За да разберете изтичането на центробежна помпа, важно е първо да разберете основната работа на центробежната помпа. Тъй като потокът навлиза през ухото на работното колело на помпата и нагоре по лопатките на работното колело, течността е с по-ниско налягане и ниска скорост. Когато потокът преминава през спиралата, налягането се увеличава и скоростта се увеличава. След това потокът излиза през изпускателния отвор, в който момент налягането е високо, но скоростта се забавя. Потокът, който влиза в помпата, трябва да излезе от нея. Помпата придава напор (или налягане), което означава, че увеличава енергията на помпената течност.
Някои повреди на компоненти на центробежна помпа, като съединител, хидравлични, статични съединения и лагери, ще доведат до повреда на цялата система, но приблизително шестдесет и девет процента от всички повреди на помпата са резултат от неизправност на уплътняващото устройство.
НУЖДАТА ОТ МЕХАНИЧНИ УПЛЪТНЕНИЯ
Механичното уплътнение е устройство, което се използва за контролиране на изтичане между въртящ се вал и пълен с течност или газ съд. Основната му отговорност е да контролира изтичането. Всички уплътнения пропускат - те трябва, за да поддържат течен филм върху цялата повърхност на механичното уплътнение. Изтичането, което излиза от атмосферната страна, е сравнително ниско; изтичането на въглеводород, например, се измерва с VOC метър в части/милиони.
Преди да бъдат разработени механични уплътнения, инженерите обикновено са уплътнявали помпа с механично уплътнение. Механичното опаковане, влакнест материал, обикновено импрегниран със смазка като графит, беше нарязан на секции и натъпкан в това, което се наричаше „уплътнителна кутия“. След това към
задната страна, за да опаковате всичко. Тъй като набивката е в пряк контакт с вала, тя изисква смазване, но все пак ще ограби конските сили.
Обикновено „фенерен пръстен“ позволява да се нанесе вода за промиване върху уплътнението. Тази вода, необходима за смазване и охлаждане на вала, ще изтече или в процеса, или в атмосферата. В зависимост от вашето приложение може да се наложи да:
· насочете водата за промиване далеч от процеса, за да избегнете замърсяване.
· предотвратяване на събирането на промивната вода на пода (свръхразпръскване), което е както грижа на OSHA, така и грижа на домакинството.
· предпазвайте лагерната кутия от промивна вода, която може да замърси маслото и в крайна сметка да доведе до повреда на лагера.
Както при всяка помпа, ще искате да тествате помпата си, за да откриете годишните разходи, необходими за работа. Една опаковъчна помпа може да е достъпна за инсталиране и поддръжка, но ако изчислите колко галона вода консумира на минута или на година, може да се изненадате от цената. Помпата с механично уплътнение може потенциално да ви спести много годишни разходи.
Като се има предвид общата геометрия на механичното уплътнение, навсякъде, където има уплътнение или о-пръстен, възниква потенциална точка на теч:
· Ерозирал, износен или нарязан динамичен о-пръстен (или уплътнение), докато механичното уплътнение се движи.
· Мръсотия или замърсяване между механичните уплътнения.
· Непроектна операция в механичните уплътнения.
ПЕТТЕ ТИПА ПОВРЕДИ НА УПЛЪТНИТЕЛНОТО УСТРОЙСТВО
Ако центробежната помпа показва неконтролиран теч, трябва внимателно да проверите всички потенциални причини, за да определите дали имате нужда от ремонт или нова инсталация.
1. Оперативни повреди
Пренебрегване на точката на най-добра ефективност: Работите ли с помпата в точката на най-добра ефективност (BEP) на крива на производителност? Всяка помпа е проектирана с a
конкретна точка на ефективност. Когато работите с помпата извън този регион, създавате проблеми с потока, които причиняват повреда на системата.
Недостатъчна нетна положителна смукателна височина (NPSH): Ако нямате достатъчна смукателна височина към вашата помпа, въртящият се възел може да стане нестабилен, да причини кавитация и да доведе до повреда на уплътнението.
