Щоб зрозуміти витік відцентрового насоса, важливо спочатку зрозуміти основні принципи роботи відцентрового насоса. Коли потік входить через отвір робочого колеса насоса та піднімається по лопатях робочого колеса, рідина має нижчий тиск і низьку швидкість. Коли потік проходить через спіральну камеру, тиск зростає, а швидкість зростає. Потім потік виходить через нагнітальний отвір, і в цей момент тиск високий, але швидкість сповільнюється. Потік, який входить у насос, повинен вийти з насоса. Насос створює напір (або тиск), що означає, що він збільшує енергію рідини насоса.
Поломки певних компонентів відцентрового насоса, таких як муфта, гідравлічні елементи, статичні з'єднання та підшипники, призведуть до виходу з ладу всієї системи, але приблизно шістдесят дев'ять відсотків усіх поломок насосів є наслідком несправності ущільнювального пристрою.
ПОТРЕБА В МЕХАНІЧНИХ УЩІЛЬНЕННЯХ
Механічне ущільнення– це пристрій, який використовується для контролю витоку між обертовим валом і резервуаром, заповненим рідиною або газом. Його основним обов'язком є контроль витоку. Усі ущільнення протікають – вони повинні це робити, щоб підтримувати плівку рідини на всій поверхні механічного ущільнення. Витік, який виходить з атмосферної сторони, досить низький; наприклад, витік у вуглеводнях вимірюється вимірювачем летких органічних сполук у частках на мільйон.
До того, як були розроблені механічні ущільнення, інженери зазвичай герметизували насос за допомогою механічного сальника. Механічний сальник, волокнистий матеріал, зазвичай просочений мастилом, таким як графіт, розрізався на секції та заповнювався тим, що називалося «сальниковою коробкою». Потім до задньої частини додавали сальникову набивку, щоб ущільнити все. Оскільки сальник безпосередньо контактує з валом, він потребує змащення, але все одно знижує потужність.
Зазвичай «кільце-ліхтар» дозволяє подавати промивну воду на сальникову набивку. Ця вода, необхідна для змащування та охолодження вала, потраплятиме або в технологічний процес, або в атмосферу. Залежно від вашого застосування, вам може знадобитися:
- Направляйте промивну воду подалі від процесу, щоб уникнути забруднення.
- запобігати накопиченню зливної води на підлозі (надмірному розбризкуванню), що є проблемою як для OSHA, так і для ведення ведення домашнього господарства.
- захистити корпус підшипника від промивної води, яка може забруднити оливу та зрештою призвести до виходу підшипника з ладу.
Як і з будь-яким насосом, вам потрібно буде протестувати його, щоб дізнатися про річні витрати на його роботу. Насос для наповнення може бути доступним в установці та обслуговуванні, але якщо ви підрахуєте, скільки галонів води він споживає за хвилину або за рік, ви можете бути здивовані вартістю. Насос з механічним ущільненням потенційно може заощадити вам багато річних витрат.
Враховуючи загальну геометрію механічного ущільнення, будь-де, де є прокладка або кільце ущільнювача, виникає потенційна точка витоку:
- Еродоване, зношене або потерте динамічне ущільнювальне кільце (або прокладка) під час руху механічного ущільнення.
- Бруд або забруднення між механічними ущільненнями.
- Нестандартна експлуатація механічних ущільнень.
П'ЯТЬ ТИПІВ НЕСПРАВНОСТЕЙ УПАКОВОЧНИХ ПРИСТРОЇВ
Якщо відцентровий насос демонструє неконтрольований витік, необхідно ретельно перевірити всі можливі причини, щоб визначити, чи потрібен ремонт, чи нове встановлення.
1. Операційні збої
Нехтування точкою найкращої ефективності: Чи працює насос у точці найкращої ефективності (BEP) на кривій продуктивності? Кожен насос розроблений з певною точкою ефективності. Коли ви експлуатуєте насос поза цією областю, ви створюєте проблеми з потоком, що призводить до виходу системи з ладу.
Недостатній позитивний напір всмоктування (NPSH): Якщо у вашому насосі недостатньо напору всмоктування, обертовий вузол може стати нестабільним, спричинити кавітацію та призвести до поломки ущільнення.
