Da biste razumjeli curenje centrifugalne pumpe, važno je prvo razumjeti osnovni rad centrifugalne pumpe. Kako protok ulazi kroz ušicu impelera pumpe i gore kroz lopatice radnog kola, fluid je pod nižim pritiskom i malom brzinom. Kada protok prolazi kroz spiralu, pritisak raste, a brzina raste. Protok tada izlazi kroz pražnjenje, pri čemu je pritisak visok, ali se brzina usporava. Protok koji ide u pumpu mora izaći iz pumpe. Pumpa daje visinu (ili pritisak), što znači da povećava energiju fluida pumpe.
Određeni kvarovi komponenti centrifugalne pumpe, kao što su spojnice, hidraulički, statički spojevi i ležajevi, dovest će do kvara cijelog sistema, ali otprilike šezdeset devet posto svih kvarova pumpe rezultat je neispravnosti uređaja za brtvljenje.
POTREBA ZA MEHANIČKIM BRTVAMA
Mehanička brtva je uređaj koji se koristi za kontrolu curenja između rotirajuće osovine i posude napunjene tekućinom ili plinom. Njegova glavna odgovornost je kontrola curenja. Sve zaptivke cure—moraju da zadrže tečni film preko cijele površine mehaničke zaptivke. Curenje koje izlazi na atmosfersku stranu je prilično malo; curenje ugljovodonika, na primjer, mjeri se pomoću VOC mjerača u dijelovima/milion.
Prije nego što su razvijene mehaničke zaptivke, inženjeri su obično zaptivali pumpu mehaničkim pakovanjem. Mehaničko pakovanje, vlaknasti materijal koji je obično impregniran mazivom kao što je grafit, izrezan je na dijelove i nabijen u ono što se zvalo "kutija za punjenje". Zatim je dodata žlijezda za pakovanje
stražnja strana kako bi se sve spakovalo. Budući da je brtvljenje u direktnom kontaktu sa osovinom, zahtijeva podmazivanje, ali će i dalje oduzimati konjske snage.
Obično „prsten za lanterne“ omogućava nanošenje vode za ispiranje na ambalažu. Ta voda, neophodna za podmazivanje i hlađenje osovine, iscuriće ili u proces ili u atmosferu. U zavisnosti od vaše aplikacije, možda ćete trebati:
· usmerite vodu za ispiranje dalje od procesa kako biste izbegli kontaminaciju.
· spriječite da se voda od ispiranja skuplja na podu (pretjerano prskanje), što je i problem OSHA-e i briga za održavanje kućanstva.
· zaštitite kutiju ležaja od vode za ispiranje, koja može kontaminirati ulje i na kraju dovesti do kvara ležaja.
Kao i kod svake pumpe, poželjet ćete testirati svoju pumpu kako biste otkrili godišnje troškove koje su joj potrebni za rad. Pumpa za pakovanje može biti pristupačna za ugradnju i održavanje, ali ako izračunate koliko galona vode troši po minuti ili godišnje, možda ćete biti iznenađeni cijenom. Pumpa s mehaničkim zaptivačem potencijalno bi vam mogla uštedjeti mnogo godišnjih troškova.
S obzirom na opštu geometriju mehaničkog zaptivača, bilo gde gde postoji brtva ili O-prsten, dolazi do potencijalne tačke curenja:
· Erodirani, istrošeni ili iskvareni dinamički o-prsten (ili brtva) kako se mehanička brtva pomiče.
· Prljavština ili kontaminacija između mehaničkih zaptivki.
· Operacija van dizajna unutar mehaničkih zaptivača.
PET VRSTA KVAROVA UREĐAJA ZA ZAŠTITU
Ako centrifugalna pumpa pokazuje nekontrolirano curenje, morate temeljito provjeriti sve potencijalne uzroke kako biste utvrdili trebate li popravke ili novu instalaciju.
1. Operativni neuspjesi
Zanemarivanje najbolje tačke efikasnosti: Da li radite sa pumpom na najboljoj tački efikasnosti (BEP) na krivoj performansi? Svaka pumpa je dizajnirana sa a
specifična tačka efikasnosti. Kada koristite pumpu izvan tog regiona, stvarate probleme sa protokom koji uzrokuju kvar sistema.
Nedovoljna neto pozitivna usisna glava (NPSH): Ako nemate dovoljno usisne glave za svoju pumpu, rotirajući sklop može postati nestabilan, uzrokovati kavitaciju i rezultirati kvarom zaptivke.
