Da bi razumeli puščanje centrifugalne črpalke, je pomembno najprej razumeti osnovno delovanje centrifugalne črpalke.Ko tok vstopa skozi oko rotorja črpalke in navzgor po lopaticah rotorja, je tekočina pod nižjim tlakom in nizko hitrostjo.Ko tok teče skozi spiralo, se poveča tlak in poveča hitrost.Tok nato izstopi skozi izpust, pri čemer je tlak visok, vendar se hitrost upočasni.Pretok, ki gre v črpalko, mora iz črpalke.Črpalka daje višino (ali tlak), kar pomeni, da poveča energijo črpalne tekočine.
Nekatere okvare komponent centrifugalne črpalke, kot so sklopka, hidravlični, statični sklepi in ležaji, bodo celoten sistem ne uspeli, vendar približno šestdeset devet odstotkov vseh napak črpalke je posledica nepravilnosti tesnilne naprave.
Potreba po mehanskih tesnilih
Mehansko tesnilo je naprava, ki se uporablja za nadzor puščanja med vrtečo se gred in posodico, napolnjeno s tekočino ali plinom.Njegova glavna naloga je nadzorovati uhajanje.Vsa tesnila puščajo – morajo, da ohranijo film tekočine po celotni površini mehanskega tesnila.Puščanje, ki pride ven na atmosfersko stran, je precej nizko;puščanje v ogljikovodiku se na primer meri z merilnikom VOC v delih/milijon.
Preden so razvili mehanska tesnila, so inženirji črpalko običajno zatesnili z mehanskim tesnilom.Mehansko pakiranje, vlaknast material, ki je običajno impregniran z mazivo, kot je grafit, je bil razrezan na odseke in nadeval tako imenovano "škatlo za polnjenje".Nato je bila dodana embalaža
nazaj, da bi vse spakirali.Ker je tesnilo v neposrednem stiku z gredjo, potrebuje mazanje, vendar bo še vedno kralo konjske moči.
Običajno "lanternasti obroč" omogoča nanos vode za izpiranje na tesnilo.Ta voda, potrebna za mazanje in hlajenje gredi, bo uhajala v proces ali v ozračje.Odvisno od vaše aplikacije boste morda morali:
· vodo za izpiranje usmerite stran od procesa, da preprečite kontaminacijo.
· preprečite, da bi se voda za splakovanje zbirala na tleh (prekomerno pršenje), kar je skrb OSHA in skrb gospodinjstva.
· ležajno ohišje zaščitite pred vodo za izpiranje, ki lahko onesnaži olje in sčasoma povzroči okvaro ležaja.
Kot pri vsaki črpalki boste tudi vi želeli preizkusiti svojo črpalko, da ugotovite letne stroške, ki jih potrebuje za delovanje.Pakiranje črpalke je morda cenovno dostopna za namestitev in vzdrževanje, če pa izračunate, koliko litrov vode porabi na minuto ali na leto, vas bodo morda presenetili stroški.Črpalka z mehanskim tesnilom bi vam lahko prihranila veliko letnih stroškov.
Glede na splošno geometrijo mehanskega tesnila, povsod, kjer je tesnilo ali o-tesnilo, pride do potencialne točke puščanja:
· Erodiran, obrabljen ali razrezan dinamični o-tesnilo (ali tesnilo) med premikanjem mehanskega tesnila.
· Umazanija ali kontaminacija med mehanskimi tesnili.
· Nenačrtovano delovanje znotraj mehanskih tesnil.
Pet vrst okvar tesnilnih naprav
Če centrifugalna črpalka kaže nenadzorovano puščanje, morate temeljito preveriti vse možne vzroke, da ugotovite, ali potrebujete popravilo ali novo namestitev.
1. Operativne napake
Zanemarjanje točke najboljše učinkovitosti: Ali črpalko upravljate na točki najboljše učinkovitosti (BEP) na krivulji delovanja?Vsaka črpalka je zasnovana z a
določena točka učinkovitosti.Ko črpalko uporabljate zunaj tega območja, povzročite težave s pretokom, ki povzročijo odpoved sistema.
Premalo neto pozitivne sesalne glave (NPSH): Če nimate dovolj sesalne glave do svoje črpalke, lahko vrteči sklop postane nestabilna, povzroči kavitacija in povzroči okvaro tesnila.
