Da bi razumeli puščanje centrifugalne črpalke, je pomembno najprej razumeti osnovno delovanje centrifugalne črpalke. Ko tok vstopi skozi odprtino rotorja črpalke in se po lopaticah rotorja dvigne, ima tekočina nižji tlak in nizko hitrost. Ko tok prehaja skozi spiralno ohišje, se tlak poveča in hitrost se poveča. Pretok nato izstopi skozi izpust, pri čemer je tlak visok, vendar se hitrost upočasni. Pretok, ki vstopi v črpalko, mora izstopiti iz črpalke. Črpalka ustvarja tlak, kar pomeni, da poveča energijo črpalne tekočine.
Okvare nekaterih komponent centrifugalne črpalke, kot so sklopka, hidravlika, statični spoji in ležaji, bodo povzročile odpoved celotnega sistema, vendar je približno devetinšestdeset odstotkov vseh okvar črpalk posledica okvare tesnilne naprave.
POTREBA PO MEHANSKIH TESNILIH
Mehansko tesniloje naprava, ki se uporablja za nadzor puščanja med vrtečo se gredjo in posodo, napolnjeno s tekočino ali plinom. Njena glavna naloga je nadzor puščanja. Vsa tesnila puščajo – to morajo storiti, da ohranijo tekočinski film na celotni površini mehanskega tesnila. Puščanje, ki pride na atmosfersko stran, je precej majhno; puščanje v ogljikovodikih se na primer meri z merilnikom HOS v delcih na milijon.
Preden so razvili mehanska tesnila, so inženirji črpalko običajno tesnili z mehanskim tesnilom. Mehansko tesnilo, vlaknati material, običajno impregniran z mazivom, kot je grafit, so razrezali na kose in ga napolnili v tako imenovano "tesnilko". Na zadnjo stran so nato dodali tesnilno žlezo, da bi vse skupaj zatesnili. Ker je tesnilo v neposrednem stiku z gredjo, ga je treba mazavati, vendar bo še vedno odvzemalo konjsko moč.
Običajno »lanternski obroč« omogoča, da se na tesnilo nanese voda za izpiranje. Ta voda, potrebna za mazanje in hlajenje gredi, bo uhajala bodisi v proces bodisi v ozračje. Glede na vašo uporabo boste morda morali:
- Izplakovalno vodo usmerite stran od procesa, da preprečite kontaminacijo.
- preprečite nabiranje vode za splakovanje na tleh (prekomerno pršenje), kar je skrb tako za OSHA kot za gospodinjstvo.
- zaščitite ohišje ležaja pred izplakovalno vodo, ki lahko onesnaži olje in sčasoma povzroči okvaro ležaja.
Kot pri vsaki črpalki boste želeli preizkusiti svojo črpalko, da ugotovite letne stroške njenega delovanja. Namestitev in vzdrževanje črpalke za pakiranje je morda cenovno ugodno, če pa izračunate, koliko galon vode porabi na minuto ali na leto, vas bodo stroški morda presenetili. Črpalka z mehanskim tesnilom vam lahko potencialno prihrani veliko letnih stroškov.
Glede na splošno geometrijo mehanskega tesnila, kjerkoli je tesnilo ali o-obroč, obstaja potencialna točka puščanja:
- Erodiran, obrabljen ali napihnjen dinamični O-obroč (ali tesnilo) med premikanjem mehanskega tesnila.
- Umazanija ali kontaminacija med mehanskimi tesnili.
- Nenačrtovano delovanje znotraj mehanskih tesnil.
PET VRST OKVAR NAPRAV ZA TESNJENJE
Če centrifugalna črpalka nenadzorovano pušča, morate temeljito preveriti vse možne vzroke, da ugotovite, ali potrebujete popravila ali novo namestitev.
1. Operativne napake
Zanemarjanje točke največje učinkovitosti: Ali črpalko uporabljate na točki največje učinkovitosti (BEP) na krivulji delovanja? Vsaka črpalka je zasnovana s specifično točko učinkovitosti. Ko črpalko uporabljate zunaj tega območja, povzročite težave s pretokom, ki povzročijo odpoved sistema.
Nezadostna neto pozitivna sesalna višina (NPSH): Če črpalka nima zadostne sesalne višine, lahko vrteči se sklop postane nestabilen, povzroči kavitacijo in posledično odpoved tesnila.
