Om centrifugaalpomplekkage te begrijpen, is het belangrijk om eerst de basiswerking van een centrifugaalpomp te begrijpen.Terwijl de stroom door het waaieroog van de pomp en langs de waaierschoepen naar binnen komt, heeft de vloeistof een lagere druk en een lage snelheid.Wanneer de stroom door het slakkenhuis gaat, neemt de druk toe en neemt de snelheid toe.De stroom verlaat dan via de afvoer, op welk punt de druk hoog is maar de snelheid vertraagt.De stroom die de pomp in gaat, moet de pomp weer uit.De pomp zorgt voor opvoerhoogte (of druk), wat betekent dat het de energie van de pompvloeistof verhoogt.
Bepaalde defecten aan onderdelen van een centrifugaalpomp, zoals koppelingen, hydraulische, statische verbindingen en lagers, zullen ervoor zorgen dat het hele systeem uitvalt, maar ongeveer negenenzestig procent van alle pompstoringen is het gevolg van een defecte afdichting.
DE BEHOEFTE AAN MECHANISCHE AFDICHTING
Een mechanische asafdichting is een apparaat dat wordt gebruikt om lekkage tussen een roterende as en een met vloeistof of gas gevuld vat te beheersen.De belangrijkste verantwoordelijkheid is het beheersen van lekkage.Alle afdichtingen lekken - dat moet wel om een vloeistoffilm over het gehele oppervlak van de mechanische afdichting te behouden.De lekkage die aan de atmosferische kant naar buiten komt is vrij laag;de lekkage in bijvoorbeeld een koolwaterstof wordt gemeten door een VOC-meter in delen/miljoen.
Voordat er mechanische afdichtingen werden ontwikkeld, verzegelden ingenieurs een pomp doorgaans met een mechanische pakking.Mechanische pakking, een vezelachtig materiaal dat meestal geïmpregneerd was met een smeermiddel zoals grafiet, werd in stukken gesneden en gevuld met wat een "pakkingbus" werd genoemd.Vervolgens werd er een pakkingdrukker aan toegevoegd
achterzijde om alles in te pakken.Omdat de pakking in direct contact staat met de as, heeft deze smering nodig, maar zal nog steeds pk's beroven.
Gewoonlijk maakt een "lantaarnring" het mogelijk om spoelwater op de pakking aan te brengen.Dat water, dat nodig is om de as te smeren en te koelen, lekt in het proces of in de atmosfeer.Afhankelijk van uw toepassing moet u mogelijk:
· leid het spoelwater weg van het proces om verontreiniging te voorkomen.
· voorkomen dat het spoelwater zich op de vloer verzamelt (overspray), wat zowel een OSHA-zorg als een huishoudelijke zorg is.
· bescherm de lagerkast tegen spoelwater, dat de olie kan verontreinigen en uiteindelijk kan leiden tot lagerdefecten.
Zoals bij elke pomp, zult u uw pomp willen testen om te ontdekken wat de jaarlijkse kosten zijn die nodig zijn om te werken.Een verpakkingspomp is misschien betaalbaar om te installeren en te onderhouden, maar als je uitrekent hoeveel liter water hij per minuut of per jaar verbruikt, zul je misschien verrast zijn door de kosten.Een mechanische asafdichtingspomp kan u mogelijk veel jaarlijkse kosten besparen.
Gezien de algemene geometrie van een mechanische asafdichting, ontstaat overal waar een pakking of een o-ring is, een potentieel lekpunt:
· Een geërodeerde, versleten of gegroefde dynamische O-ring (of pakking) terwijl de mechanische asafdichting beweegt.
· Vuil of vervuiling tussen de mechanische asafdichtingen.
· Een off-design operatie binnen de mechanische asafdichtingen.
DE VIJF SOORTEN AFDICHTINGSSTORING
Als de centrifugaalpomp een ongecontroleerd lek vertoont, moet u alle mogelijke oorzaken grondig controleren om te bepalen of u reparaties of een nieuwe installatie nodig heeft.
1. Operationele storingen
Het beste efficiëntiepunt negeren: gebruikt u de pomp op het beste efficiëntiepunt (BEP) op een prestatiecurve?Elke pomp is ontworpen met een
specifiek efficiëntiepunt.Wanneer u de pomp buiten die regio bedient, creëert u problemen met de stroming waardoor het systeem uitvalt.
Onvoldoende netto positieve aanzuighoogte (NPSH): Als uw pomp niet genoeg aanzuighoogte heeft, kan de roterende eenheid onstabiel worden, cavitatie veroorzaken en resulteren in een defecte afdichting.
