Για να κατανοήσετε τη διαρροή της φυγόκεντρης αντλίας, είναι σημαντικό να κατανοήσετε πρώτα τη βασική λειτουργία μιας φυγοκεντρικής αντλίας. Καθώς η ροή εισέρχεται από το μάτι της πτερωτής της αντλίας και προς τα πάνω από τα πτερύγια της πτερωτής, το ρευστό βρίσκεται σε χαμηλότερη πίεση και χαμηλή ταχύτητα. Όταν η ροή διέρχεται από το σπειροειδές, η πίεση αυξάνεται και η ταχύτητα αυξάνεται. Στη συνέχεια, η ροή εξέρχεται μέσω της εκκένωσης, οπότε η πίεση είναι υψηλή αλλά η ταχύτητα επιβραδύνεται. Η ροή που πηγαίνει στην αντλία πρέπει να βγαίνει από την αντλία. Η αντλία προσδίδει κεφαλή (ή πίεση), πράγμα που σημαίνει ότι αυξάνει την ενέργεια του υγρού της αντλίας.
Ορισμένες αστοχίες εξαρτημάτων μιας φυγοκεντρικής αντλίας, όπως η ζεύξη, οι υδραυλικοί, στατικοί σύνδεσμοι και τα ρουλεμάν, θα προκαλέσουν βλάβη ολόκληρου του συστήματος, αλλά περίπου το εξήντα εννέα τοις εκατό όλων των βλαβών της αντλίας οφείλονται σε δυσλειτουργία της συσκευής στεγανοποίησης.
Η ΑΝΑΓΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΤΕΓΑΝΙΚΩΝ
Η μηχανική σφράγιση είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της διαρροής μεταξύ ενός περιστρεφόμενου άξονα και ενός δοχείου γεμάτου με υγρό ή αέριο. Η κύρια ευθύνη του είναι ο έλεγχος της διαρροής. Όλες οι στεγανοποιήσεις παρουσιάζουν διαρροή—πρέπει να το κάνουν για να διατηρηθεί ένα ρευστό φιλμ σε ολόκληρη τη μηχανική επιφάνεια σφράγισης. Η διαρροή που βγαίνει από την ατμοσφαιρική πλευρά είναι αρκετά χαμηλή. η διαρροή σε έναν Υδρογονάνθρακα, για παράδειγμα, μετριέται με έναν μετρητή VOC σε μέρη/εκατομμύριο.
Πριν από την ανάπτυξη των μηχανικών σφραγίδων, οι μηχανικοί σφράγιζαν συνήθως μια αντλία με μηχανική συσκευασία. Η μηχανική συσκευασία, ένα ινώδες υλικό συνήθως εμποτισμένο με ένα λιπαντικό όπως ο γραφίτης, κόπηκε σε τμήματα και γέμιζε αυτό που ονομαζόταν «κουτί γέμισης». Στη συνέχεια προστέθηκε ένας αδένας συσκευασίας στο
πίσω για να μαζέψεις τα πάντα. Δεδομένου ότι το παρέμβυσμα είναι σε άμεση επαφή με τον άξονα, απαιτεί λίπανση, αλλά εξακολουθεί να κλέβει την ιπποδύναμη.
Συνήθως ένας «δακτύλιος φαναριού» επιτρέπει την εφαρμογή νερού έκπλυσης στη συσκευασία. Αυτό το νερό, απαραίτητο για τη λίπανση και την ψύξη του άξονα, θα διαρρεύσει είτε στη διαδικασία είτε στην ατμόσφαιρα. Ανάλογα με την αίτησή σας, μπορεί να χρειαστεί να:
· κατευθύνετε το νερό έκπλυσης μακριά από τη διαδικασία για να αποφύγετε τη μόλυνση.
· αποτρέψτε τη συλλογή του νερού έκπλυσης στο πάτωμα (υπερψεκασμός), κάτι που αποτελεί ανησυχία για το OSHA και για τη φροντίδα του σπιτιού.
· Προστατέψτε το κιβώτιο ρουλεμάν από το νερό έκπλυσης, το οποίο μπορεί να μολύνει το λάδι και τελικά να οδηγήσει σε αστοχία του ρουλεμάν.
Όπως με κάθε αντλία, θα θελήσετε να δοκιμάσετε την αντλία σας για να ανακαλύψετε το ετήσιο κόστος που απαιτεί για να λειτουργήσει. Μια αντλία συσκευασίας μπορεί να είναι οικονομικά προσιτή στην εγκατάσταση και τη συντήρηση, αλλά αν υπολογίσετε πόσα γαλόνια νερού καταναλώνει ανά λεπτό ή ανά έτος, μπορεί να εκπλαγείτε από το κόστος. Μια αντλία μηχανικής στεγανοποίησης θα μπορούσε ενδεχομένως να σας εξοικονομήσει πολλά ετήσια κόστη.
