanică tipică pentru mixer.
Data publicării: 26 oct. 2023