Работа без натиск: Ако настроите контролния клапан твърде ниско, за да дроселирате помпата, можете да задушите потока. Задушеният поток причинява рециркулация в помпата, която генерира топлина и насърчава повреда на уплътнението.
Работа на сухо и неправилно вентилиране на уплътнението: Вертикалната помпа е най-податлива, тъй като механичното уплътнение е разположено отгоре. Ако имате неправилна вентилация, въздухът може да се задържи около уплътнението и няма да може да евакуира салниковата кутия. Механичното уплътнение скоро ще се повреди, ако помпата продължи да работи в това състояние.
Нисък марж на парата: Това са мигащи течности; горещите въглеводороди ще пламнат, след като бъдат изложени на атмосферни условия. Когато флуидният филм преминава през механичното уплътнение, той може да мига от атмосферната страна и да причини повреда. Тази повреда често се случва при системи за захранване на котли - гореща вода при 250-280ºF мига с падане на налягането през повърхностите на уплътнението.
2. Механични повреди
Неправилното центриране на вала, дисбалансът на съединителя и дисбалансът на работното колело могат да допринесат за повреди на механичното уплътнение. Освен това, след като помпата е инсталирана, ако имате неправилно подравнени тръби, завинтени към нея, ще придадете голямо напрежение на помпата. Също така трябва да избягвате лоша основа: Сигурна ли е основата? Фугира ли правилно? Имате ли меко стъпало? Правилно ли е завинтен? И последно, проверете лагерите. Ако толерансът на лагерите се износи, валовете ще се движат и ще причинят вибрации в помпата.
3. Дефекти на уплътнителния компонент
Имате ли добра трибологична (изследване на триенето) двойка? Избрахте ли правилните комбинации за облицовки? Какво ще кажете за качеството на материала на лицето на уплътнението? Вашите материали подходящи ли са за вашето конкретно приложение? Избрали ли сте подходящите вторични уплътнения, като уплътнения и о-пръстени, които са подготвени за химически и топлинни атаки? Вашите пружини не трябва да са задръстени или маншонът ви да е корозирал. И накрая, внимавайте за изкривяване на лицето от натиск или топлина, тъй като механичното уплътнение под голям натиск всъщност ще се огъне и изкривеният профил може да причини теч.
4. Грешки в дизайна на системата
Имате нужда от подходящо устройство за промиване на уплътнението, заедно с достатъчно охлаждане. Двойните системи имат бариерни течности; спомагателният уплътнителен съд трябва да бъде на правилното място, с правилните инструменти и тръбопроводи. Трябва да вземете под внимание дължината на правата тръба при засмукване – някои по-стари помпени системи, които често идват като опакован плъзгач, включват коляно от 90º при засмукване точно преди потокът да влезе в ухото на работното колело. Коляното предизвиква турбулентен поток, който създава нестабилност във въртящия се възел. Всички смукателни/нагнетателни и байпасни тръбопроводи също трябва да бъдат проектирани правилно, особено ако някои тръби са били ремонтирани в даден момент през годините.
5. Всичко останало
Други различни фактори представляват само около 8 процента от всички повреди. Например, понякога се изискват спомагателни системи, за да осигурят приемлива работна среда за механично уплътнение. За препратка към двойни системи, имате нужда от спомагателна течност, която да действа като бариера, която предотвратява разливането на замърсяване или технологична течност в околната среда. За повечето потребители обаче адресирането към една от първите четири категории ще съдържа решението, от което се нуждаят.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Механичните уплътнения са основен фактор за надеждността на ротационното оборудване. Те са отговорни за течове и повреди на системата, но също така показват проблеми, които в крайна сметка биха причинили сериозни щети по пътя. Надеждността на уплътнението е силно повлияна от дизайна на уплътнението и работната среда.
От Франк Ротело, машинен инженер за Cummins-Wagner Co., Inc.
Време на публикуване: 04 януари 2022 г