For at forstå lækage i en centrifugalpumpe er det vigtigt først at forstå den grundlæggende funktion af en centrifugalpumpe. Når strømmen kommer ind gennem pumpens impellerøje og op ad impellervingerne, har væsken et lavere tryk og lav hastighed. Når strømmen passerer gennem spiralen, stiger trykket, og hastigheden stiger. Strømmen forlader derefter gennem udløbet, hvor trykket er højt, men hastigheden aftager. Strømmen, der går ind i pumpen, skal ud af pumpen. Pumpen giver tryk, hvilket betyder, at den øger pumpevæskens energi.
Visse komponentfejl i en centrifugalpumpe, såsom koblinger, hydrauliske, statiske samlinger og lejer, vil forårsage, at hele systemet svigter, men cirka 69 procent af alle pumpefejl skyldes en funktionsfejl i tætningsanordningen.
BEHOVET FOR MEKANISKE TÆTNINGER
En mekanisk tætninger en enhed, der bruges til at kontrollere lækage mellem en roterende aksel og en væske- eller gasfyldt beholder. Dens hovedopgave er at kontrollere lækage. Alle tætninger lækker – det er de nødt til for at opretholde en væskefilm over hele den mekaniske tætningsflade. Lækagen, der kommer ud af den atmosfæriske side, er forholdsvis lav; lækagen i et kulbrinte måles for eksempel af en VOC-måler i dele/million.
Før mekaniske tætninger blev udviklet, forseglede ingeniører typisk en pumpe med mekanisk pakning. Mekanisk pakning, et fibermateriale, der normalt er imprægneret med et smøremiddel såsom grafit, blev skåret i sektioner og fyldt med det, der blev kaldt en "pakdåse". En pakningsbøsning blev derefter tilføjet på bagsiden for at pakke alt sammen. Da pakningen er i direkte kontakt med akslen, kræver den smøring, men vil stadig stjæle hestekræfter.
Normalt tillader en "lanternering" at skyllevand påføres pakningen. Det vand, der er nødvendigt for at smøre og køle akslen, vil lække enten ind i processen eller ud i atmosfæren. Afhængigt af din applikation kan du være nødt til at:
- Led skyllevandet væk fra processen for at undgå kontaminering.
- forhindre skyllevand i at samle sig på gulvet (oversprøjtning), hvilket både er et OSHA-problem og et rengøringsproblem.
- Beskyt lejekassen mod skyllevand, som kan forurene olien og i sidste ende føre til lejesvigt.
Som med alle pumper, bør du teste din pumpe for at finde ud af, hvor mange årlige omkostninger den kræver at køre. En pakningspumpe kan være overkommelig i installation og vedligeholdelse, men hvis du beregner, hvor mange liter vand den forbruger pr. minut eller pr. år, kan du blive overrasket over prisen. En mekanisk tætningspumpe kan potentielt spare dig for mange årlige omkostninger.
I betragtning af den generelle geometri af en mekanisk tætning, kan der opstå et potentielt lækagepunkt, hvor som helst der er en pakning eller en o-ring:
- En eroderet, slidt eller rillet dynamisk O-ring (eller pakning), når den mekaniske tætning bevæger sig.
- Snavs eller forurening mellem de mekaniske tætninger.
- En off-design operation i de mekaniske tætninger.
DE FEM TYPER AF FEJL PÅ FORSEGLINGSANORDNINGER
Hvis centrifugalpumpen udviser en ukontrolleret lækage, skal du grundigt kontrollere alle potentielle årsager for at afgøre, om du har brug for reparationer eller en ny installation.
1. Driftsfejl
Ignorering af det bedste effektivitetspunkt: Kører du pumpen ved det bedste effektivitetspunkt (BEP) på en ydelseskurve? Hver pumpe er designet med et specifikt effektivitetspunkt. Når du bruger pumpen uden for dette område, skaber du problemer med flowet, der forårsager systemfejl.
Utilstrækkelig netto positiv sugehøjde (NPSH): Hvis du ikke har tilstrækkelig sugehøjde til din pumpe, kan den roterende enhed blive ustabil, forårsage kavitation og resultere i en tætningsfejl.