Δεδομένης της γενικής γεωμετρίας μιας μηχανικής σφράγισης, οπουδήποτε υπάρχει φλάντζα ή δακτύλιος στεγανοποίησης, προκύπτει ένα πιθανό σημείο διαρροής:
· Ένας δυναμικός δακτύλιος στεγανοποίησης (ή φλάντζα) που έχει διαβρωθεί, φθαρεί ή έχει φθαρεί καθώς κινείται η μηχανική τσιμούχα.
· Ακαθαρσίες ή ρύπανση μεταξύ των μηχανικών στεγανοποιήσεων.
· Μια λειτουργία εκτός σχεδίου εντός των μηχανικών σφραγίδων.
ΟΙ ΠΕΝΤΕ ΤΥΠΟΙ ΒΛΑΒΕΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ ΣΤΕΓΑΝΙΣΗΣ
Εάν η φυγοκεντρική αντλία παρουσιάζει ανεξέλεγκτη διαρροή, πρέπει να ελέγξετε διεξοδικά όλες τις πιθανές αιτίες για να προσδιορίσετε εάν χρειάζεστε επισκευές ή νέα εγκατάσταση.
1. Λειτουργικές Βλάβες
Παράβλεψη του σημείου βέλτιστης απόδοσης: Λειτουργείτε την αντλία στο σημείο βέλτιστης απόδοσης (BEP) σε μια καμπύλη απόδοσης; Κάθε αντλία έχει σχεδιαστεί με ένα
συγκεκριμένο σημείο απόδοσης. Όταν λειτουργείτε την αντλία εκτός αυτής της περιοχής, δημιουργείτε προβλήματα με τη ροή που προκαλούν αστοχία του συστήματος.
Ανεπαρκής καθαρή θετική κεφαλή αναρρόφησης (NPSH): Εάν δεν έχετε αρκετή κεφαλή αναρρόφησης στην αντλία σας, το περιστρεφόμενο συγκρότημα μπορεί να γίνει ασταθές, να προκαλέσει σπηλαίωση και να οδηγήσει σε αστοχία στεγανοποίησης.
Λειτουργία με νεκρή κεφαλή: Εάν ρυθμίσετε τη βαλβίδα ελέγχου πολύ χαμηλά για να πετάξετε την αντλία, μπορείτε να πνίξετε τη ροή. Η πνιγμένη ροή προκαλεί ανακυκλοφορία εντός της αντλίας, η οποία παράγει θερμότητα και προάγει την αστοχία στεγανοποίησης.
Ξηρή λειτουργία & Ακατάλληλος εξαερισμός της στεγανοποίησης: Μια κατακόρυφη αντλία είναι η πιο ευαίσθητη αφού η μηχανική σφράγιση είναι τοποθετημένη από πάνω. Εάν έχετε ακατάλληλο αερισμό, ο αέρας μπορεί να παγιδευτεί γύρω από τη τσιμούχα και δεν θα μπορέσει να εκκενώσει το κουτί γέμισης. Η μηχανική στεγανοποίηση σύντομα θα αποτύχει εάν η αντλία συνεχίσει να λειτουργεί σε αυτήν την κατάσταση.
Χαμηλό περιθώριο ατμών: Αυτά είναι υγρά που αναβοσβήνουν. Οι θερμοί υδρογονάνθρακες θα αναβοσβήσουν μόλις εκτεθούν σε ατμοσφαιρικές συνθήκες. Καθώς η ρευστή μεμβράνη περνά πάνω από τη μηχανική σφράγιση, μπορεί να αναβοσβήνει στην ατμοσφαιρική πλευρά και να προκαλέσει αστοχία. Αυτή η αστοχία συμβαίνει συχνά με τα συστήματα τροφοδοσίας του λέβητα - ζεστό νερό στους 250-280ºF αναβοσβήνει με την πτώση πίεσης στις επιφάνειες στεγανοποίησης.
