Механичното уплътнение е прецизно устройство, което спира изтичането на течност от помпа по въртящия се вал, използвайки две ултра-гладки повърхности (една въртяща се, една неподвижна), притиснати една към друга с тънък смазващ филм между тях.
Ако изберете грешния тип, ще имате хронични течове, повтарящи се повреди и непланирани разглобявания на помпата; ако изберете правилния, уплътнението може да работи години наред без втора мисъл.
Как всъщност работи механичното уплътнение Всяко аксиално (end-face) механично уплътнение разчита на една и съща основна двойка: въртяща се повърхност, закрепена за вала (или ръкава), и неподвижна повърхност, закрепена към гландата на помпата или към камерата на уплътнението. Пружини или гофрирана мембрана държат двете шлифовани повърхности притиснати с лека, контролирана сила.
Микроскопично тънък слой от работната течност се образува между повърхностите и смазва контактното триене. Без този филм повърхностите работят на сухо, генерират топлина бързо и могат да пукнат или да се глазурират в рамките на минути. Затова липсата на смазване на повърхностите се счита за най-честата основна причина за повреди на уплътненията на практика.
Вторичното уплътнение (О-пръстен, клин или гофрирана мембрана) уплътнява пролуката между въртящата се повърхност и вала и трябва да се движи леко, докато първичните повърхности се износват, точно тук се различават конструкциите тип „пушър“ и „без пушър“.
Пушър уплътнения срещу уплътнения без пушър (гофрирани) При пушър уплътнение пружините непрекъснато притискат сборката на въртящата се повърхност напред, докато повърхностите се износват, и вторичното уплътнение, О-пръстен или клин, се плъзга по вала или ръкава, за да поддържа контакт.
Това плъзгащо се вторично уплътнение е просто и евтино, но може да заклинва върху надраскан или с каверни вал, а абразивни течности могат да се запълнят в плъзгащия интерфейс (проблем, наричан понякога заклиняване или фретиране).
Уплътнение без пушър, или гофрирано уплътнение (bellows), заменя плъзгащото се вторично уплътнение с метална или еластомерна гофрирана мембрана, която се огъва като акордеон, за да компенсира износа на повърхностите. Самата мембрана изпълнява и ролята на пружинен товар, и на вторично уплътнение, така че няма подвижен елемент в контакт с вала.
Това прави гофрираните уплътнения по-толерантни към несъвършенства на вала и до смущения при сух ход, но с по-висока единична цена. - Пушър уплътнение: плъзгащо се еластомерно вторично уплътнение, по-ниска цена, чувствително към състоянието на повърхността на вала/ръкава и към течности, които кристализират или коксуват.
- Уплътнение без пушър (гофрирано): огъваща се метална или еластомерна гофрирана мембрана, без динамично вторично уплътнение, по-подходящо за горещи или замърсени среди, с по-висока цена. Единични уплътнения Единичното уплътнение, обозначено в API 682 като Схема 1, има едно уплътнение на касета, изложено директно на работната течност, която също осигурява неговото смазване и охлаждане.
Това е най-простата и най-евтината конфигурация и е подходяща за нетоксични и неопасни течности, които имат разумна смазочност и достатъчен запас над своята парна наляга, за да се избегне изпаряване (flashing) на повърхностите. Повечето водни, слабо химически и общопромишлени помпени приложения работят с единични уплътнения.
Двойни и тандемни уплътнения Когато работната течност е опасна, токсична, абразивна или с лоши смазочни свойства, единичното уплътнение не е достатъчно и се добавя второ уплътнение. API 682 дефинира две двоични схеми на уплътнения, които често се бъркат: - Схема 2, Тандемно уплътнение: буферна течност при ПО-НИСКО налягане от налягането в камерата на уплътнението.
Използва се за резервно задържане; външното уплътнение служи като мрежа за безопасност, ако вътрешното се повреди. - Схема 3, Двойно (пресуризирано двойно) уплътнение: бариерната течност при ПО-ВИСОКО налягане от налягането в камерата на уплътнението.
Подходящо за експлоатация с нулеви емисии при токсични, запалими или немазни течности; бариерната течност, а не работната течност, смазва и двете уплътнения. При истинско двойно уплътнение пресуризираната бариерна течност също така прави невъзможно изтичането на работна течност в атмосферата при нормална работа, тъй като всякакъв път на изтичане е от по-високото налягане на бариерата навътре.
И двете схеми могат да бъдат построени лице-към-зад, зад-към-зад или лице-към-лице в зависимост от ориентацията на двете касети на уплътненията. Картриджни уплътнения Картриджното уплътнение се доставя предварително сглобено върху собствен ръкав и гланда като една единица, като компресията на пружината и положението на повърхностите са вече зададени на завода.
Това елиминира дребните полеви измервания (компресия на пружината, настройка лице-до-рамо), които изисква компонентното уплътнение, и премахва основен източник на инсталационни грешки. Картриджните уплътнения също позволяват на екипите за поддръжка да сменят цяла, готова за работа единица по време на ремонт, намалявайки времето, през което помпата е извън експлоатация.
