Aby ste pochopili únik odstredivého čerpadla, je dôležité najprv pochopiť základnú činnosť odstredivého čerpadla.Keď prúd vstupuje cez oko obežného kolesa čerpadla a hore lopatkami obežného kolesa, kvapalina má nižší tlak a nízku rýchlosť.Keď prúd prechádza špirálou, zvyšuje sa tlak a zvyšuje sa rýchlosť.Prúd potom vystupuje cez výboj, v tomto bode je tlak vysoký, ale rýchlosť sa spomaľuje.Prúd, ktorý ide do čerpadla, musí ísť von z čerpadla.Čerpadlo dodáva tlak (alebo tlak), čo znamená, že zvyšuje energiu čerpanej kvapaliny.
Poruchy určitých komponentov odstredivého čerpadla, ako sú spojky, hydraulické, statické spoje a ložiská, spôsobia zlyhanie celého systému, ale približne šesťdesiatdeväť percent všetkých porúch čerpadla je výsledkom nesprávneho fungovania tesniaceho zariadenia.
POTREBA MECHANICKÝCH TESNENÍ
Mechanická upchávka je zariadenie, ktoré sa používa na kontrolu úniku medzi rotujúcim hriadeľom a nádobou naplnenou kvapalinou alebo plynom.Jeho hlavnou zodpovednosťou je kontrolovať úniky.Všetky tesnenia unikajú – musia, aby sa zachoval tekutý film na celej ploche mechanickej upchávky.Únik, ktorý vychádza z atmosférickej strany, je pomerne nízky;únik v uhľovodíku sa napríklad meria VOC metrom v dieloch/milión.
Predtým, ako boli vyvinuté mechanické upchávky, inžinieri zvyčajne utesnili čerpadlo mechanickým tesnením.Mechanický obal, vláknitý materiál zvyčajne impregnovaný lubrikantom, ako je grafit, bol narezaný na časti a vypchatý, čo sa nazývalo „pchávka“.Potom bola pridaná tesniaca upchávka
zadná časť, aby sa všetko zbalilo.Pretože je upchávka v priamom kontakte s hriadeľom, vyžaduje mazanie, ale stále uberá konské sily.
Obyčajne „lucernový krúžok“ umožňuje nanesenie splachovacej vody na obal.Táto voda, potrebná na mazanie a chladenie hriadeľa, uniká buď do procesu alebo do atmosféry.V závislosti od vašej aplikácie možno budete musieť:
· nasmerujte splachovaciu vodu mimo procesu, aby ste zabránili kontaminácii.
· zabráňte hromadeniu splachovacej vody na podlahe (prestriekaniu), čo je problémom OSHA aj upratovania.
· chráňte ložiskovú skriňu pred oplachovou vodou, ktorá môže kontaminovať olej a prípadne viesť k poruche ložiska.
Rovnako ako pri každom čerpadle budete chcieť čerpadlo otestovať, aby ste zistili ročné náklady, ktoré si vyžaduje prevádzka.Baliace čerpadlo môže byť cenovo dostupné na inštaláciu a údržbu, ale ak si spočítate, koľko galónov vody spotrebuje za minútu alebo za rok, možno vás cena prekvapí.Čerpadlo s mechanickou upchávkou vám môže potenciálne ušetriť veľa ročných nákladov.
Vzhľadom na všeobecnú geometriu mechanického tesnenia, kdekoľvek je tesnenie alebo tesniaci krúžok, vzniká potenciálne miesto úniku:
· Erodovaný, opotrebovaný alebo namáhaný dynamický o-krúžok (alebo tesnenie) pri pohybe mechanického tesnenia.
· Nečistota alebo kontaminácia medzi mechanickými upchávkami.
· Nekonštrukčná operácia v rámci mechanických upchávok.
PÄŤ TYPOV PORÚCH TESNIACIHO ZARIADENIA
Ak odstredivé čerpadlo vykazuje nekontrolovaný únik, musíte dôkladne skontrolovať všetky možné príčiny, aby ste zistili, či potrebujete opravu alebo novú inštaláciu.
1. Prevádzkové poruchy
Zanedbanie bodu najlepšej účinnosti: Prevádzkujete čerpadlo v bode najlepšej účinnosti (BEP) na krivke výkonu?Každé čerpadlo je navrhnuté s a
špecifický bod účinnosti.Keď prevádzkujete čerpadlo mimo tejto oblasti, vytvárate problémy s prietokom, ktoré spôsobujú zlyhanie systému.
Nedostatočná čistá pozitívna sacia hlava (NPSH): Ak nemáte k pumpe dostatočnú saciu hlavu, rotujúca zostava sa môže stať nestabilnou, spôsobiť kavitáciu a spôsobiť poruchu tesnenia.
