Uszczelnienie mechaniczne to precyzyjne urządzenie, które zapobiega wyciekowi płynu z pompy wzdłuż wirującego wału, wykorzystując dwie ultragładkie powierzchnie (jedną obrotową, jedną nieruchomą) dociśnięte do siebie z cienką warstwą smaru między nimi. Wybierzesz niewłaściwy typ i otrzymasz chroniczne wycieki, powtarzające się uszkodzenia i nieplanowane rozbiórki pompy; wybierzesz właściwy i uszczelnienie może działać latami bez zastanowienia.
Każde czołowe uszczelnienie mechaniczne opiera się na tej samej podstawowej parze: powierzchni obrotowej zamocowanej do wału (lub tulei) oraz powierzchni nieruchomej zamocowanej do dławnicy lub komory uszczelnienia pompy. Sprężyny lub miech utrzymują obie zeszlifowane powierzchnie razem z lekką, kontrolowaną siłą. Mikroskopijnie cienka warstwa płynu procesowego tworzy się między powierzchniami i smaruje styk ślizgowy.
Bez tej warstwy powierzchnie pracują na sucho, szybko generują ciepło i mogą w ciągu kilku minut popękać lub zeszklić się. Dlatego brak smarowania powierzchni traktuje się jako najczęstszą przyczynę pierwotną awarii uszczelnień w terenie.
Uszczelnienie wtórne (pierścień O, klin lub miech) szczelni lukę między obrotową powierzchnią a wałem i musi się nieznacznie poruszać w miarę zużywania się powierzchni, co właśnie jest punktem rozbieżności między konstrukcjami typu pusher i non-pusher.
W uszczelnieniu typu pusher sprężyny ciągle przesuwają zespół powierzchni obrotowej do przodu w miarę zużycia powierzchni, a wtórny pierścień O lub klin ślizga się po wale lub tulei, aby nadążać. To ślizgowe uszczelnienie wtórne jest proste i tanie, ale może zaciąć się na porysowanym lub porowatym wale, a ścierne płyny mogą zatykać styczną powierzchnię (problem czasem nazywany hang-up lub fretting).
Uszczelnienie typu non-pusher, czyli z miechem, zastępuje ślizgowe uszczelnienie wtórne metalowym lub elastomerowym miechem, który zgina się jak akordeon, kompensując zużycie powierzchni. Sam miech jest jednocześnie obciążeniem sprężynowym i uszczelnieniem wtórnym, więc nie ma ruchomego elementu stykającego się z wałem. To sprawia, że uszczelnienia z miechem są bardziej tolerancyjne na niedoskonałości wału i zdarzenia pracy na sucho, przy wyższych kosztach jednostkowych.
Uszczelnienie pojedyncze, określane w API 682 jako Układ 1, ma jedno uszczelnienie na wkładce (cartridge) eksponowane bezpośrednio na płyn procesowy, który zapewnia też jego smarowanie i chłodzenie. To najprostsza i najtańsza konfiguracja, odpowiednia dla płynów niegroźnych, nietoksycznych, o rozsądnej smarowności i wystarczającym zapasie powyżej ciśnienia pary, by uniknąć wrzenia przy powierzchniach. Większość usług wodnych, łagodnych chemikaliów i przemysłowych zastosowań pomp pracuje na uszczelnieniach pojedynczych.
Gdy płyn procesowy jest niebezpieczny, toksyczny, ścierny lub słabo smarujący, uszczelnienie pojedyncze nie wystarcza, dlatego dodaje się drugie uszczelnienie. API 682 definiuje dwa układy podwójnych uszczelnień, które są często mylone:
| Układ | Nazwa potoczna | Ciśnienie płynu bariery/buforowego | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|
| Układ 2 | Tandemowe uszczelnienie | Płyn buforowy przy NIŻSZYM ciśnieniu niż komora uszczelnienia | Zapewnienie dodatkowej ochrony; zewnętrzne uszczelnienie stanowi siatkę bezpieczeństwa, jeśli wewnętrzne zawiedzie |
| Układ 3 | Uszczelnienie podwójne (sprężone) | Płyn bariery przy WYŻSZYM ciśnieniu niż komora uszczelnienia | Praca bez emisji dla płynów toksycznych, palnych lub niedostatecznie smarnych; to płyn bariery, a nie procesowy, smaruje oba uszczelnienia |
W prawdziwym uszczelnieniu podwójnym sprężony płyn bariery uniemożliwia też w normalnej pracy przedostanie się płynu procesowego do atmosfery, ponieważ każda ścieżka przecieku prowadzi od płynu bariery o wyższym ciśnieniu do wnętrza. Oba układy można zrealizować „face-to-back”, „back-to-back” lub „face-to-face” w zależności od orientacji dwóch wkładek uszczelnienia.