2. Μηχανικές βλάβες
Η κακή ευθυγράμμιση του άξονα, η ανισορροπία ζεύξης και η ανισορροπία της πτερωτής μπορούν όλα να συμβάλουν σε αστοχίες μηχανικής στεγανοποίησης. Επιπλέον, μετά την εγκατάσταση της αντλίας, εάν έχετε βιδώσει κακώς ευθυγραμμισμένους σωλήνες, θα ασκήσετε μεγάλη πίεση στην αντλία. Πρέπει επίσης να αποφύγετε μια κακή βάση: Είναι η βάση ασφαλής; Έχει αρμολογηθεί σωστά; Έχεις μαλακό πόδι; Έχει βιδωθεί σωστά; Και τέλος, ελέγξτε τα ρουλεμάν. Εάν η ανοχή των ρουλεμάν φθαρεί, οι άξονες θα μετακινηθούν και θα προκαλέσουν κραδασμούς στην αντλία.
3. Βλάβες εξαρτημάτων στεγανοποίησης
Έχετε ένα καλό τριβολογικό (τη μελέτη της τριβής) ζευγάρι; Έχετε επιλέξει τους σωστούς συνδυασμούς όψεων; Τι γίνεται με την ποιότητα του υλικού της όψης σφραγίδας; Είναι τα υλικά σας κατάλληλα για τη συγκεκριμένη εφαρμογή σας; Έχετε επιλέξει τις κατάλληλες δευτερεύουσες στεγανοποιήσεις, όπως παρεμβύσματα και δακτυλίους ο, που είναι προετοιμασμένοι για χημικές και θερμικές προσβολές; Τα ελατήρια σας δεν πρέπει να είναι βουλωμένα ή να έχουν διαβρωθεί η φυσούνα σας. Τέλος, προσέξτε τις παραμορφώσεις του προσώπου από την πίεση ή τη θερμότητα, καθώς μια μηχανική σφράγιση υπό μεγάλη πίεση θα υποκύψει στην πραγματικότητα και το λοξό προφίλ μπορεί να προκαλέσει διαρροή.
4. Αποτυχίες σχεδίασης συστήματος
Χρειάζεστε μια σωστή διάταξη έκπλυσης στεγανοποίησης, μαζί με επαρκή ψύξη. Τα διπλά συστήματα έχουν ρευστά φραγμού. το βοηθητικό δοχείο σφράγισης πρέπει να βρίσκεται στη σωστή θέση, με τα σωστά όργανα και σωληνώσεις. Πρέπει να λάβετε υπόψη το μήκος ευθύγραμμου σωλήνα κατά την αναρρόφηση—μερικά παλαιότερα συστήματα αντλίας που συχνά κυκλοφόρησαν ως ολισθηρή συσκευασία περιλαμβάνουν αγκώνα 90º κατά την αναρρόφηση ακριβώς πριν η ροή εισέλθει στο μάτι της πτερωτής. Ο αγκώνας προκαλεί μια τυρβώδη ροή που δημιουργεί αστάθειες στο περιστρεφόμενο συγκρότημα. Όλες οι σωληνώσεις αναρρόφησης/εκκένωσης και παράκαμψης πρέπει επίσης να κατασκευαστούν σωστά, ειδικά εάν κάποιοι σωλήνες έχουν επισκευαστεί κάποια στιγμή με τα χρόνια.
5. Όλα τα άλλα
Άλλοι διάφοροι παράγοντες ευθύνονται μόνο για το 8% περίπου όλων των αστοχιών. Για παράδειγμα, μερικές φορές απαιτούνται βοηθητικά συστήματα για να παρέχουν ένα αποδεκτό περιβάλλον λειτουργίας για μια μηχανική σφράγιση. Για αναφορά σε διπλά συστήματα, χρειάζεστε ένα βοηθητικό υγρό για να λειτουργεί ως φράγμα που εμποδίζει τη μόλυνση ή το υγρό επεξεργασίας να χυθεί στο περιβάλλον. Ωστόσο, για τους περισσότερους χρήστες, η αντιμετώπιση μιας από τις τέσσερις πρώτες κατηγορίες θα έχει τη λύση που χρειάζονται.
ΣΥΝΑΨΗ
Οι μηχανικές στεγανοποιήσεις αποτελούν σημαντικό παράγοντα για την αξιοπιστία του περιστρεφόμενου εξοπλισμού. Είναι υπεύθυνοι για διαρροές και αστοχίες του συστήματος, αλλά υποδεικνύουν επίσης προβλήματα που τελικά θα προκαλούσαν σοβαρές ζημιές στο δρόμο. Η αξιοπιστία της σφραγίδας επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τον σχεδιασμό της σφραγίδας και το περιβάλλον λειτουργίας.
Του Frank Rotello, μηχανολόγος μηχανικός της Cummins-Wagner Co., Inc.
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-04-2022