A centrifugálszivattyú szivárgásának megértéséhez először fontos megérteni a centrifugálszivattyú alapvető működését. Ahogy az áramlás a szivattyú járókerék-nyílásán keresztül belép és felfelé halad a járókerék lapátjain, a folyadék alacsonyabb nyomáson és alacsony sebességgel rendelkezik. Amikor az áramlás áthalad a spirálon, a nyomás és a sebesség is növekszik. Az áramlás ezután a nyomónyíláson keresztül távozik, ahol a nyomás magas, de a sebesség lelassul. A szivattyúba áramló áramlásnak ki kell mennie a szivattyúból. A szivattyú nyomást (vagy emelőmagasságot) kölcsönöz, ami azt jelenti, hogy növeli a szivattyúfolyadék energiáját.
A centrifugálszivattyú bizonyos alkatrészeinek, például a tengelykapcsolónak, a hidraulikus és statikus csatlakozásoknak és a csapágyaknak a meghibásodása az egész rendszer meghibásodását okozhatja, de az összes szivattyúmeghibásodás körülbelül hatvankilenc százaléka a tömítőberendezés hibás működéséből ered.
A MECHANIKUS TÖMÍTÉSEK SZÜKSÉGESSÉGE
Mechanikus tömítésegy olyan eszköz, amelyet egy forgó tengely és egy folyadékkal vagy gázzal töltött tartály közötti szivárgás szabályozására használnak. Fő feladata a szivárgás szabályozása. Minden tömítés szivárog – szivárognia kell ahhoz, hogy folyadékfilmet tartson fenn a teljes mechanikus tömítés felületén. A légköri oldalon kilépő szivárgás meglehetősen alacsony; egy szénhidrogén szivárgását például egy VOC-mérő méri ppm-ben.
A mechanikus tömítések kifejlesztése előtt a mérnökök jellemzően mechanikus tömítéssel tömítették a szivattyúkat. A mechanikus tömítést, egy rostos anyagot, amelyet általában kenőanyaggal, például grafittal impregnáltak, darabokra vágták, és beletömték az úgynevezett „tömítődobozt”. Ezután egy tömítőgyűrűt adtak a hátoldalhoz, hogy mindent letömjenek. Mivel a tömítés közvetlenül érintkezik a tengellyel, kenést igényel, de továbbra is rabolja a teljesítményt.
Általában egy „lámpagyűrű” lehetővé teszi az öblítővíz eljuttatását a tömítéshez. Ez a víz, amely a tengely kenéséhez és hűtéséhez szükséges, vagy a folyamatba, vagy a légkörbe szivárog. Az alkalmazástól függően szükség lehet a következőkre:
- A szennyeződés elkerülése érdekében a mosóvizet a folyamattól elfelé irányítsa.
- megakadályozza, hogy az öblítővíz felgyűljön a padlón (túlfröccsenés), ami egyszerre OSHA és takarítási aggály.
- Védje a csapágyházat az öblítővíztől, amely szennyezheti az olajat és végül csapágymeghibásodáshoz vezethet.
Mint minden szivattyú esetében, érdemes tesztelni a szivattyút, hogy megtudja az éves üzemeltetési költségeket. Egy tömítő szivattyú telepítése és karbantartása megfizethető lehet, de ha kiszámolja, hogy hány gallon vizet fogyaszt percenként vagy évente, meglepődhet a költségeken. Egy mechanikus tömítésű szivattyú potenciálisan sok éves költséget takaríthat meg.
A mechanikus tömítés általános geometriáját figyelembe véve, bárhol, ahol tömítés vagy o-gyűrű található, potenciális szivárgási pont keletkezhet:
- Egy erodált, kopott vagy barázdált dinamikus O-gyűrű (vagy tömítés) a mechanikus tömítés mozgása közben.
- Szennyeződés vagy szennyeződés a mechanikus tömítések között.
- A mechanikus tömítéseken belüli nem tervezett működés.
A TÖMÍTŐBERENDEZÉS HIBÁINAK ÖT TÍPUSA
Ha a centrifugálszivattyú ellenőrizetlen szivárgást mutat, alaposan ellenőrizni kell az összes lehetséges okot annak megállapítására, hogy javításra vagy új telepítésre van-e szükség.
1. Működési hibák
A legjobb hatásfok pontjának elhanyagolása: A szivattyút a teljesítménygörbe legjobb hatásfok pontján (BEP) üzemelteti? Minden szivattyút egy adott hatásfok ponttal terveztek. Ha a szivattyút ezen a tartományon kívül üzemelteti, az áramlási problémákat okoz, amelyek a rendszer meghibásodásához vezetnek.