Uszczelnienie kartridżowe jest dostarczane wstępnie zmontowane na własnej tulei i dławnicy jako jedna jednostka, ze sprężyną skompresowaną i pozycją powierzchni ustawioną fabrycznie. Eliminuje to kłopotliwe pomiary w terenie (kompresja sprężyny, ustawienie położenia powierzchni), które wymagałoby uszczelnienie z komponentów, i usuwa główne źródło błędów montażowych.
Uszczelnienia kartridżowe pozwalają też zespołom utrzymania wymienić kompletną, gotową do pracy jednostkę podczas naprawy, skracając czas przestoju pompy. Z tego powodu większość sprzedawanych dziś uszczelnień pojedynczych, tandemowych i podwójnych do pomp przemysłowych dostarczana jest w formie kartridża.
Dla zespołów śledzących średni czas między awariami urządzeń wirujących, standaryzacja na uszczelnieniach kartridżowych jest jednym z prostszych osiągnięć, obok dobrej praktyki wyrównania osi wału .
Większość awarii uszczelnień mechanicznych da się sprowadzić do niewielkiego zestawu przyczyn pierwotnych, a nie do losowego zużycia powierzchni:
Ponieważ stan uszczelnienia i warunki pracy pompy są ściśle powiązane, wykrycie objawu po stronie zasilającej (rosnące drgania, rozwijająca się usterka łożyska lub ograniczenie ssania) zanim obciąży uszczelnienie zazwyczaj jest tańsze niż wymiana uszczelnienia po jego awarii.
Praktyczny wybór uszczelnienia podąża za płynem, nie za kartą katalogową:
To nic nie zastąpi obserwowania, jak uszczelnienie i pompa faktycznie zachowują się w eksploatacji. Programy utrzymania predykcyjnego , które obserwują jedynie drgania lub temperaturę, mogą nadal przeoczyć powolne przesiąkanie uszczelnienia, aż do zalania komory.
Fabrico odczytuje stan maszyn i OEE bezpośrednio z linii za pomocą widzenia komputerowego, które wykrywa wycieki, kapanie i nietypowe stany pracy, których same czujniki mogą nie zauważyć, i gdy wykryje rozwijającą się utratę, automatycznie kieruje zlecenie pracy do zespołu utrzymania zanim awaria eskaluje.
Platforma jest zbudowana w UE z przechowywaniem danych w UE i posiada certyfikaty ISO 27001, ISO 20000-1 oraz ISO 9001. Zarezerwuj demo Fabrico , aby zobaczyć to na swoich liniach.
Pakowanie polega na sprężonych plecionych pierścieniach wokół wału, które zawsze przeciekają niewielką, kontrolowaną ilość, aby pozostać nasmarowane i chłodne. Uszczelnienie mechaniczne wykorzystuje dwie płaskie, zeszlifowane powierzchnie i zaprojektowane jest tak, aby przeciekać znacznie mniej, chociaż nadal potrzebuje cienkiej warstwy płynu na powierzchniach, aby przetrwać.
Często tak, jeśli komora uszczelnienia i dławnica mogą przyjąć większą wkładkę i można dodać system zasilania płynem bariery, ale zależy to od konkretnych wymiarów komory uszczelnienia danej pompy i to zadanie dla producenta uszczelnień lub doświadczonego regeneratora, aby to potwierdzić.
Płacisz za tuleję, dławnicę i fabrycznie ustawioną kompresję sprężyny jako jedną przetestowaną jednostkę, co eliminuje błędy montażu w terenie i przyspiesza wymiany. W przypadku pomp krytycznych lub trudno dostępnych, zmniejszone ryzyko montażu i krótszy czas przestoju zwykle uzasadniają dodatkowy koszt.
Awarii na wczesnym etapie życia zwykle wynikają z błędów montażowych: nieprawidłowa kompresja sprężyny, powierzchnia zadzierzgnięta lub zanieczyszczona podczas montażu, elastomer niekompatybilny z płynem lub pompa krótko pracująca na sucho czy z zamkniętym tłoczeniem podczas uruchamiania zanim linia płukania została zweryfikowana.
Zaloguj
Blog
