За да се разбере какво представляват течовете на центробежните помпи, е важно първо да се разбере основната работа на центробежната помпа. Когато потокът навлиза през отвора на работното колело на помпата и се движи нагоре по лопатките на работното колело, флуидът е с по-ниско налягане и ниска скорост. Когато потокът преминава през спиралата, налягането се увеличава и скоростта се увеличава. След това потокът излиза през изпускателния отвор, като в този момент налягането е високо, но скоростта се забавя. Потокът, който влиза в помпата, трябва да излезе от нея. Помпата придава напор (или налягане), което означава, че увеличава енергията на флуида на помпата.
Появите на повреди в някои компоненти на центробежна помпа, като например съединители, хидравлични съединения, статични съединения и лагери, ще доведат до повреда на цялата система, но приблизително шестдесет и девет процента от всички повреди на помпите са резултат от неизправност на уплътнителното устройство.
НЕОБХОДИМОСТТА ОТ МЕХАНИЧНИ УПЛЪТНЕНИЯ
Механично уплътнениее устройство, което се използва за контрол на течове между въртящ се вал и съд, пълен с течност или газ. Основната му отговорност е да контролира течовете. Всички уплътнения течат – те трябва да го правят, за да поддържат флуиден филм върху цялата повърхност на механичното уплътнение. Течът, който излиза от атмосферната страна, е сравнително нисък; течът във въглеводороди, например, се измерва с VOC метър в части/милион.
Преди разработването на механични уплътнения, инженерите обикновено са уплътнявали помпите с механично уплътнение. Механичното уплътнение, влакнест материал, обикновено импрегниран със смазка като графит, се е нарязвало на секции и се е пълнело в така наречената „салникова кутия“. След това към задната страна е добавяна сальникова набивка, за да се уплътни всичко. Тъй като уплътнението е в директен контакт с вала, то изисква смазване, но все пак ще намали мощността.
Обикновено „пръстенът тип фенер“ позволява прилагането на промивна вода към уплътнението. Тази вода, необходима за смазване и охлаждане на вала, ще изтече или в процеса, или в атмосферата. В зависимост от приложението ви може да се наложи да:
- Насочвайте промивната вода далеч от процеса, за да избегнете замърсяване.
- предотвратяване на събирането на промивна вода на пода (прекомерно пръскане), което е едновременно проблем на OSHA и проблем на домакинството.
- предпазете лагерната кутия от промивна вода, която може да замърси маслото и в крайна сметка да доведе до повреда на лагера.
Както при всяка помпа, ще искате да я тествате, за да разберете какви годишни разходи са необходими за нейната работа. Инсталирането и поддръжката на помпа за уплътняване може да е достъпна, но ако изчислите колко галона вода консумира в минута или годишно, може да се изненадате от цената. Помпа с механично уплътнение би могла да ви спести много годишни разходи.
Като се има предвид общата геометрия на механичното уплътнение, навсякъде, където има уплътнение или О-пръстен, се появява потенциална точка на теч:
- Ерозирал, износен или надраскван динамичен О-пръстен (или уплътнение) при движение на механичното уплътнение.
- Замърсяване или мръсотия между механичните уплътнения.
- Непроектирана операция в рамките на механичните уплътнения.
ПЕТТЕ ВИДА НЕИЗПРАВНОСТИ НА УСТРОЙСТВАТА ЗА ЗАПЕЧАТВАНЕ
Ако центробежната помпа показва неконтролиран теч, трябва щателно да проверите всички потенциални причини, за да определите дали се нуждаете от ремонт или нова инсталация.
1. Оперативни повреди
Пренебрегване на точката на най-добра ефективност: Работите ли с помпата в точката на най-добра ефективност (BEP) по крива на производителност? Всяка помпа е проектирана със специфична точка на ефективност. Когато работите с помпата извън тази област, създавате проблеми с потока, които водят до повреда на системата.
