Abychom porozuměli netěsnosti odstředivého čerpadla, je důležité nejprve porozumět základnímu fungování odstředivého čerpadla. Když proud vstupuje okem oběžného kola čerpadla a nahoru po lopatkách oběžného kola, má kapalina nižší tlak a nízkou rychlost. Když proud prochází spirálou, zvyšuje se tlak a zvyšuje se rychlost. Proud pak vystupuje přes výboj, v tomto bodě je tlak vysoký, ale rychlost se zpomaluje. Proud, který jde do čerpadla, musí jít ven z čerpadla. Čerpadlo dodává tlak (nebo tlak), což znamená, že zvyšuje energii čerpané kapaliny.
Poruchy určitých součástí odstředivého čerpadla, jako je spojka, hydraulika, statické spoje a ložiska, způsobí selhání celého systému, ale přibližně 69 procent všech poruch čerpadla je důsledkem nesprávné funkce těsnicího zařízení.
POTŘEBA MECHANICKÝCH TĚSNĚNÍ
Mechanická ucpávka je zařízení, které se používá ke kontrole úniku mezi rotujícím hřídelem a nádobou naplněnou kapalinou nebo plynem. Jeho hlavní odpovědností je kontrola úniku. Všechna těsnění netěsní – musí, aby se zachoval film kapaliny po celé ploše mechanické ucpávky. Únik, který vychází z atmosférické strany, je poměrně nízký; únik v uhlovodíku se například měří VOC metrem v dílech/milion.
Než byly vyvinuty mechanické ucpávky, inženýři obvykle utěsnili čerpadlo mechanickým těsněním. Mechanické těsnění, vláknitý materiál obvykle impregnovaný mazivem, jako je grafit, bylo rozřezáno na části a vycpáno do toho, čemu se říkalo „ucpávka“. Poté byla přidána ucpávka
zadní část, aby se všechno sbalilo. Protože je ucpávka v přímém kontaktu s hřídelí, vyžaduje mazání, ale stále ubírá koňskou sílu.
Obvykle „lucernový kroužek“ umožňuje nanášení splachovací vody na obal. Tato voda, nezbytná k mazání a chlazení hřídele, unikne buď do procesu, nebo do atmosféry. V závislosti na vaší aplikaci možná budete muset:
· Nasměrujte splachovací vodu mimo proces, aby se zabránilo kontaminaci.
· zabránit shromažďování splachovací vody na podlaze (přestřiku), což je jak problém OSHA, tak starost o úklid.
· chránit ložiskovou skříň před splachovací vodou, která může kontaminovat olej a případně vést k poruše ložiska.
Stejně jako u každého čerpadla budete chtít čerpadlo otestovat, abyste zjistili roční náklady, které vyžaduje provoz. Balicí čerpadlo může být cenově dostupné na instalaci a údržbu, ale pokud si spočítáte, kolik galonů vody spotřebuje za minutu nebo za rok, možná vás cena překvapí. Čerpadlo s mechanickou ucpávkou vám může potenciálně ušetřit mnoho ročních nákladů.
Vzhledem k obecné geometrii mechanické ucpávky, kdekoli je těsnění nebo O-kroužek, vzniká potenciální místo úniku:
· Erodovaný, opotřebovaný nebo poškozený dynamický o-kroužek (nebo těsnění) při pohybu mechanické ucpávky.
· Nečistota nebo kontaminace mezi mechanickými ucpávkami.
· Operace mimo konstrukci v rámci mechanických ucpávek.
PĚT TYPŮ PORUCH TĚSNÍCÍCH ZAŘÍZENÍ
Pokud odstředivé čerpadlo vykazuje nekontrolovaný únik, musíte důkladně zkontrolovat všechny možné příčiny, abyste zjistili, zda potřebujete opravu nebo novou instalaci.
1. Provozní poruchy
Zanedbání bodu nejlepší účinnosti: Provozujete čerpadlo v bodě nejlepší účinnosti (BEP) na křivce výkonu? Každé čerpadlo je navrženo s a
specifický bod účinnosti. Když provozujete čerpadlo mimo tuto oblast, vytváříte problémy s průtokem, které způsobují selhání systému.
Nedostatečná čistá pozitivní sací hlava (NPSH): Pokud nemáte k pumpě dostatečnou sací hlavu, rotující sestava se může stát nestabilní, způsobit kavitaci a způsobit selhání těsnění.