Elégtelen nettó pozitív szívómagasság (NPSH): Ha a szivattyú nem rendelkezik elegendő szívómagassággal, a forgó szerelvény instabillá válhat, kavitációt okozhat, és a tömítés meghibásodását eredményezheti.
Fej nélküli működés:Ha a szabályozószelepet túl alacsonyra állítja a szivattyú fojtásához, elfojthatja az áramlást. Az elfojtott áramlás visszakeringetést okoz a szivattyún belül, ami hőt termel és tömítéshibát okoz.
Szárazon futás és a tömítés nem megfelelő légtelenítése: A függőleges szivattyú a legsebezhetőbb, mivel a mechanikus tömítés felül helyezkedik el. Nem megfelelő légtelenítés esetén a levegő csapdába eshet a tömítés körül, és nem tudja kiüríteni a tömszelence házát. A mechanikus tömítés hamarosan meghibásodik, ha a szivattyú ilyen állapotban továbbra is működik.
Alacsony páratartalom:Ezek villogó folyadékok; a forró szénhidrogének légköri körülmények között felvillannak. Ahogy a folyadékfilm áthalad a mechanikus tömítésen, a légköri oldalon felvillanhat, és meghibásodást okozhat. Ez a meghibásodás gyakran előfordul kazántáprendszereknél – a 112-129 °C-os forró víz a tömítési felületeken fellépő nyomáseséssel felvillan.
2. Mechanikai hibák
A tengelyeltolódás, a tengelykapcsoló kiegyensúlyozatlansága és a járókerék kiegyensúlyozatlansága mind hozzájárulhat a mechanikus tömítés meghibásodásához. Ezenkívül a szivattyú telepítése után, ha a csövek rosszul vannak becsavarozva, az nagy terhelést jelent a szivattyúnak. A rossz alapot is el kell kerülni: Biztonságos az alap? Megfelelően ki van fugázva? Laza a talpa? Megfelelően van felcsavarozva? Végül pedig ellenőrizze a csapágyakat. Ha a csapágyak tűrése vékonyra kopik, a tengelyek elmozdulnak, és rezgéseket okoznak a szivattyúban.
3. Tömítőalkatrész-hibák
Van egy jó tribológiai (a súrlódást tanulmányozó) tömítéspárod? A megfelelő tömítéskombinációkat választottad? Mi a helyzet a tömítőfelületek anyagminőségével? Az anyagaid megfelelőek az adott alkalmazáshoz? Kiválasztottad a megfelelő másodlagos tömítéseket, például tömítéseket és o-gyűrűket, amelyek ellenállnak a vegyi anyagoknak és a hőhatásoknak? A rugóid nem lehetnek eltömődve, a fújtatók pedig korrodáltak. Végül figyelj a tömítések nyomás vagy hő okozta torzulásaira, mivel a nagy nyomás alatt lévő mechanikus tömítés valójában meghajlik, és a ferde profil szivárgást okozhat.
4. Rendszertervezési hibák
Megfelelő tömítésöblítési elrendezésre van szükség, valamint elegendő hűtésre. A kettős rendszerekben zárófolyadékok vannak; a kiegészítő tömítésedénynek a megfelelő helyen kell lennie, a megfelelő műszerekkel és csövekkel. Figyelembe kell venni az egyenes cső hosszát a szívóoldalon – egyes régebbi szivattyúrendszerek, amelyek gyakran csomagolt csúszótalppal érkeztek, egy 90º-os könyököt tartalmaznak a szívóoldalon, közvetlenül azelőtt, hogy az áramlás belépne a járókerék szemébe. A könyök turbulens áramlást okoz, ami instabilitást okoz a forgó egységben. Az összes szívó/nyomó és bypass csővezetéket is megfelelően kell megtervezni, különösen, ha egyes csöveket az évek során javítottak.
5. Minden más
Egyéb, vegyes tényezők az összes meghibásodásnak csak körülbelül 8 százalékát teszik ki. Például néha segédrendszerekre van szükség ahhoz, hogy elfogadható üzemi környezetet biztosítsanak egy mechanikus tömítés számára. Kettős rendszerek esetén szükség van egy segédfolyadékra, amely gátként működik, és megakadályozza a szennyeződés vagy a folyamatfolyadék kiömlését a környezetbe. A legtöbb felhasználó számára azonban az első négy kategória egyikének kezelése jelenti a szükséges megoldást.
KÖVETKEZTETÉS
A mechanikus tömítések fontos tényezők a forgóberendezések megbízhatóságában. Felelősek a rendszer szivárgásaiért és meghibásodásaiért, de olyan problémákra is utalnak, amelyek később súlyos károkat okozhatnak. A tömítés megbízhatóságát nagymértékben befolyásolja a tömítés kialakítása és az üzemi környezet.
Közzététel ideje: 2023. június 26.