По тази причина повечето единични, тандемни и двойни уплътнения, продавани днес за промишлени помпи, се доставят в картриджна форма. За екипи, които проследяват средно време между повреди на въртящо се оборудване, стандартизирането върху картриджни уплътнения е едно от по-простите постижения, наред с добрата практика за подравняване на вала.
Чести причини за повреди Повечето повреди на механични уплътнения могат да се проследят до няколко основни причини, а не до произволно износване на повърхностите: - Работа на сухо или загуба на смазващия филм, вследствие на помпа с блокирано изпускане (dead-headed)
загубен промивен поток (flush), или проблем от всмукателната страна като кавитация или недостатъчен нетен положителен всмукателен напор (NPSH), които изпаряват филма и оставят повърхностите да работят на сухо. - Несъосност на вала или прекомерна вибрация, които натоварват повърхностите неравномерно и ускоряват износването от едната страна на уплътнението.
- Неподходящ еластомер или материал на повърхностите за дадената течност, което причинява набъбване на вторичното уплътнение, химическа атака или бърза ерозия на повърхностите при абразивни или среди с високо съдържание на твърди частици. - Неправилна инсталация, включително неправилна компресия на пружините, повредени О-пръстени или повърхности замърсени с мръсотия или отпечатъци при монтаж.
- Експлоатационни смущения като пикове на налягането, термичен шок при стартиране или запушен промивен тръбопровод, който лишава повърхностите от охлаждащ поток.
Тъй като състоянието на уплътнението и работата на помпата са тясно свързани, откриването на симптома по-нататък в потока (нарастваща вибрация, развиваща се повреда на лагерите или ограничение във всмукването) преди той да стресира уплътнението обикновено е по-евтино от подмяната на уплътнението след като то се предаде.
Основи при избора Практичен избор на уплътнение следва характеристиките на течността, а не каталожната страница: - Материали на повърхностите: въглерод срещу реакционно-свързан силициев карбид или керамика е подходящо за чисти, нискотемпературни течности с неутрално pH. Въглерод срещу волфрамов карбид понася по-високо налягане и предлага по-добра ударна устойчивост.
Двойни твърди повърхности (силициев карбид срещу силициев карбид или волфрамов карбид срещу волфрамов карбид) се използват при абразивни, с високо съдържание на твърди частици или при високи температури условия, където въглеродът би ерозирал твърде бързо.
- Еластомери: съчетайте материала на вторичното уплътнение със самата течност и с химикалите за почистване или парата, които преминават по линията; набъбнал или деградирал О-пръстен проваля уплътнението, дори ако повърхностите са наред.
- Запас за налягане и температура: поддържайте течността с достатъчен запас под нейната парна наляга при температурата в камерата на уплътнението, за да избегнете изпаряване на повърхностите.
- Клас на опасност на течността: запалими, токсични или екологично регулирани течности обикновено насочват решението към двойно (пресуризирано) уплътнение вместо единично, независимо колко добре би работило единичното уплътнение механично. Никое от това не заменя наблюдението как уплътнението и помпата всъщност се държат в експлоатация.
Програми за предиктивна поддръжка, които следят само вибрация или температура, могат да пропуснат бавно просмукване на уплътнението, докато то не се превърне в наводняване на камерата.
Fabrico чете състоянието на машината и OEE директно от линията с компютърно зрение, което улавя изтичания, капещи течове и необичайни режими на работа, които самите сензори пропускат, и когато открие развиваща се загуба, автоматично насочва работна поръчка към екипа за поддръжка преди повредата да ескалира.
Платформата е изградена в ЕС с локализация на данните в ЕС и е сертифицирана по ISO 27001, ISO 20000-1 и ISO 9001. Запазете демонстрация на Fabrico, за да я видите на вашите линии. Често задавани въпроси Каква е разликата между механично уплътнение и набивка?
Набивката разчита на компресирани сплетени пръстени около вала, които винаги пропускат малко, контролирано количество, за да останат смазани и охладени. Механичното уплътнение използва две плоски шлифовани повърхности и е проектирано да пропуска много по-малко, въпреки че все още се нуждае от тънък филм от течност по повърхностите, за да оцелее.
Може ли единично уплътнение да бъде преобразувано в двойно на същата помпа?
Често да, ако камерата на уплътнението и гландата могат да поберат по-голяма касета и ако може да се добави система за подаване на бариерна течност, но това зависи от размерите на камерата на конкретната помпа и е задача, която трябва да потвърди производителят на уплътненията или опитен възстановител.
Защо картриджните уплътнения струват повече от компонентните уплътнения за една и съща задача? Плащате за ръкава, гландата и фабрично зададената компресия на пружината като една предварително тествана сборка, което премахва грешките при полевия монтаж и ускорява смяната. При критични или трудно достъпни помпи намаленият риск при инсталиране и престой обикновено оправдава допълнителните разходи.
Какво причинява „ново“ уплътнение да се повреди в рамките на дни след инсталация?
Ранните повреди обикновено са свързани с монтажа: неправилна компресия на пружината, повърхност надраскана или замърсена при монтажа, еластомер несъвместим с течността, или помпата е била пусната на сухо или с блокирано изпускане за кратко по време на въвеждане в експлоатация преди промивният (flush) тръбопровод да бъде проверен.
Вход
Блог
