Izzivi, s katerimi se sooča procesna industrija, so se spremenili, čeprav še naprej črpajo tekočine, nekatere nevarne ali strupene. Varnost in zanesljivost sta še vedno na prvem mestu. Vendar operaterji povečajo hitrosti, pritiske, stopnje pretoka in celo resnost lastnosti tekočine (temperatura, koncentracija, viskoznost itd.) med obdelavo številnih šaržnih operacij. Za upravljavce rafinerij nafte, obratov za predelavo plina ter petrokemičnih in kemičnih obratov varnost pomeni nadzorovanje in preprečevanje izgube ali izpostavljenosti črpanim tekočinam. Zanesljivost pomeni črpalke, ki delujejo učinkovito in ekonomično, z manj vzdrževanja.
Pravilno oblikovano mehansko tesnilo zagotavlja upravljavcu črpalke dolgotrajno, varno in zanesljivo delovanje črpalke s preverjeno tehnologijo. Med številnimi kosi vrtljive opreme in množico sestavnih delov so mehanska tesnila dokazano delovala zanesljivo v večini delovnih pogojev.
ČRPALKE IN TESNILA—PRILAGAJO SE
Težko je verjeti, da je minilo že skoraj 30 let od množične promocije tehnologije črpalk brez tesnil v procesno industrijo. Nova tehnologija je bila promovirana kot rešitev za vsa vprašanja in zaznane omejitve mehanskih tesnil. Nekateri so predlagali, da bi ta alternativa v celoti odpravila uporabo mehanskih tesnil.
Vendar pa so kmalu po tej promociji končni uporabniki izvedeli, da lahko mehanska tesnila izpolnjujejo ali presegajo zakonske zahteve glede puščanja in zadrževanja. Poleg tega so proizvajalci črpalk podprli tehnologijo tako, da so zagotovili posodobljene tesnilne komore za zamenjavo starih "polnilnih škatel".
Današnje tesnilne komore so zasnovane posebej za mehanska tesnila, kar omogoča bolj robustno tehnologijo v kartušni platformi, omogoča lažjo namestitev in ustvarja okolje, ki tesnilom omogoča, da delujejo v celoti.
DIZAJNARSKI NAPREDEK
Sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja so novi okoljski predpisi industrijo prisilili, da ni pazila le na zadrževanje in emisije, temveč tudi na zanesljivost opreme. Povprečni srednji čas med popravili (MTBR) za mehanska tesnila v kemični tovarni je bil približno 12 mesecev. Danes je povprečni MTBR 30 mesecev. Trenutno ima naftna industrija, za katero veljajo nekatere najstrožje ravni emisij, povprečno MTBR več kot 60 mesecev.
Mehanska tesnila so ohranila svoj ugled z dokazovanjem sposobnosti izpolnjevanja in celo preseganja zahtev najboljše razpoložljive tehnologije nadzora (BACT). Poleg tega so to storili, medtem ko so ostali ekonomična in energetsko učinkovita tehnologija, ki je na voljo za izpolnjevanje emisijskih in okoljskih predpisov.
Računalniški programi omogočajo modeliranje tesnil in izdelavo prototipov pred proizvodnjo, da se potrdi, kako bodo obvladovala posebne delovne pogoje, preden se namestijo na terenu. Zmogljivosti oblikovanja izdelave tesnil in tehnologija materialov za obraz tesnil so napredovali do te mere, da jih je mogoče razviti za prileganje ena proti ena za uporabo v procesu.
Današnji programi in tehnologija za računalniško modeliranje omogočajo uporabo 3-D pregleda zasnove, analize končnih elementov (FEA), računalniške dinamike tekočin (CFD), analize togih teles in diagnostičnih programov za toplotno slikanje, ki v preteklosti niso bili na voljo ali so bili predragi za pogosto uporabo s prejšnjim 2-D risanjem. Ta napredek v tehnikah modeliranja je prispeval k zanesljivosti zasnove mehanskih tesnil.
Ti programi in tehnologije so pripeljali do oblikovanja standardnih kartušnih tesnil z veliko bolj robustnimi komponentami. Te so vključevale odstranitev vzmeti in dinamičnih O-obročev iz procesne tekočine, zaradi česar je tehnologija fleksibilnega statorja postala izbrana oblika.
