Проблеми, з якими стикаються переробні галузі промисловості, змінилися, хоча вони продовжують перекачувати рідини, деякі з яких небезпечні або токсичні. Безпека та надійність, як і раніше, мають першочергове значення. Однак оператори збільшують швидкість, тиск, швидкість потоку та навіть суворість характеристик рідини (температуру, концентрацію, в'язкість тощо) під час обробки багатьох пакетних операцій. Для операторів нафтопереробних заводів, газопереробних установок та нафтохімічних і хімічних заводів безпека означає контроль та запобігання втратам або впливу рідин, що перекачуються. Надійність означає насоси, які працюють ефективно та економічно, з меншим потребою в технічному обслуговуванні.
Правильно спроектоване механічне ущільнення гарантує оператору насоса довговічну, безпечну та надійну роботу насоса завдяки перевіреній технології. Серед багатьох обертових пристроїв та безлічі компонентів, механічні ущільнення довели свою надійну роботу за більшості типів робочих умов.
НАСОСИ ТА УЩІЛЬНЕННЯ — ДОБРЕ ПІДХОДИТЬ
Важко повірити, що минуло майже 30 років з моменту масового впровадження технології безгерметичних насосів у переробну промисловість. Нова технологія просувалася як рішення всіх проблем та уявних обмежень механічних ущільнень. Дехто припускав, що ця альтернатива повністю виключить використання механічних ущільнень.
Однак, невдовзі після цієї рекламної кампанії кінцеві користувачі дізналися, що механічні ущільнення можуть відповідати або перевищувати законодавчі вимоги щодо витоків та герметичності. Крім того, виробники насосів підтримали цю технологію, запропонувавши оновлені камери ущільнень для заміни старих компресійних сальникових камер.
Сучасні камери ущільнень розроблені спеціально для механічних ущільнень, що дозволяє використовувати більш надійну технологію на картриджній платформі, забезпечуючи легше встановлення та створюючи середовище, яке дозволяє ущільненням функціонувати на повну потужність.
УДОСКОНАЛЕННЯ ДИЗАЙНУ
У середині 1980-х років нові екологічні норми змусили галузь звернути увагу не лише на стримування та викиди, але й на надійність обладнання. Середній середній час між ремонтами (MTBR) для механічних ущільнень на хімічному заводі становив приблизно 12 місяців. Сьогодні середній MTBR становить 30 місяців. Наразі нафтова промисловість, де діють одні з найсуворіших рівнів викидів, має середній MTBR понад 60 місяців.
Механічні ущільнення зберегли свою репутацію, продемонструвавши здатність відповідати та навіть перевищувати вимоги найкращої доступної технології контролю (BACT). Крім того, вони зробили це, залишаючись економічною та енергоефективною технологією, доступною для дотримання норм викидів та охорони навколишнього середовища.
Комп'ютерні програми дозволяють моделювати та створювати прототипи ущільнень перед виробництвом, щоб підтвердити, як вони працюватимуть у певних умовах експлуатації перед встановленням у польових умовах. Можливості проектування ущільнень у виробництві та технологія матеріалів для їхньої поверхні досягли такого рівня розвитку, що їх можна розробляти для ідеальної сумісності з конкретним технологічним застосуванням.
Сучасні програми та технології комп'ютерного моделювання дозволяють використовувати 3D-аналіз конструкції, метод скінченних елементів (FEA), обчислювальну гідродинаміку (CFD), аналіз твердого тіла та програми тепловізійної діагностики, які раніше були недоступні або були занадто дорогими для частого використання з попереднім 2D-кресленням. Ці досягнення в методах моделювання підвищили надійність конструкції механічних ущільнень.
Ці програми та технології проклали шлях до розробки стандартних картриджних ущільнень зі значно міцнішими компонентами. До них належать видалення пружин та динамічних ущільнювальних кілець з технологічної рідини, що зробило технологію гнучкого статора пріоритетною конструкцією.