Drift uden hovedpine:Hvis du indstiller reguleringsventilen for lavt til at drosle pumpen, kan du blokere flowet. En blokeret flow forårsager recirkulation i pumpen, hvilket genererer varme og fremmer tætningsfejl.
Tørløb og forkert udluftning af pakningen: En vertikal pumpe er mest modtagelig, da den mekaniske pakning er placeret øverst. Hvis du har forkert udluftning, kan luft blive fanget omkring pakningen og ikke være i stand til at evakuere pakdåsen. Den mekaniske pakning vil hurtigt svigte, hvis pumpen fortsætter med at køre i denne tilstand.
Lav dampmargin:Disse er flashende væsker; varme kulbrinter vil flashe, når de udsættes for atmosfæriske forhold. Når væskefilmen passerer hen over den mekaniske tætning, kan den flashe på den atmosfæriske side og forårsage en fejl. Denne fejl sker ofte med kedelfødesystemer - varmt vand ved 122-149ºC flasher med trykfaldet over tætningsfladerne.
2. Mekaniske fejl
Forskydning af aksel, ubalance i koblinger og ubalance i impeller kan alle bidrage til svigt af mekaniske tætninger. Derudover vil det, efter at pumpen er installeret, belaste pumpen meget, hvis du har forkert justerede rør boltet til den. Du skal også undgå et dårligt fundament: Er fundamentet sikkert? Er det korrekt fuget? Har du en blød fod? Er det boltet korrekt? Og til sidst, kontroller lejerne. Hvis lejernes tolerance bliver tynd, vil akslerne bevæge sig og forårsage vibrationer i pumpen.
3. Fejl i tætningskomponenter
Har du et godt tribologisk (læren om friktion) par? Har du valgt de korrekte belægningskombinationer? Hvad med kvaliteten af tætningsfladematerialet? Er dine materialer passende til din specifikke anvendelse? Har du valgt de rigtige sekundære tætninger, såsom pakninger og o-ringe, der er forberedt på kemiske og varmeangreb? Dine fjedre bør ikke være tilstoppede, og dine bælge bør ikke være korroderede. Til sidst skal du holde øje med overfladeforvrængninger fra tryk eller varme, da en mekanisk tætning under stort tryk faktisk vil bøje, og den skæve profil kan forårsage en lækage.
4. Systemdesignfejl
Du har brug for en korrekt tætningsskylningsanordning samt tilstrækkelig køling. Dobbelte systemer har barrierevæsker; den ekstra tætningsbeholder skal være på den rigtige placering med den korrekte instrumentering og rørføring. Du skal tage længden af det lige rør ved sugning i betragtning – nogle ældre pumpesystemer, der ofte kom som en samlet meder, inkluderer en 90º-knævinkel ved sugning lige før strømmen kommer ind i impellerøjet. Knævinkelen forårsager en turbulent strømning, der skaber ustabilitet i den roterende enhed. Alle suge-/afløbs- og bypass-rør skal også konstrueres korrekt, især hvis nogle rør er blevet repareret på et tidspunkt i årenes løb.
5. Alt andet
Andre diverse faktorer tegner sig kun for omkring 8 procent af alle fejl. For eksempel er hjælpesystemer nogle gange nødvendige for at give et acceptabelt driftsmiljø for en mekanisk tætning. Med henvisning til dobbelte systemer har du brug for en hjælpevæske, der fungerer som en barriere, der forhindrer kontaminering eller procesvæske i at spildes ud i miljøet. For de fleste brugere vil en af de første fire kategorier dog være den løsning, de har brug for.
KONKLUSION
Mekaniske tætninger er en vigtig faktor for roterende udstyrs pålidelighed. De er ansvarlige for lækager og systemfejl, men de indikerer også problemer, der i sidste ende kan forårsage alvorlig skade senere hen. Tætningernes pålidelighed påvirkes i høj grad af tætningens design og driftsmiljøet.
Opslagstidspunkt: 26. juni 2023