Операція з мертвою головою:Якщо встановити регулювальний клапан занадто низько, щоб дроселювати насос, можна задушити потік. Задушений потік спричиняє рециркуляцію всередині насоса, що призводить до нагрівання та руйнування ущільнення.
Сухий хід та неправильна вентиляція ущільнення: Вертикальний насос є найбільш вразливим, оскільки механічне ущільнення розташоване зверху. Якщо у вас неправильна вентиляція, повітря може потрапити навколо ущільнення і не зможе вийти з сальникової коробки. Механічне ущільнення незабаром вийде з ладу, якщо насос продовжуватиме працювати в такому стані.
Низький запас пари:Це рідини, що спалахують; гарячі вуглеводні спалахують, коли потрапляють в атмосферні умови. Коли плівка рідини проходить через механічне ущільнення, вона може спалахнути на стороні атмосфери та спричинити поломку. Така поломка часто трапляється в системах живлення котлів — гаряча вода з температурою 122-144°C спалахує при падінні тиску на поверхнях ущільнення.
2. Механічні пошкодження
Неспіввісність валу, дисбаланс муфти та дисбаланс робочого колеса можуть сприяти поломкам механічного ущільнення. Крім того, якщо після встановлення насоса до нього прикріплені болтами неспіввісні труби, це створюватиме значне навантаження на насос. Також потрібно уникати поганої основи: чи надійно закріплена основа? Чи правильно вона залита розчином? Чи у вас м'яка опора? Чи правильно вона закріплена болтами? І, нарешті, перевірте підшипники. Якщо допуск підшипників зменшиться, вали рухатимуться та спричинятимуть вібрації в насосі.
3. Поломки компонентів ущільнення
Чи маєте ви гарну трибологічну (наука про тертя) пару? Чи вибрали ви правильні комбінації поверхонь? А як щодо якості матеріалу ущільнювальної поверхні? Чи підходять ваші матеріали для вашого конкретного застосування? Чи вибрали ви відповідні вторинні ущільнення, такі як прокладки та кільця ущільнювачів, які підготовлені до хімічного та теплового впливу? Ваші пружини не повинні бути засміченими, а сильфони – кородованими. Нарешті, зверніть увагу на деформації поверхонь від тиску або тепла, оскільки механічне ущільнення під великим тиском фактично прогнеться, а перекошений профіль може спричинити витік.
4. Помилки в системному проектуванні
Вам потрібна належна система промивання ущільнень, а також достатнє охолодження. Подвійні системи мають бар'єрні рідини; допоміжний ущільнювальний резервуар повинен бути в правильному місці, з правильними інструментами та трубопроводами. Вам потрібно враховувати довжину прямої труби на всмоктуванні — деякі старіші насосні системи, які часто постачалися у вигляді комплекту, мають коліно 90° на всмоктуванні безпосередньо перед тим, як потік потрапляє у вушко робочого колеса. Коліно створює турбулентний потік, що створює нестабільність у обертовому вузлі. Усі всмоктувальні/нагнітальні та байпасні трубопроводи також повинні бути правильно спроектовані, особливо якщо деякі труби ремонтувалися протягом багатьох років.
5. Все інше
Інші різноманітні фактори становлять лише близько 8 відсотків усіх відмов. Наприклад, іноді потрібні допоміжні системи для забезпечення прийнятного робочого середовища для механічного ущільнення. Щодо подвійних систем, вам потрібна допоміжна рідина, яка діє як бар'єр, що запобігає забрудненню або потраплянню технологічної рідини в навколишнє середовище. Однак для більшості користувачів вирішення проблеми, пов'язане з однією з перших чотирьох категорій, буде необхідним рішенням.
ВИСНОВОК
Механічні ущільнення є важливим фактором надійності обертового обладнання. Вони відповідають за витоки та відмови системи, але також вказують на проблеми, які зрештою можуть призвести до серйозних пошкоджень у майбутньому. На надійність ущільнення значною мірою впливають конструкція ущільнення та умови експлуатації.
Час публікації: 26 червня 2023 р.