Aby sme pochopili únik odstredivého čerpadla, je dôležité najprv pochopiť základnú činnosť odstredivého čerpadla. Keď prúdenie vstupuje cez otvor obežného kolesa čerpadla a hore po lopatkách obežného kolesa, kvapalina má nižší tlak a nízku rýchlosť. Keď prúdenie prechádza špirálou, tlak sa zvyšuje a rýchlosť sa zvyšuje. Prúdenie potom vystupuje cez výtlačný otvor, kde je tlak vysoký, ale rýchlosť sa spomaľuje. Prúdenie, ktoré vstupuje do čerpadla, musí z čerpadla vyjsť. Čerpadlo dodáva čerpanej kvapaline dopravný tlak, čo znamená, že zvyšuje energiu čerpanej kvapaliny.
Poruchy niektorých komponentov odstredivého čerpadla, ako sú spojky, hydraulické spoje, statické spoje a ložiská, spôsobia zlyhanie celého systému, ale približne šesťdesiatdeväť percent všetkých porúch čerpadiel je spôsobených poruchou tesniaceho zariadenia.
POTREBA MECHANICKÝCH UPCHÁVOK
Mechanické tesnenieje zariadenie, ktoré sa používa na kontrolu úniku medzi rotujúcim hriadeľom a nádobou naplnenou kvapalinou alebo plynom. Jeho hlavnou úlohou je kontrola úniku. Všetky tesnenia presakujú – musia presakovať, aby si udržali fluidný film na celej ploche mechanického tesnenia. Únik, ktorý vychádza z atmosférickej strany, je pomerne nízky; napríklad únik v uhľovodíkoch sa meria VOC metrom v častiach/milión.
Predtým, ako boli vyvinuté mechanické upchávky, inžinieri zvyčajne utesňovali čerpadlo mechanickým tesnením. Mechanické tesnenie, vláknitý materiál zvyčajne impregnovaný mazivom, ako je grafit, sa rozrezalo na časti a naplnilo sa do takzvanej „upchávky“. Na zadnú stranu sa potom pridala upchávka, ktorá všetko utesnila. Keďže tesnenie je v priamom kontakte s hriadeľom, vyžaduje mazanie, ale stále uberá výkon.
„Lampýrový krúžok“ zvyčajne umožňuje aplikovať preplachovaciu vodu na tesnenie. Táto voda, potrebná na mazanie a chladenie hriadeľa, uniká buď do procesu, alebo do atmosféry. V závislosti od vašej aplikácie možno budete musieť:
- Preplachovaciu vodu odvádzajte mimo procesu, aby ste predišli kontaminácii.
- zabrániť hromadeniu splachovacej vody na podlahe (prestrekovanie), čo je problémom pre OSHA aj pre upratovanie.
- chráňte ložiskovú skriňu pred preplachovacou vodou, ktorá môže kontaminovať olej a nakoniec viesť k poruche ložiska.
Rovnako ako pri každom čerpadle, aj toto budete chcieť otestovať, aby ste zistili ročné náklady na jeho prevádzku. Inštalácia a údržba tesniaceho čerpadla môže byť cenovo dostupná, ale ak si vypočítate, koľko galónov vody spotrebuje za minútu alebo za rok, môžete byť prekvapení nákladmi. Mechanické tesniace čerpadlo vám môže potenciálne ušetriť veľa ročných nákladov.
Vzhľadom na všeobecnú geometriu mechanického tesnenia, kdekoľvek sa nachádza tesnenie alebo O-krúžok, vzniká potenciálny bod úniku:
- Erodovaný, opotrebovaný alebo prasknutý dynamický O-krúžok (alebo tesnenie) pri pohybe mechanického tesnenia.
- Nečistoty alebo kontaminácia medzi mechanickými upchávkami.
- Nevhodná prevádzka v rámci mechanických upchávok.
PÄŤ TYPOV PORUCH UZÁVEROVÝCH ZARIADENIE
Ak odstredivé čerpadlo vykazuje nekontrolovaný únik, musíte dôkladne skontrolovať všetky možné príčiny, aby ste zistili, či je potrebná oprava alebo nová inštalácia.
1. Prevádzkové poruchy
Zanedbanie bodu najlepšej účinnosti: Prevádzkujete čerpadlo v bode najlepšej účinnosti (BEP) na výkonnostnej krivke? Každé čerpadlo je navrhnuté so špecifickým bodom účinnosti. Keď prevádzkujete čerpadlo mimo tejto oblasti, vytvárate problémy s prietokom, ktoré spôsobujú zlyhanie systému.
