A kompresszor-levegőtömítési technológiából adaptált dupla nyomásfokozó szivattyú légtömítések gyakoribbak a tengelytömítés-iparban.Ezek a tömítések biztosítják a szivattyúzott folyadék zéró kibocsátását a légkörbe, kisebb súrlódási ellenállást biztosítanak a szivattyú tengelyén, és egyszerűbb tartórendszerrel működnek.Ezek az előnyök alacsonyabb teljes megoldási életciklus-költséget biztosítanak.
Ezek a tömítések úgy működnek, hogy egy külső nyomás alatt álló gázforrást vezetnek be a belső és a külső tömítőfelületek közé.A tömítőfelület sajátos topográfiája további nyomást gyakorol a zárógázra, ami a tömítőfelület szétválását okozza, aminek következtében a tömítőfelület a gázfilmben lebeg.A súrlódási veszteségek alacsonyak, mivel a tömítőfelületek már nem érintkeznek egymással.A zárógáz kis áramlási sebességgel halad át a membránon, és a zárógázt szivárgások formájában fogyasztja el, amelyek többsége a külső tömítőfelületeken keresztül szivárog a légkörbe.A maradék beszivárog a tömítőkamrába, és végül a folyamatáram elviszi.
Minden kettős hermetikus tömítéshez nyomás alatt álló folyadékra (folyadékra vagy gázra) van szükség a mechanikus tömítés szerelvény belső és külső felülete között.Ennek a folyadéknak a tömítéshez juttatásához támasztórendszerre van szükség.Ezzel szemben egy folyékony kenésű nyomású kettős tömítésben a zárófolyadék kering a tartályból a mechanikus tömítésen keresztül, ahol megkeni a tömítés felületeit, elnyeli a hőt, és visszatér a tartályba, ahol el kell vezetnie az elnyelt hőt.Ezek a folyadéknyomású kettős tömítésű tartórendszerek összetettek.A termikus terhelések a folyamat nyomásával és hőmérsékletével nőnek, és megbízhatósági problémákat okozhatnak, ha nincs megfelelően kiszámítva és beállítva.
A sűrített levegős kettős tömítésű tartórendszer kis helyet foglal, nem igényel hűtővizet és kevés karbantartást igényel.Ezen túlmenően, ha megbízható védőgázforrás áll rendelkezésre, annak megbízhatósága független a folyamat nyomásától és hőmérsékletétől.
A kettős nyomású szivattyús légtömítések növekvő piaci elterjedése miatt az American Petroleum Institute (API) hozzáadta a 74-es programot az API 682 második kiadásának részeként.
74 A programtámogató rendszer jellemzően panelre szerelt mérőeszközök és szelepek készlete, amelyek kiürítik a zárógázt, szabályozzák a nyomást, valamint mérik a nyomást és a gázáramlást a mechanikus tömítésekhez.A zárógáz útját a Plan 74 panelen követve az első elem a visszacsapó szelep.Ez lehetővé teszi a zárógázellátás leválasztását a tömítéstől a szűrőelem cseréje vagy a szivattyú karbantartása céljából.A zárógáz ezután áthalad egy 2-3 mikrométeres (µm) koaleszcens szűrőn, amely felfogja a folyadékokat és a részecskéket, amelyek károsíthatják a tömítés felületének topográfiai jellemzőit, és gázfilmet hoznak létre a tömítés felületén.Ezt követi egy nyomásszabályozó és egy manométer a zárógáz-ellátás nyomásának beállítására a csúszógyűrűs tömítéshez.
A kettős nyomású szivattyús gáztömítések megkövetelik, hogy a zárógáz betáplálási nyomása elérje vagy meghaladja a tömítéskamrában uralkodó maximális nyomás feletti minimális nyomáskülönbséget.Ez a minimális nyomásesés a tömítés gyártójától és típusától függően változik, de általában körülbelül 30 font/négyzethüvelyk (psi).A nyomáskapcsoló a zárógáz betáplálási nyomásával kapcsolatos problémák észlelésére szolgál, és riasztást ad, ha a nyomás a minimális érték alá csökken.
A tömítés működését a zárógáz áramlása szabályozza áramlásmérő segítségével.A mechanikus tömítések gyártói által jelentett eltérések a tömítőgáz áramlási sebességétől csökkent tömítési teljesítményt jeleznek.A csökkentett zárógáz áramlás oka lehet a szivattyú forgása vagy a folyadék áramlása a tömítés felületére (szennyezett zárógázból vagy technológiai folyadékból).