Недостатъчна нетна положителна всмукателна височина (NPSH): Ако нямате достатъчна всмукателна височина на помпата, въртящият се възел може да стане нестабилен, да причини кавитация и да доведе до повреда на уплътнението.
Работа с безизразна глава:Ако настроите контролния вентил твърде ниско, за да дроселирате помпата, можете да задушите потока. Задушеният поток причинява рециркулация в помпата, което генерира топлина и води до повреда на уплътнението.
Работа на сухо и неправилно обезвъздушаване на уплътнението: Вертикалната помпа е най-податлива, тъй като механичното уплътнение е разположено отгоре. Ако обезвъздушаването е неправилно, въздухът може да се задържи около уплътнението и няма да може да се освободи от салниковото уплътнение. Механичното уплътнение скоро ще се повреди, ако помпата продължи да работи в това състояние.
Нисък марж на пара:Това са флуиди, които се разпалват; горещите въглеводороди ще се разпалят, след като са изложени на атмосферни условия. Докато флуидният филм преминава през механичното уплътнение, той може да се разпали от атмосферната страна и да причини повреда. Тази повреда често се случва при системи за захранване на бойлери – гореща вода с температура 120-140°C (250-280ºF) се разпалва с падане на налягането върху повърхностите на уплътнението.
2. Механични повреди
Несъосността на вала, дисбалансът на съединителя и дисбалансът на работното колело могат да допринесат за повреди на механичното уплътнение. Освен това, след като помпата е монтирана, ако имате несъосни тръби, закрепени с болтове към нея, ще натоварите помпата много. Също така трябва да избягвате лоша основа: Здрава ли е основата? Заливена ли е правилно? Имате ли мека основа? Завинтена ли е правилно? И накрая, проверете лагерите. Ако толерансът на лагерите се износи, валовете ще се движат и ще причинят вибрации в помпата.
3. Появи на повреди в уплътнителните компоненти
Имате ли добра трибологична (изследване на триенето) двойка? Избрали ли сте правилните комбинации от повърхности? А какво ще кажете за качеството на материала на уплътнителната повърхност? Подходящи ли са материалите ви за вашето конкретно приложение? Избрали ли сте правилните вторични уплътнения, като гарнитури и О-пръстени, които са подготвени за химически и топлинни атаки? Пружините ви не трябва да са запушени или меховете ви да са корозирали. И накрая, внимавайте за изкривявания на повърхността от налягане или топлина, тъй като механичното уплътнение под голямо налягане всъщност ще се огъне и изкривеният профил може да причини теч.
4. Неуспехи в системния дизайн
Необходима ви е подходяща система за промиване на уплътненията, заедно с достатъчно охлаждане. Двойните системи имат бариерни течности; спомагателният уплътнителен съд трябва да е на правилното място, с правилните инструменти и тръбопроводи. Трябва да вземете предвид дължината на правата тръба при засмукване – някои по-стари помпени системи, които често са били в комплект, включват коляно на 90° при засмукване, точно преди потокът да влезе в отвора на работното колело. Коляното причинява турбулентен поток, който създава нестабилност във въртящия се възел. Всички всмукателни/нагнетателни и байпасни тръбопроводи също трябва да бъдат правилно проектирани, особено ако някои тръби са били ремонтирани в даден момент през годините.
5. Всичко останало
Други различни фактори са причина само за около 8% от всички повреди. Например, понякога са необходими спомагателни системи, за да се осигури приемлива работна среда за механично уплътнение. За двойни системи е необходим спомагателен флуид, който да действа като бариера, предотвратяваща замърсяване или разливане на технологичен флуид в околната среда. За повечето потребители обаче, справянето с една от първите четири категории ще осигури необходимото им решение.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Механичните уплътнения са основен фактор за надеждността на въртящото се оборудване. Те са отговорни за течове и повреди в системата, но също така показват проблеми, които в крайна сметка биха причинили сериозни щети в бъдеще. Надеждността на уплътненията е силно повлияна от дизайна на уплътнението и работната среда.
Време на публикуване: 26 юни 2023 г.