MOŽNOST TESTIRANJA DIZAJNA PO MERI
Uvedba standardnih kartušnih tesnil je bistveno pripomogla k večji zanesljivosti tesnilnega sistema zaradi njihove robustnosti in enostavne vgradnje. Ta robustnost omogoča širok razpon pogojev uporabe z zanesljivim delovanjem.
Poleg tega sta hitrejša zasnova in izdelava tesnilnih sistemov, oblikovanih po meri, omogočila "fino nastavitev" za različne zahteve delovanja črpalke. Prilagoditev je mogoče uvesti s spremembami v samem tesnilu ali, še lažje, s pomožnimi sistemskimi komponentami, kot je načrt napeljave. Sposobnost nadzora tesnilnega okolja v različnih delovnih pogojih s pomočjo podpornega sistema ali načrtov cevi je najpomembnejša za delovanje in zanesljivost tesnila.
Prišlo je tudi do naravnega napredka, ki je bil več črpalk zasnovanih po meri z ustreznim prilagojenim mehanskim tesnilom. Danes je mehansko tesnilo mogoče hitro oblikovati in preizkusiti za vse vrste procesnih pogojev ali značilnosti črpalke. Tesnilne ploskve, dimenzijske parametre tesnilne komore in način prileganja tesnila v tesnilno komoro je mogoče oblikovati in izdelati po meri za široko paleto aplikacij. Posodobitev standardov, kot je standard 682 Ameriškega inštituta za nafto (API), je prav tako spodbudila večjo zanesljivost tesnil z zahtevami, ki potrjujejo zasnovo tesnil, materiale in funkcionalnost.
PRILAGAJANJE PO MERI
Industrija tjulnjev se vsak dan spopada s trženjem tehnologije tjulnjev. Preveč kupcev misli, da je "pečat je pečat." Standardne črpalke lahko pogosto uporabljajo isto osnovno tesnilo. Vendar pa se pri namestitvi in uporabi v specifičnih procesnih pogojih v tesnilnem sistemu pogosto izvaja določena vrsta prilagajanja, da se doseže zahtevana zanesljivost v tem specifičnem nizu delovnih pogojev in kemičnega procesa.
Tudi z enako standardno zasnovo kartuše obstaja širok razpon možnosti prilagajanja od izbire komponent materiala do uporabljenega načrta cevi. Smernice pri izbiri komponent tesnilnega sistema s strani proizvajalca tesnil so ključnega pomena za doseganje potrebne ravni zmogljivosti in splošne zanesljivosti. Ta vrsta prilagoditve lahko mehanskim tesnilom omogoči podaljšanje običajne uporabe na 30 do 60 mesecev MTBR namesto na 24 mesecev.
S tem pristopom je lahko končnim uporabnikom zagotovljeno, da prejmejo tesnilni sistem, ki je zasnovan za njihovo specifično uporabo, obliko in funkcijo. Zmogljivost zagotavlja končnemu uporabniku potrebno znanje o delovanju črpalke, preden jo namesti. Ni potrebno ugibati o tem, kako črpalka deluje ali ali zmore aplikacijo.
ZANESLJIV DIZAJN
Čeprav večina operaterjev procesov opravlja enake funkcije, aplikacije niso enake. Procesi potekajo pri različnih hitrostih, različnih temperaturah in različnih viskoznostih, z različnimi operativnimi postopki in različnimi konfiguracijami črpalk.
Skozi leta je industrija mehanskih tesnil uvedla pomembne inovacije, ki so zmanjšale občutljivost tesnil na različne delovne pogoje in vodile k povečanju zanesljivosti. To pomeni, da če končnemu uporabniku primanjkuje merilnih instrumentov za zagotavljanje opozoril glede vibracij, temperature, ležajev in obremenitev motorja, bodo današnja tesnila v večini primerov še vedno opravljala svoje primarne funkcije.
ZAKLJUČEK
Z inženiringom zanesljivosti, izboljšavami materialov, računalniško podprtim načrtovanjem in naprednimi tehnikami izdelave mehanska tesnila še naprej dokazujejo svojo vrednost in zanesljivost. Kljub spreminjajočim se emisijam in nadzoru zadrževanja ter varnostnim omejitvam in omejitvam izpostavljenosti so tesnila ostala pred zahtevnimi zahtevami. Zato so mehanska tesnila še vedno prednostna izbira v procesni industriji.
Čas objave: 30. junij 2022