Provoz s nehybnou hlavou: Pokud nastavíte regulační ventil příliš nízko, aby škrtil čerpadlo, můžete přiškrtit průtok. Škrcení průtoku způsobuje recirkulaci uvnitř čerpadla, která vytváří teplo a podporuje selhání těsnění.
Chod nasucho a nesprávné odvzdušnění těsnění: Vertikální čerpadlo je nejnáchylnější, protože mechanické těsnění je umístěno nahoře. Pokud máte nesprávné odvzdušnění, vzduch se může zachytit kolem těsnění a nebude možné evakuovat ucpávku. Mechanická ucpávka brzy selže, pokud bude čerpadlo v tomto stavu nadále běžet.
Low Vapor Margin: Toto jsou blikající kapaliny; horké uhlovodíky po vystavení atmosférickým podmínkám vzplanou. Když film tekutiny prochází přes mechanickou ucpávku, může na atmosférické straně blikat a způsobit poruchu. K této poruše často dochází u napájecích systémů kotle – horká voda o teplotě 250-280ºF bliká s poklesem tlaku na těsnicích plochách.
2. Mechanické poruchy
Nesouosost hřídele, nevyváženost spojky a nevyváženost oběžného kola mohou přispívat k selhání mechanické ucpávky. Kromě toho, po instalaci čerpadla, pokud k němu přišroubujete nesprávně zarovnané potrubí, způsobíte velké zatížení čerpadla. Musíte se také vyhnout špatné základně: Je základna bezpečná? Je to správně spárované? Máte měkkou nohu? Je správně přišroubován? A nakonec zkontrolujte ložiska. Pokud se tolerance ložisek opotřebuje, hřídele se budou pohybovat a způsobovat vibrace v čerpadle.
3. Selhání součástí těsnění
Máte dobrý tribologický (studium tření) pár? Zvolili jste správné kombinace obkladů? A co kvalita materiálu čela těsnění? Jsou vaše materiály vhodné pro vaši konkrétní aplikaci? Vybrali jste správná sekundární těsnění, jako jsou těsnění a o-kroužky, která jsou připravena na chemické a tepelné útoky? Vaše pružiny by neměly být ucpané nebo vaše měchy zkorodované. Nakonec dávejte pozor na deformace obličeje vlivem tlaku nebo tepla, protože mechanické těsnění pod velkým tlakem se skutečně prohne a zkosený profil může způsobit netěsnost.
4. Chyby návrhu systému
Potřebujete správné uspořádání proplachu těsnění spolu s dostatečným chlazením. Duální systémy mají bariérové kapaliny; pomocná nádoba na těsnění musí být na správném místě se správným vybavením a potrubím. Musíte vzít v úvahu délku přímého potrubí na sání – některé starší čerpací systémy, které se často dodávaly jako zabalený skluz, obsahují koleno 90º na sání těsně předtím, než tok vstupuje do oka oběžného kola. Koleno způsobuje turbulentní proudění, které vytváří nestabilitu v rotující sestavě. Veškeré sací/výtlačné a obtokové potrubí musí být také správně navrženo, zvláště pokud bylo některé potrubí v určitém okamžiku v průběhu let opraveno.
5. Všechno ostatní
Další různé faktory tvoří pouze asi 8 procent všech poruch. Někdy jsou například vyžadovány pomocné systémy, které poskytují přijatelné provozní prostředí pro mechanickou ucpávku. Pokud jde o duální systémy, potřebujete pomocnou kapalinu, která bude fungovat jako bariéra, která zabrání kontaminaci nebo rozlití procesní kapaliny do prostředí. Pro většinu uživatelů však řešení, které potřebují, bude obsahovat jednu z prvních čtyř kategorií.
ZÁVĚR
Mechanické ucpávky jsou hlavním faktorem spolehlivosti rotačního zařízení. Jsou zodpovědné za úniky a selhání systému, ale také naznačují problémy, které by nakonec mohly způsobit vážné škody na silnici. Spolehlivost těsnění je značně ovlivněna konstrukcí těsnění a provozním prostředím.
Frank Rotello, strojní inženýr společnosti Cummins-Wagner Co., Inc.
Čas odeslání: leden-04-2022