Gyakran előfordul, hogy ilyen események után a tömítőfelületek megsérülnek, majd megnő a zárógáz áramlása.A szivattyúban fellépő nyomáslökések vagy a zárógáz nyomásának részleges elvesztése szintén károsíthatja a tömítőfelületet.A nagy áramlású riasztások segítségével megállapítható, hogy mikor van szükség beavatkozásra a nagy gázáramlás kijavításához.A nagy térfogatáramú riasztás alapértéke jellemzően a normál zárógáz-áramlás 10-100-szorosa, általában nem a mechanikus tömítés gyártója határozza meg, hanem attól függ, hogy a szivattyú mekkora gázszivárgást tud elviselni.
Hagyományosan változó átmérőjű áramlásmérőket használnak, és nem ritka, hogy az alacsony és nagy tartományú áramlásmérőket sorba kapcsolják.Ezután egy nagy áramlású kapcsolót lehet felszerelni a nagy tartományú áramlásmérőre, hogy nagy áramlású riasztást adjon.A változtatható területű áramlásmérők csak bizonyos gázokra kalibrálhatók bizonyos hőmérsékleteken és nyomásokon.Más körülmények között, például nyári és téli hőmérséklet-ingadozás esetén a kijelzett térfogatáram nem tekinthető pontos értéknek, de közel van a tényleges értékhez.
Az API 682 4. kiadásának megjelenésével az áramlás- és nyomásmérés analógról digitálisra vált, helyi leolvasással.A digitális áramlásmérők változtatható területű áramlásmérőként használhatók, amelyek az úszó helyzetét digitális jelekké alakítják, vagy tömegárammérőkként, amelyek automatikusan konvertálják a tömegáramot térfogatárammá.A tömegáram-távadók megkülönböztető jellemzője, hogy olyan kimeneteket biztosítanak, amelyek kompenzálják a nyomást és a hőmérsékletet, hogy valódi áramlást biztosítsanak normál légköri körülmények között.Hátránya, hogy ezek az eszközök drágábbak, mint a változtatható területű áramlásmérők.
Az áramlástávadó használatával az a probléma, hogy olyan távadót kell találni, amely képes mérni a gátgáz áramlását normál működés közben és nagy áramlású riasztási pontokon.Az áramlásérzékelők maximális és minimális értékei pontosan leolvashatók.A nulla áramlás és a minimális érték között előfordulhat, hogy a kimeneti áramlás nem pontos.A probléma az, hogy egy adott áramlásmérő modell maximális áramlási sebességének növekedésével a minimális áramlási sebesség is nő.
Az egyik megoldás két adó (egy alacsony és egy magas frekvenciájú) használata, de ez egy drága lehetőség.A második módszer egy áramlásérzékelő használata a normál üzemi áramlási tartományhoz, és egy nagy áramlású kapcsoló használata egy nagy tartományú analóg áramlásmérővel.Az utolsó alkatrész, amelyen a zárógáz áthalad, a visszacsapó szelep, mielőtt a zárógáz elhagyja a panelt és a mechanikus tömítéshez csatlakozik.Erre azért van szükség, hogy megakadályozzuk a szivattyúzott folyadék visszaáramlását a panelbe, és a műszer károsodását rendellenes folyamatzavarok esetén.
A visszacsapó szelepnek alacsony nyitási nyomással kell rendelkeznie.Ha rossz a választás, vagy ha a kettős nyomású szivattyú légtömítése alacsony zárógáz-áramlással rendelkezik, akkor látható, hogy a zárógáz áramlási pulzációját a visszacsapó szelep nyitása és visszahelyezése okozza.
Általában a növényi nitrogént zárógázként használják, mivel könnyen hozzáférhető, inert és nem okoz semmilyen káros kémiai reakciót a szivattyúzott folyadékban.Nem elérhető inert gázok, például argon is használhatók.Azokban az esetekben, amikor a szükséges védőgáz nyomás nagyobb, mint az üzemi nitrogénnyomás, nyomásfokozó növelheti a nyomást, és a nagynyomású gázt a Plan 74 panel bemenetéhez csatlakoztatott vevőben tárolhatja.A palackozott nitrogénpalackok általában nem ajánlottak, mivel az üres palackokat folyamatosan telire kell cserélni.Ha a tömítés minősége romlik, a palack gyorsan kiüríthető, aminek következtében a szivattyú leáll, hogy megelőzze a mechanikus tömítés további károsodását és meghibásodását.
Ellentétben a folyadékzáró rendszerekkel, a Plan 74 tartórendszereknek nincs szükségük a mechanikus tömítések közvetlen közelségére.Az egyetlen figyelmeztetés itt a kis átmérőjű cső hosszúkás része.A Plan 74 panel és a tömítés között nyomásesés léphet fel a csőben nagy áramlási időszakokban (a tömítés leromlása), ami csökkenti a tömítés számára elérhető zárónyomást.A cső méretének növelése megoldhatja ezt a problémát.A Plan 74 panelek általában egy állványra vannak felszerelve, kényelmes magasságban a szelepek vezérléséhez és a műszerek leolvasásához.A konzol felszerelhető a szivattyú alaplapjára vagy a szivattyú mellé anélkül, hogy megzavarná a szivattyú ellenőrzését és karbantartását.Kerülje el a botlásveszélyt a Plan 74 paneleket mechanikus tömítéssel összekötő csöveken/csöveken.