Delovanje brez napetosti: Če krmilni ventil nastavite prenizko za dušitev črpalke, lahko zadušite pretok.Zamašen pretok povzroči recirkulacijo znotraj črpalke, ki ustvarja toploto in spodbuja okvaro tesnila.
Suho delovanje in nepravilno odzračevanje tesnila: Navpična črpalka je najbolj dovzetna, saj je mehansko tesnilo nameščeno na vrhu.Če imate nepravilno odzračevanje, se lahko zrak ujame okoli tesnila in ne bo mogel izprazniti polnilne škatle.Če črpalka še naprej deluje v tem stanju, bo mehansko tesnilo kmalu odpovedalo.
Nizka meja hlapov: to so utripajoče tekočine;vroči ogljikovodiki bodo eksplodirali, ko bodo izpostavljeni atmosferskim razmeram.Ko film tekočine prehaja čez mehansko tesnilo, lahko utripa na atmosferski strani in povzroči okvaro.Ta okvara se pogosto zgodi pri dovodnih sistemih kotlov – vroča voda pri 250–280 °F utripa s padcem tlaka na ploskvah tesnil.
2. Mehanske okvare
Neusklajenost gredi, neuravnoteženost sklopke in neuravnoteženost rotorja lahko prispevajo k okvaram mehanskega tesnila.Poleg tega boste po namestitvi črpalke, če boste nanjo privili napačno poravnane cevi, močno obremenili črpalko.Prav tako se morate izogibati slabi podlagi: Ali je osnova varna?Ali je pravilno fugiran?Imate mehko stopalo?Ali je pravilno privit?In nazadnje, preverite ležaje.Če se toleranca ležajev zmanjša, se bodo gredi premaknile in povzročile tresljaje v črpalki.
3. Napake komponent tesnila
Ali imate dober tribološki (študij trenja) par?Ste izbrali prave kombinacije oblog?Kaj pa kakovost materiala za tesnilni obraz?Ali so vaši materiali primerni za vašo specifično aplikacijo?Ali ste izbrali ustrezna sekundarna tesnila, kot so tesnila in o-obročki, ki so pripravljena na kemične in toplotne napade?Vaše vzmeti ne smejo biti zamašene ali vaš meh zarjavel.Nazadnje bodite pozorni na popačenje obraza zaradi pritiska ali vročine, saj se bo mehansko tesnilo pod velikim pritiskom dejansko upognilo, poševni profil pa lahko povzroči puščanje.
4. Napake v načrtovanju sistema
Potrebujete ustrezno ureditev splakovanja tesnila, skupaj z zadostnim hlajenjem.Dvojni sistemi imajo pregradne tekočine;pomožni tesnilni lonec mora biti na pravem mestu, s pravilnimi instrumenti in cevmi.Upoštevati morate dolžino ravne cevi pri sesanju – nekateri starejši črpalni sistemi, ki so pogosto prihajali kot zapakirani drsniki, vključujejo koleno 90° pri sesanju, tik preden tok vstopi v uho rotorja.Komolec povzroča turbulenten tok, ki ustvarja nestabilnosti v vrtljivem sklopu.Vse sesalne/izpustne in obvodne cevi morajo biti prav tako pravilno zasnovane, še posebej, če so bile nekatere cevi popravljene v preteklih letih.
5. Vse ostalo
Drugi razni dejavniki predstavljajo le približno 8 odstotkov vseh okvar.Na primer, včasih so potrebni pomožni sistemi, ki zagotavljajo sprejemljivo delovno okolje za mehansko tesnilo.Za sklicevanje na dvojne sisteme potrebujete pomožno tekočino, da deluje kot pregrada, ki preprečuje, da bi se kontaminacija ali procesna tekočina razlila v okolje.Vendar bo za večino uporabnikov naslavljanje ene od prvih štirih kategorij zagotovilo rešitev, ki jo potrebujejo.
ZAKLJUČEK
Mehanska tesnila so glavni dejavnik pri zanesljivosti vrtljive opreme.Odgovorni so za puščanje in okvare sistema, nakazujejo pa tudi težave, ki bi sčasoma povzročile resno škodo na cesti.Na zanesljivost tesnila močno vplivata zasnova tesnila in delovno okolje.
Avtor: Frank Rotello, strojni inženir za Cummins-Wagner Co., Inc.
Čas objave: Jan-04-2022