ЗДАТНІСТЬ ТЕСТУВАННЯ ЗАМОВЛЕНОГО ДИЗАЙНУ
Впровадження стандартних картриджних ущільнень значно сприяло підвищенню надійності системи ущільнення завдяки їхній міцності та простоті встановлення. Ця міцність забезпечує ширший діапазон умов застосування з надійною роботою.
Крім того, швидше проектування та виготовлення індивідуально розроблених систем ущільнень дозволили «точне налаштування» для різних вимог до роботи насоса. Налаштування може бути впроваджено або шляхом змін у самому ущільненні, або, що легше, за допомогою допоміжних компонентів системи, таких як план трубопроводів. Здатність контролювати середовище ущільнення за різних умов експлуатації за допомогою допоміжної системи або планів трубопроводів є найважливішою для продуктивності та надійності ущільнення.
Також відбувся природний розвиток, який полягав у з'єднанні насосів, розроблених на замовлення, з відповідним механічним ущільненням, виготовленим на замовлення. Сьогодні механічне ущільнення можна швидко спроектувати та випробувати для будь-яких технологічних умов або характеристик насоса. Поверхні ущільнення, розмірні параметри камери ущільнення та те, як ущільнення вставляється в камеру ущільнення, можуть бути спроектовані та виготовлені відповідно до індивідуальних вимог для широкого спектру застосувань. Оновлення стандартів, таких як стандарт 682 Американського інституту нафти (API), також сприяло підвищенню надійності ущільнень завдяки вимогам, що підтверджують конструкцію, матеріали та функціональність ущільнень.
ІНДИВІДУАЛЬНИЙ ПІДХІД
Індустрія ущільнень щодня бореться з комерціалізацією технології ущільнень. Занадто багато покупців думають, що «ущільнення є ущільненням». Стандартні насоси часто можуть використовувати одне й те саме базове ущільнення. Однак, під час встановлення та застосування в певних технологічних умовах, часто впроваджується певний тип налаштування системи ущільнень, щоб отримати необхідну надійність за цього конкретного набору робочих умов та хімічного процесу.
Навіть за умови однакової стандартної конструкції картриджа існує широкий спектр можливостей для налаштування, від вибору матеріальних компонентів до використовуваного плану трубопроводів. Рекомендації виробника ущільнень щодо вибору компонентів системи ущільнення мають вирішальне значення для досягнення необхідного рівня продуктивності та загальної надійності. Такий тип налаштування може дозволити механічним ущільненням продовжити термін служби до 30-60 місяців, а не 24 місяці.
Завдяки такому підходу кінцеві користувачі можуть бути впевнені, що отримають систему ущільнення, розроблену для їхнього конкретного застосування, форми та функції. Ця можливість надає кінцевому користувачеві необхідні знання про роботу насоса перед його встановленням. Немає потреби здогадуватися про те, як працює насос або чи зможе він впоратися з цим застосуванням.
НАДІЙНИЙ ДИЗАЙН
Хоча більшість операторів процесів виконують однакові функції, застосування не однакове. Процеси відбуваються з різною швидкістю, різною температурою та різною в'язкістю, з різними операційними процедурами та різними конфігураціями насосів.
Протягом багатьох років у галузі механічних ущільнень було впроваджено значні інновації, які знизили чутливість ущільнень до різних умов експлуатації та призвели до підвищення надійності. Це означає, що якщо кінцевий користувач не має контрольно-вимірювальних приладів для попередження про вібрацію, температуру, навантаження на підшипники та двигун, сучасні ущільнення в більшості випадків все одно виконуватимуть свої основні функції.
ВИСНОВОК
Завдяки надійній інженерії, вдосконаленню матеріалів, автоматизованому проектуванню та передовим технологіям виробництва, механічні ущільнення продовжують доводити свою цінність та надійність. Незважаючи на зміни у контролі викидів та ізоляції, а також на гранично допустимі значення безпеки та впливу, ущільнення залишаються на крок попереду складних вимог. Саме тому механічні ущільнення все ще є кращим вибором у переробній промисловості.
Час публікації: 30 червня 2022 р.