Delovanje z mrtvo glavo:Če nastavite regulacijski ventil prenizko, da bi dušili črpalko, lahko zadušite pretok. Zadušen pretok povzroči recirkulacijo znotraj črpalke, kar ustvarja toploto in pospešuje odpoved tesnila.
Suhi tek in nepravilno odzračevanje tesnila: Navpična črpalka je najbolj dovzetna, saj je mehansko tesnilo nameščeno na vrhu. Če je odzračevanje nepravilno, se lahko zrak ujame okoli tesnila in ne bo mogel izprazniti tesnilne mase. Če črpalka še naprej deluje v tem stanju, bo mehansko tesnilo kmalu odpovedalo.
Nizka parna meja:To so bliskovite tekočine; vroči ogljikovodiki bodo bliskali, ko bodo izpostavljeni atmosferskim pogojem. Ko film tekočine prehaja čez mehansko tesnilo, lahko bliska na atmosferski strani in povzroči okvaro. Do te okvare pogosto pride pri sistemih za napajanje kotlov – vroča voda s temperaturo 122–147 °C bliska s padcem tlaka na tesnilnih površinah.
2. Mehanske okvare
Neuravnoteženost gredi, neravnovesje sklopke in neravnovesje rotorja lahko prispevajo k okvaram mehanskih tesnil. Poleg tega, če so po namestitvi črpalke nanjo pritrjene napačno poravnane cevi, boste črpalko močno obremenili. Izogibati se morate tudi slabi podlagi: Ali je podlaga trdno pritrjena? Ali je pravilno zalita? Ali imate mehko podlago? Ali je pravilno pritrjena? In nenazadnje, preverite ležaje. Če se toleranca ležajev zmanjša, se bodo gredi premikale in povzročale vibracije v črpalki.
3. Okvare tesnilnih komponent
Ali imate dober tribološki (veščina trenja) par? Ste izbrali pravilne kombinacije površin? Kaj pa kakovost materiala tesnilne površine? Ali so vaši materiali primerni za vašo specifično uporabo? Ste izbrali ustrezna sekundarna tesnila, kot so tesnila in o-tesnila, ki so pripravljena na kemične in toplotne vplive? Vaše vzmeti ne smejo biti zamašene ali meh korodiran. Nenazadnje bodite pozorni na deformacije površin zaradi tlaka ali vročine, saj se bo mehansko tesnilo pod velikim pritiskom dejansko upognilo, poševni profil pa lahko povzroči puščanje.
4. Napake v zasnovi sistema
Potrebujete ustrezno razporeditev tesnil in zadostno hlajenje. Dvojni sistemi imajo zaporne tekočine; pomožni tesnilni lonček mora biti na pravem mestu, s pravilno instrumentacijo in cevmi. Upoštevati morate dolžino ravne cevi pri sesanju – nekateri starejši črpalni sistemi, ki so bili pogosto dobavljeni kot paketni modul, imajo 90-stopinjsko koleno pri sesanju tik preden tok vstopi v uho rotorja. Koleno povzroča turbulenten tok, ki ustvarja nestabilnosti v vrtečem se sklopu. Tudi vse sesalne/izpustne in obvodne cevi morajo biti pravilno zasnovane, še posebej, če so bile nekatere cevi v preteklih letih popravljene.
5. Vse ostalo
Drugi različni dejavniki predstavljajo le približno 8 odstotkov vseh okvar. Na primer, včasih so potrebni pomožni sistemi za zagotavljanje sprejemljivega delovnega okolja za mehansko tesnilo. Pri dvojnih sistemih potrebujete pomožno tekočino, ki deluje kot pregrada, ki preprečuje kontaminacijo ali razlitje procesne tekočine v okolje. Vendar pa bo za večino uporabnikov obravnavanje ene od prvih štirih kategorij zagotovilo potrebno rešitev.
ZAKLJUČEK
Mehanska tesnila so pomemben dejavnik zanesljivosti rotacijske opreme. Odgovorna so za puščanja in okvare sistema, hkrati pa kažejo na težave, ki lahko sčasoma povzročijo resno škodo. Na zanesljivost tesnila močno vplivata zasnova tesnila in delovno okolje.
Čas objave: 26. junij 2023