Nedostatočná čistá kladná sacia výška (NPSH): Ak nemáte dostatočnú saciu výšku čerpadla, rotačná zostava sa môže stať nestabilnou, spôsobiť kavitáciu a viesť k poruche tesnenia.
Prevádzka s mŕtvou hlavou:Ak nastavíte regulačný ventil príliš nízko na škrtenie čerpadla, môžete zablokovať prietok. Zablokovaný prietok spôsobuje recirkuláciu v čerpadle, ktorá generuje teplo a podporuje poruchu tesnenia.
Chod nasucho a nesprávne odvzdušnenie tesnenia: Vertikálne čerpadlo je najnáchylnejšie, pretože mechanické tesnenie je umiestnené navrchu. Ak je odvzdušnenie nesprávne, vzduch sa môže zachytiť okolo tesnenia a nebude schopný vyprázdniť upchávku. Ak bude čerpadlo naďalej bežať v tomto stave, mechanické tesnenie čoskoro zlyhá.
Nízka parná rezerva:Ide o blikajúce kvapaliny; horúce uhľovodíky po vystavení atmosférickým podmienkam vzplanú. Keď film kvapaliny prechádza cez mechanické tesnenie, môže na atmosférickej strane vzplanúť a spôsobiť poruchu. K tejto poruche často dochádza v systémoch napájania kotlov – horúca voda s teplotou 120 – 135 °C vzplanie pri poklese tlaku na tesniacich plochách.
2. Mechanické poruchy
Nesúososť hriadeľa, nevyváženosť spojky a nevyváženosť obežného kolesa môžu prispieť k poruchám mechanického tesnenia. Okrem toho, ak sú po inštalácii čerpadla priskrutkované nesprávne zarovnané potrubia, budete na čerpadlo vyvíjať veľké zaťaženie. Musíte sa tiež vyhnúť zlému základu: Je základňa bezpečná? Je správne zaliata injektážnou maltou? Máte mäkkú pätku? Je správne priskrutkovaná? A nakoniec skontrolujte ložiská. Ak sa tolerancia ložísk zmenší, hriadele sa budú pohybovať a spôsobovať vibrácie v čerpadle.
3. Poruchy tesniacich komponentov
Máte dobrý tribologický (štúdia trenia) pár? Zvolili ste správne kombinácie čelných plôch? A čo kvalita materiálu tesniacej plochy? Sú vaše materiály vhodné pre vašu konkrétnu aplikáciu? Zvolili ste správne sekundárne tesnenia, ako sú tesnenia a O-krúžky, ktoré sú pripravené na chemické a tepelné pôsobenie? Vaše pružiny by nemali byť upchaté ani vlnovec skorodovaný. Nakoniec dávajte pozor na deformácie čelných plôch v dôsledku tlaku alebo tepla, pretože mechanické tesnenie sa pod veľkým tlakom skutočne ohne a skosený profil môže spôsobiť netesnosť.
4. Chyby v návrhu systému
Potrebujete správne usporiadanie preplachovania tesnenia spolu s dostatočným chladením. Duálne systémy majú bariérové kvapaliny; pomocná tesniaca nádoba musí byť na správnom mieste so správnym vybavením a potrubím. Musíte zohľadniť dĺžku rovného potrubia na sacom mieste – niektoré staršie čerpacie systémy, ktoré sa často dodávali ako zabalené lyžiny, majú na sacom mieste tesne predtým, ako prúd vstúpi do obežného kolesa, 90° koleno. Koleno spôsobuje turbulentné prúdenie, ktoré vytvára nestabilitu v rotujúcej zostave. Všetky sacie/výtlačné a obtokové potrubia musia byť tiež správne navrhnuté, najmä ak boli niektoré potrubia v priebehu rokov opravené.
5. Všetko ostatné
Iné rôzne faktory predstavujú iba približne 8 percent všetkých porúch. Napríklad, niekedy sú potrebné pomocné systémy na zabezpečenie prijateľného prevádzkového prostredia pre mechanické tesnenie. V prípade duálnych systémov potrebujete pomocnú kvapalinu, ktorá pôsobí ako bariéra zabraňujúca kontaminácii alebo úniku procesnej kvapaliny do prostredia. Pre väčšinu používateľov však riešenie, ktoré potrebujú, bude zahŕňať riešenie jednej z prvých štyroch kategórií.
ZÁVER
Mechanické upchávky sú hlavným faktorom spoľahlivosti rotačných zariadení. Sú zodpovedné za netesnosti a poruchy systému, ale tiež signalizujú problémy, ktoré by v budúcnosti mohli spôsobiť vážne škody. Spoľahlivosť upchávok je výrazne ovplyvnená konštrukciou upchávok a prevádzkovým prostredím.
Čas uverejnenia: 26. júna 2023