A csapágyak közötti szivattyúknál két mechanikus tömítéssel, egy-egy a szivattyú mindkét végén, nem ajánlott egy panelt és külön zárógáz-kimenetet használni minden mechanikus tömítéshez.Az ajánlott megoldás az, hogy minden tömítéshez külön Plan 74 panelt használjon, vagy két kimenettel rendelkező Plan 74 panelt, amelyek mindegyike saját áramlásmérőkkel és áramláskapcsolókkal rendelkezik.Hideg télű területeken szükség lehet a Plan 74 panelek áttelelésére.Ez elsősorban a panel elektromos berendezéseinek védelmét szolgálja, általában úgy, hogy a panelt a szekrénybe burkolják, és fűtőelemeket adnak hozzá.
Érdekes jelenség, hogy a zárógáz áramlási sebessége nő a zárógáz betáplálási hőmérsékletének csökkenésével.Ez általában észrevétlen, de észrevehető lehet olyan helyeken, ahol hideg a tél, vagy nagy a hőmérséklet-különbség a nyár és a tél között.Egyes esetekben szükség lehet a magas áramlási riasztás alapértékének módosítására a téves riasztások elkerülése érdekében.A 74. terv szerinti panelek üzembe helyezése előtt a panel légcsatornáit és a csatlakozó csöveket/csöveket ki kell öblíteni.Ez legkönnyebben úgy érhető el, ha a mechanikus tömítés csatlakozásához vagy annak közelében egy légtelenítő szelepet ad hozzá.Ha nem áll rendelkezésre légtelenítő szelep, a rendszer öblíthető úgy, hogy leválasztja a csövet a csúszógyűrűs tömítésről, majd az átöblítés után újra csatlakoztatja.
A Plan 74 panelek tömítésekhez való csatlakoztatása és az összes csatlakozás tömítettségének ellenőrzése után a nyomásszabályozót most már be lehet állítani az alkalmazásban beállított nyomásra.A szivattyú technológiai folyadékkal való feltöltése előtt a panelnek nyomás alatti zárógázt kell juttatnia a mechanikus tömítéshez.A Plan 74 tömítések és panelek indulásra készek, ha a szivattyú üzembe helyezése és légtelenítése befejeződött.
A szűrőelemet egy hónapos működés után, vagy félévente ellenőrizni kell, ha nem talál szennyeződést.A szűrőcsere időtartama a szállított gáz tisztaságától függ, de nem haladhatja meg a három évet.
A gátgáz mennyiségét a rutinellenőrzések során ellenőrizni és rögzíteni kell.Ha a visszacsapó szelep nyitása és zárása által okozott zárólevegő-áramlás pulzációja elég nagy ahhoz, hogy nagy áramlású riasztást váltson ki, akkor előfordulhat, hogy ezeket a riasztási értékeket növelni kell a téves riasztások elkerülése érdekében.
A leszerelés fontos lépése, hogy a védőgáz leválasztása és nyomáscsökkentése legyen az utolsó lépés.Először izolálja és nyomásmentesítse a szivattyúházat.Amint a szivattyú biztonságos állapotba került, a védőgáz betáplálási nyomás kikapcsolható, és a gáznyomás eltávolítható a Plan 74 panelt a csúszógyűrűs tömítéssel összekötő csővezetékből.A karbantartási munka megkezdése előtt engedje le az összes folyadékot a rendszerből.
A kettős nyomású szivattyús légtömítések a Plan 74 támasztórendszerekkel kombinálva zéró emissziós tengelytömítési megoldást, alacsonyabb tőkebefektetést (a folyadékzáró rendszerű tömítésekhez képest), csökkentett életciklus-költséget, kis támasztórendszer-területet és minimális szervizkövetelményeket biztosítanak a kezelőknek.
Ha a legjobb gyakorlatnak megfelelően telepítik és üzemeltetik, ez az elszigetelési megoldás hosszú távú megbízhatóságot biztosít, és növeli a forgó berendezések rendelkezésre állását.
We welcome your suggestions on article topics and sealing issues so that we can better respond to the needs of the industry. Please send your suggestions and questions to sealsensequestions@fluidsealing.com.
Mark Savage a John Crane termékcsoport-menedzsere.Savage a Sydney-i Egyetemen (Ausztrália) szerzett mérnöki alapképzést.További információért látogasson el a johcrane.com oldalra.
Feladás időpontja: 2022.08.08