For at forstå centrifugalpumpens lækage er det vigtigt først at forstå den grundlæggende drift af en centrifugalpumpe.Når strømmen kommer ind gennem pumpens pumpehjulsøje og op ad pumpehjulsvingerne, har væsken et lavere tryk og lav hastighed.Når strømmen passerer gennem spiralen, stiger trykket, og hastigheden stiger.Strømmen går derefter ud gennem udledningen, hvor trykket er højt, men hastigheden aftager.Det flow, der går ind i pumpen, skal ud af pumpen.Pumpen giver løftehøjde (eller tryk), hvilket betyder, at den øger pumpevæskens energi.
Visse komponentfejl i en centrifugalpumpe, såsom kobling, hydrauliske, statiske led og lejer, vil få hele systemet til at svigte, men cirka 69 procent af alle pumpesvigt skyldes, at tætningsanordningen ikke fungerer korrekt.
BEHOV FOR MEKANISKE TÆTNINGER
En mekanisk tætning er en anordning, der bruges til at kontrollere lækage mellem en roterende aksel og en væske- eller gasfyldt beholder.Dens hovedansvar er at kontrollere lækage.Alle tætninger lækker - det skal de for at bevare en flydende film over hele den mekaniske tætningsflade.Lækagen, der kommer ud fra den atmosfæriske side, er ret lav;lækagen i en kulbrinte måles f.eks. af en VOC-måler i dele/millioner.
Før mekaniske tætninger blev udviklet, forseglede ingeniører typisk en pumpe med mekanisk pakning.Mekanisk pakning, et fibrøst materiale, der normalt er imprægneret med et smøremiddel såsom grafit, blev skåret i sektioner og stoppet ned i det, der blev kaldt en "pakkasse".En pakningskirtel blev derefter tilføjet til
bagsiden for at pakke alt ned.Da pakningen er i direkte kontakt med akslen, kræver den smøring, men vil stadig røve hestekræfter.
Normalt tillader en "lanternering" at påføre skyllevand på pakningen.Det vand, der er nødvendigt for at smøre og afkøle akslen, vil lække enten ind i processen eller ud i atmosfæren.Afhængigt af din ansøgning skal du muligvis:
· led skyllevandet væk fra processen for at undgå kontaminering.
· forhindre, at skyllevandet samler sig på gulvet (overspray), hvilket er både et OSHA-problem og et husholdningsproblem.
· Beskyt lejeboksen mod skyllevand, som kan forurene olien og i sidste ende føre til lejefejl.
Som med enhver pumpe vil du gerne teste din pumpe for at finde ud af de årlige omkostninger, den kræver at køre.En pakkepumpe kan være overkommelig at installere og vedligeholde, men hvis du beregner, hvor mange liter vand den bruger i minuttet eller om året, kan du blive overrasket over prisen.En pumpe med mekanisk tætning kan potentielt spare dig for mange årlige omkostninger.
I betragtning af den generelle geometri af en mekanisk tætning, hvor som helst, hvor der er en pakning eller en o-ring, opstår der et potentielt lækagepunkt:
· En eroderet, slidt eller rillet dynamisk o-ring (eller pakning), når den mekaniske tætning bevæger sig.
· Snavs eller snavs mellem de mekaniske tætninger.
· En off-design operation inden for de mekaniske tætninger.
DE FEM TYPER AF FORSEGLINGSENHEDER FEJL
Hvis centrifugalpumpen udviser en ukontrolleret lækage, skal du grundigt kontrollere alle potentielle årsager for at afgøre, om du har brug for reparation eller en ny installation.
1. Driftsfejl
Forsømmelse af det bedste effektivitetspunkt: Betjener du pumpen ved det bedste effektivitetspunkt (BEP) på en ydeevnekurve?Hver pumpe er designet med en
specifikt effektivitetspunkt.Når du betjener pumpen uden for dette område, skaber du problemer med flowet, der får systemet til at svigte.
Utilstrækkeligt netto positivt sugehoved (NPSH): Hvis du ikke har nok sugehoved til din pumpe, kan den roterende enhed blive ustabil, forårsage kavitation og resultere i en tætningsfejl.