Prevádzka bez tlaku: Ak nastavíte regulačný ventil príliš nízko na to, aby škrtil čerpadlo, môžete priškrtiť prietok.Priškrtený prietok spôsobuje recirkuláciu v čerpadle, ktorá vytvára teplo a podporuje zlyhanie tesnenia.
Chod nasucho a nesprávne odvzdušnenie tesnenia: Vertikálne čerpadlo je najcitlivejšie, pretože mechanické tesnenie je umiestnené na vrchu.Ak máte nesprávne odvetrávanie, vzduch sa môže zachytiť okolo tesnenia a nebude môcť evakuovať upchávku.Mechanická upchávka čoskoro zlyhá, ak čerpadlo pokračuje v prevádzke v tomto stave.
Low Vapor Margin: Toto sú blikajúce kvapaliny;horúce uhľovodíky po vystavení atmosférickým podmienkam vzplanú.Keď film tekutiny prechádza cez mechanickú upchávku, môže na atmosferickej strane blikať a spôsobiť poruchu.K tejto poruche často dochádza pri systémoch napájania kotla – horúca voda s teplotou 250-280ºF bliká s poklesom tlaku na čelných plochách tesnenia.
2. Mechanické poruchy
Nevyváženosť hriadeľa, nevyváženosť spojky a nevyváženosť obežného kolesa môžu prispieť k poruchám mechanického tesnenia.Okrem toho, ak máte po inštalácii čerpadla nesprávne zarovnané potrubia k nemu priskrutkované, spôsobíte veľké namáhanie čerpadla.Musíte sa tiež vyhnúť zlej základni: Je základňa bezpečná?Je to správne škárované?Máte mäkkú nohu?Je správne priskrutkovaný?A nakoniec skontrolujte ložiská.Ak sa tolerancia ložísk zníži, hriadele sa budú pohybovať a spôsobovať vibrácie v čerpadle.
3. Poruchy tesnenia komponentov
Máte dobrý tribologický pár (štúdium trenia)?Zvolili ste správne kombinácie obkladov?A čo kvalita materiálu čela tesnenia?Sú vaše materiály vhodné pre vašu konkrétnu aplikáciu?Vybrali ste správne sekundárne tesnenia, ako sú tesnenia a tesniace krúžky, ktoré sú pripravené na chemické a tepelné útoky?Vaše pružiny by nemali byť upchaté alebo vlnovec skorodovaný.Nakoniec dávajte pozor na deformácie tváre v dôsledku tlaku alebo tepla, pretože mechanické tesnenie pod veľkým tlakom sa skutočne prehne a zošikmený profil môže spôsobiť netesnosť.
4. Zlyhania návrhu systému
Potrebujete správne usporiadanie tesnenia spolu s dostatočným chladením.Duálne systémy majú bariérové kvapaliny;pomocná tesniaca nádoba musí byť na správnom mieste so správnym prístrojovým vybavením a potrubím.Musíte vziať do úvahy dĺžku priameho potrubia pri nasávaní – niektoré staršie čerpacie systémy, ktoré sa často dodávali ako zabalené lyžiny, obsahujú 90º koleno na nasávaní tesne predtým, ako prúd vstúpi do oka obežného kolesa.Koleno spôsobuje turbulentné prúdenie, ktoré vytvára nestabilitu v rotujúcej zostave.Všetky sacie/výtlačné a obtokové potrubia musia byť tiež správne skonštruované, najmä ak boli niektoré potrubia v určitom bode v priebehu rokov opravené.
5. Všetko ostatné
Ďalšie rôzne faktory tvoria len asi 8 percent všetkých porúch.Napríklad, pomocné systémy sú niekedy potrebné na zabezpečenie prijateľného prevádzkového prostredia pre mechanické tesnenie.Pokiaľ ide o duálne systémy, potrebujete pomocnú kvapalinu, ktorá bude pôsobiť ako bariéra, ktorá zabráni kontaminácii alebo rozliatiu procesnej kvapaliny do prostredia.Pre väčšinu používateľov však riešenie, ktoré potrebujú, bude obsahovať jednu z prvých štyroch kategórií.
ZÁVER
Mechanické upchávky sú hlavným faktorom spoľahlivosti rotujúcich zariadení.Sú zodpovedné za úniky a poruchy systému, ale tiež naznačujú problémy, ktoré by nakoniec spôsobili vážne škody na ceste.Spoľahlivosť tesnenia je výrazne ovplyvnená konštrukciou tesnenia a prevádzkovým prostredím.
Frank Rotello, strojný inžinier pre Cummins-Wagner Co., Inc.
Čas odoslania: Jan-04-2022