Rad bez glave: Ako regulacijski ventil postavite prenisko da priguši pumpu, možete ugušiti protok. Zagušeni protok uzrokuje recirkulaciju unutar pumpe, koja stvara toplinu i promoviše kvar brtve.
Rad na suho i nepravilno odzračivanje brtve: Vertikalna pumpa je najosjetljivija jer je mehanička zaptivka postavljena na vrhu. Ako imate nepravilno odzračivanje, zrak se može zarobiti oko brtve i neće moći evakuirati kutiju za punjenje. Mehanička brtva će uskoro otkazati ako pumpa nastavi raditi u ovom stanju.
Niska granica isparenja: Ovo su trepereće tečnosti; vrući ugljovodonici će bljesnuti kada budu izloženi atmosferskim uslovima. Kako film fluida prolazi kroz mehaničku zaptivku, može bljesnuti na atmosferskoj strani i uzrokovati kvar. Ovaj kvar se često dešava sa sistemima napajanja bojlera—topla voda na 250-280ºF treperi sa padom pritiska na površinama zaptivke.
2. Mehanički kvarovi
Neusklađenost osovine, neravnoteža spojnice i neravnoteža radnog kola mogu doprinijeti kvarovima mehaničkog zaptivača. Osim toga, nakon što je pumpa instalirana, ako imate neusklađene cijevi pričvršćene na nju, donijet ćete veliko opterećenje pumpi. Također morate izbjegavati lošu bazu: Da li je baza sigurna? Da li je pravilno fugirano? Imate li meko stopalo? Da li je pravilno pričvršćen? I na kraju, provjerite ležajeve. Ako se tolerancija ležajeva istroši, vratila će se pomicati i uzrokovati vibracije u pumpi.
3. Kvarovi komponenti brtve
Imate li dobar tribološki (proučavanje trenja) par? Jeste li odabrali ispravne kombinacije obloga? Šta je sa kvalitetom materijala lica brtve? Da li su vaši materijali prikladni za vašu specifičnu primjenu? Da li ste odabrali odgovarajuće sekundarne zaptivke, kao što su brtve i o-prstenovi, koji su pripremljeni za hemijske i toplotne napade? Vaše opruge ne bi trebalo da budu začepljene ili mehovi korodirani. Na kraju, pazite na izobličenja lica od pritiska ili toplote, jer će se mehanička zaptivka pod velikim pritiskom zapravo savijati, a iskošeni profil može uzrokovati curenje.
4. Greške u dizajnu sistema
Potreban vam je pravilan raspored ispiranja zaptivki, uz dovoljno hlađenje. Dvostruki sistemi imaju zaštitne tečnosti; pomoćni lonac za zaptivanje mora biti na pravoj lokaciji, s odgovarajućim instrumentima i cijevima. Morate uzeti u obzir dužinu ravne cijevi pri usisu—neki stariji sistemi pumpi koji se često isporučuju kao upakovani klizač uključuju koljeno od 90º na usisu neposredno prije nego što protok uđe u oko impelera. Koleno uzrokuje turbulentno strujanje koje stvara nestabilnosti u rotirajućem sklopu. Svi usisni/ispusni i obilazni cjevovodi također moraju biti ispravno projektirani, posebno ako su neke cijevi popravljene u nekom trenutku tokom godina.
5. Sve ostalo
Ostali razni faktori čine samo oko 8 posto svih kvarova. Na primjer, pomoćni sistemi su ponekad potrebni da osiguraju prihvatljivo radno okruženje za mehaničku zaptivku. Što se tiče dvostrukih sistema, potrebna vam je pomoćna tečnost koja će delovati kao barijera koja sprečava izlivanje kontaminacije ili procesne tečnosti u okolinu. Međutim, za većinu korisnika, obraćanje jednoj od prve četiri kategorije će zadržati rješenje koje im je potrebno.
ZAKLJUČAK
Mehaničke zaptivke su glavni faktor u pouzdanosti rotirajuće opreme. Oni su odgovorni za curenje i kvarove sistema, ali također ukazuju na probleme koji bi na kraju mogli uzrokovati ozbiljnu štetu na putu. Na pouzdanost zaptivača u velikoj meri utiču dizajn zaptivke i radno okruženje.
Autor Frank Rotello, mašinski inženjer za Cummins-Wagner Co., Inc.
Vrijeme objave: Jan-04-2022