Dead-headed werken: als u de regelklep te laag zet om de pomp te smoren, kunt u de stroom smoren.Gesmoorde stroming veroorzaakt recirculatie in de pomp, die warmte genereert en een defecte afdichting bevordert.
Drooglopen en onjuiste ontluchting van de afdichting: Een verticale pomp is het meest vatbaar omdat de mechanische afdichting bovenaan is geplaatst.Als u een onjuiste ontluchting heeft, kan er lucht rond de afdichting komen te zitten en kan de pakkingbus niet worden geëvacueerd.De mechanische asafdichting zal snel defect raken als de pomp in deze toestand blijft draaien.
Lage dampmarge: Dit zijn knipperende vloeistoffen;hete koolwaterstoffen zullen ontvlammen zodra ze worden blootgesteld aan atmosferische omstandigheden.Wanneer de vloeistoffilm over de mechanische asafdichting gaat, kan deze aan de atmosferische zijde vlam vatten en een storing veroorzaken.Deze storing treedt vaak op bij ketelvoedingssystemen: warm water van 250-280ºF flitst met de drukval over de afdichtingsvlakken.
2. Mechanische storingen
Een verkeerde uitlijning van de as, onbalans van de koppeling en onbalans van de waaier kunnen allemaal bijdragen aan defecten aan de mechanische afdichting.Bovendien, nadat de pomp is geïnstalleerd, zult u de pomp zwaar belasten als u er verkeerd uitgelijnde leidingen op hebt vastgeschroefd.Je moet ook een slechte basis vermijden: is de basis veilig?Is het goed gevoegd?Heb je een zachte voet?Is het correct vastgeschroefd?En als laatste, controleer de lagers.Als de tolerantie van de lagers dun wordt, zullen de assen bewegen en trillingen in de pomp veroorzaken.
3. Verzegel defecte onderdelen
Heb je een goed tribologisch (de studie van wrijving) paar?Heb je de juiste facing combinaties gekozen?Hoe zit het met de materiaalkwaliteit van het afdichtingsvlak?Zijn uw materialen geschikt voor uw specifieke toepassing?Heeft u de juiste secundaire afdichtingen geselecteerd, zoals pakkingen en o-ringen, die zijn voorbereid op chemische en hitte-aanvallen?Uw veren mogen niet verstopt zijn of uw balg mag niet gecorrodeerd zijn.Let ten slotte op gezichtsvervormingen door druk of hitte, aangezien een mechanische asafdichting onder grote druk zal buigen en het scheve profiel een lek kan veroorzaken.
4. Systeemontwerpfouten
U hebt een goede opstelling voor het spoelen van de afdichting nodig, samen met voldoende koeling.Dubbele systemen hebben barrièrevloeistoffen;de extra sealpot moet op de juiste plaats staan, met de juiste instrumenten en leidingen.U moet rekening houden met de lengte van de rechte pijp bij aanzuiging - sommige oudere pompsystemen die vaak als een verpakte skid werden geleverd, bevatten een 90º elleboog bij aanzuiging net voordat de stroom het waaieroog binnenkomt.De elleboog veroorzaakt een turbulente stroming die instabiliteiten veroorzaakt in het roterende samenstel.Alle zuig-/persleidingen en bypassleidingen moeten ook correct worden geconstrueerd, vooral als sommige leidingen in de loop der jaren ooit zijn gerepareerd.
5. Al het andere
Andere diverse factoren zijn goed voor slechts ongeveer 8 procent van alle mislukkingen.Hulpsystemen zijn bijvoorbeeld soms vereist om een acceptabele werkomgeving te bieden voor een mechanische afdichting.Voor verwijzing naar dubbele systemen: u hebt een hulpvloeistof nodig die fungeert als een barrière die voorkomt dat verontreiniging of procesvloeistof in het milieu terechtkomt.Voor de meeste gebruikers zal het aanpakken van een van de eerste vier categorieën echter de oplossing zijn die ze nodig hebben.
CONCLUSIE
Mechanische afdichtingen zijn een belangrijke factor voor de betrouwbaarheid van roterende apparatuur.Ze zijn verantwoordelijk voor lekken en storingen in het systeem, maar ze wijzen ook op problemen die uiteindelijk ernstige schade kunnen veroorzaken.De betrouwbaarheid van de afdichting wordt sterk beïnvloed door het ontwerp van de afdichting en de werkomgeving.
Door Frank Rotello, werktuigbouwkundig ingenieur voor Cummins-Wagner Co., Inc.
Posttijd: 04-01-2022