Betjening uden hoved: Hvis du indstiller kontrolventilen for lavt til at drosle pumpen, kan du choke flowet.Tilstoppet flow forårsager recirkulation i pumpen, hvilket genererer varme og fremmer tætningsfejl.
Tørløb og forkert udluftning af tætning: En lodret pumpe er den mest modtagelige, da den mekaniske tætning er placeret ovenpå.Hvis du har forkert udluftning, kan luft blive fanget omkring tætningen og vil ikke være i stand til at evakuere pakdåsen.Den mekaniske tætning vil snart svigte, hvis pumpen fortsætter med at køre i denne tilstand.
Lav dampmargin: Disse er blinkende væsker;varme kulbrinter vil blinke, når de er udsat for atmosfæriske forhold.Når væskefilmen passerer hen over den mekaniske tætning, kan den blinke på den atmosfæriske side og forårsage en fejl.Denne fejl opstår ofte med kedelfødesystemer - varmt vand ved 250-280ºF blinker med trykfaldet over tætningsfladerne.
2. Mekaniske fejl
Akselforskydning, koblingsubalance og impellerubalance kan alle bidrage til mekaniske tætningsfejl.Desuden, efter at pumpen er installeret, hvis du har forkert justerede rør boltet til den, vil du påføre pumpen en masse belastning.Du skal også undgå en dårlig base: Er basen sikker?Er det fuget ordentligt?Har du en blød fod?Er den boltet rigtigt?Og til sidst, tjek lejerne.Hvis lejernes tolerance bliver tyndere, vil akslerne bevæge sig og forårsage vibrationer i pumpen.
3. Forseglingskomponentfejl
Har du et godt tribologisk (studiet af friktion) par?Har du valgt de rigtige sidekombinationer?Hvad med kvaliteten af tætningsfladematerialet?Er dine materialer passende til din specifikke anvendelse?Har du valgt de rigtige sekundære tætninger, såsom pakninger og o-ringe, der er forberedt til kemiske og varmeangreb?Dine fjedre må ikke være tilstoppede eller din bælge korroderet.Hold endelig øje med ansigtsforvrængninger fra tryk eller varme, da en mekanisk tætning under stort tryk faktisk vil bøje, og den skæve profil kan forårsage en lækage.
4. Systemdesignfejl
Du har brug for et ordentligt tætningsskyllearrangement sammen med tilstrækkelig køling.Dobbeltsystemer har barrierevæsker;den ekstra tætningsbeholder skal være på den rigtige placering med den korrekte instrumentering og rørføring.Du skal tage længden af det lige rør ved sugning i betragtning – nogle ældre pumpesystemer, der ofte kom som en pakket medbringer, inkluderer en 90º albue ved sugning lige før flowet kommer ind i pumpehjulsøjet.Albuen forårsager en turbulent strømning, der skaber ustabilitet i den roterende enhed.Alle suge-/udløbs- og bypass-rør skal også konstrueres korrekt, især hvis nogle rør er blevet repareret på et tidspunkt gennem årene.
5. Alt andet
Andre forskellige faktorer tegner sig kun for omkring 8 procent af alle fejl.For eksempel kræves der nogle gange hjælpesystemer for at tilvejebringe et acceptabelt driftsmiljø for en mekanisk tætning.Til reference til dobbeltsystemer skal du bruge en hjælpevæske til at fungere som en barriere, der forhindrer forurening eller procesvæske i at spilde ud i miljøet.Men for de fleste brugere vil en af de første fire kategorier have den løsning, de har brug for.
KONKLUSION
Mekaniske tætninger er en vigtig faktor i roterende udstyrs pålidelighed.De er ansvarlige for lækager og fejl i systemet, men de indikerer også problemer, der i sidste ende ville forårsage alvorlig skade på vejen.Tætningens pålidelighed påvirkes i høj grad af tætningsdesignet og driftsmiljøet.
Af Frank Rotello, maskiningeniør for Cummins-Wagner Co., Inc.
Indlægstid: Jan-04-2022