Om lekkage bij centrifugaalpompen te begrijpen, is het belangrijk om eerst de basiswerking van een centrifugaalpomp te begrijpen. Wanneer de vloeistof via het waaieroog van de pomp en de waaierschoepen naar boven stroomt, heeft de vloeistof een lagere druk en een lagere snelheid. Wanneer de vloeistof door het slakkenhuis stroomt, neemt de druk toe en neemt de snelheid toe. De vloeistof verlaat de pomp vervolgens via de uitlaat, waar de druk hoog is, maar de snelheid afneemt. De vloeistof die de pomp ingaat, moet de pomp weer verlaten. De pomp genereert opvoerhoogte (of druk), wat betekent dat de energie van de pompvloeistof toeneemt.
Bepaalde componentstoringen van een centrifugaalpomp, zoals koppelingen, hydraulische systemen, statische verbindingen en lagers, veroorzaken een uitval van het hele systeem, maar ongeveer negenenzestig procent van alle pompstoringen is te wijten aan een defecte afdichting.
DE BEHOEFTE AAN MECHANISCHE AFDICHTINGEN
Een mechanische afdichtingEen apparaat dat wordt gebruikt om lekkage tussen een roterende as en een met vloeistof of gas gevuld vat te beheersen. De belangrijkste taak is het beheersen van lekkage. Alle afdichtingen lekken – dat is nodig om een vloeistoffilm over het gehele oppervlak van de mechanische afdichting te behouden. De lekkage die aan de atmosferische zijde naar buiten komt, is vrij laag; de lekkage in een koolwaterstof wordt bijvoorbeeld gemeten met een VOS-meter in delen per miljoen.
Voordat mechanische afdichtingen werden ontwikkeld, sloten ingenieurs een pomp doorgaans af met een mechanische pakking. De mechanische pakking, een vezelachtig materiaal dat meestal geïmpregneerd is met een smeermiddel zoals grafiet, werd in stukken gesneden en in een zogenaamde "pakkingbus" gestopt. Vervolgens werd aan de achterkant een pakkingbus aangebracht om alles te verdichten. Omdat de pakking direct contact maakt met de as, is smering vereist, maar dit levert nog steeds vermogensverlies op.
Meestal zorgt een "lantaarnring" ervoor dat er spoelwater op de pakking wordt aangebracht. Dat water, nodig om de as te smeren en te koelen, lekt in het proces of in de atmosfeer. Afhankelijk van uw toepassing kan het nodig zijn om:
- Leid het spoelwater weg van het proces om besmetting 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 tot lagerschade kan leiden.
Zoals bij elke pomp is het verstandig om uw pomp te testen om de jaarlijkse kosten te bepalen. Een pakkingpomp is misschien betaalbaar in installatie en onderhoud, maar als u berekent hoeveel liter water hij per minuut of per jaar verbruikt, zult u misschien verrast zijn door de kosten. Een pomp met mechanische afdichting kan u mogelijk veel jaarlijkse kosten besparen.
Gezien de algemene geometrie van een mechanische afdichting, kan overal waar zich een pakking of een o-ring bevindt, een potentieel lek ontstaan:
- Een geërodeerde, versleten of gevreesde dynamische o-ring (of pakking) terwijl de mechanische afdichting beweegt.
- Vuil of verontreiniging tussen de mechanische afdichtingen.
- Een afwijkende bewerking in de mechanische afdichtingen.
DE VIJF SOORTEN STORINGEN AAN AFDICHTINGSAPPARATEN
Als de centrifugaalpomp een ongecontroleerde lekkage vertoont, moet u alle mogelijke oorzaken grondig onderzoeken om te bepalen of er reparaties of een nieuwe installatie nodig zijn.
1. Operationele fouten
Het negeren van het beste rendement: Laat u de pomp draaien op het beste rendement (BEP) op een prestatiecurve? Elke pomp is ontworpen met een specifiek rendement. Wanneer u de pomp buiten dat gebied laat draaien, creëert u problemen met de flow die tot systeemstoringen leiden.
Onvoldoende netto positieve zuighoogte (NPSH): Als de zuighoogte van uw pomp onvoldoende is, kan de roterende constructie instabiel worden, wat cavitatie en een defecte afdichting tot gevolg kan hebben.
Werken zonder doel:Als u de regelklep te laag instelt om de pomp te smoren, kunt u de doorstroming blokkeren. Een geblokkeerde doorstroming veroorzaakt recirculatie in de pomp, wat warmte genereert en een afdichtingsbreuk kan veroorzaken.
Drooglopen en onjuiste ontluchting van de afdichting: Een verticale pomp is het meest kwetsbaar, omdat de mechanische afdichting zich bovenop bevindt. Bij onjuiste ontluchting kan er lucht rond de afdichting vast komen te zitten, waardoor de pakkingbus niet kan worden afgevoerd. De mechanische afdichting zal snel falen als de pomp in deze toestand blijft draaien.
Lage dampmarge:Dit zijn flashingvloeistoffen; hete koolwaterstoffen zullen flashen wanneer ze worden blootgesteld aan atmosferische omstandigheden. Wanneer de vloeistoffilm langs de mechanische afdichting stroomt, kan deze aan de atmosferische zijde flashen en een storing veroorzaken. Deze storing treedt vaak op bij ketelvoedingssystemen: heet water van 120-130 °C flasht bij drukval over de afdichtingsvlakken.
2. Mechanische storingen
Een verkeerde uitlijning van de as, een onbalans in de koppeling en een onbalans in de waaier kunnen allemaal bijdragen aan defecten aan de mechanische afdichting. Bovendien zal een verkeerd uitgelijnde leidingen die aan de pomp zijn geschroefd, de pomp zwaar belasten nadat de pomp is geïnstalleerd. Een slechte fundering moet ook worden vermeden: zit de fundering goed vast? Is de fundering goed ingegoten? Is er een slappe voet? Zijn de bouten correct bevestigd? Controleer tot slot de lagers. Als de lagers minder goed slijten, zullen de assen gaan bewegen en trillingen in de pomp veroorzaken.
3. Storingen in afdichtingscomponenten
Heeft u een goed tribologisch (wrijvingsleer) paar? Heeft u de juiste combinaties van afdichtingsvlakken gekozen? Hoe zit het met de kwaliteit van het afdichtingsvlakmateriaal? Zijn uw materialen geschikt voor uw specifieke toepassing? Heeft u de juiste secundaire afdichtingen geselecteerd, zoals pakkingen en o-ringen, die bestand zijn tegen chemische en hitte-invloeden? Uw veren mogen niet verstopt zijn of uw balgen gecorrodeerd. Let ten slotte op vervormingen van het afdichtingsvlak door druk of hitte, aangezien een mechanische afdichting onder hoge druk juist zal verbuigen en het scheve profiel lekkage kan veroorzaken.
4. Systeemontwerpfouten
U hebt een goede spoeling van de afdichting nodig, samen met voldoende koeling. Dubbele systemen gebruiken spervloeistoffen; de hulpafdichtingspot moet zich op de juiste locatie bevinden, met de juiste instrumenten en leidingen. U moet rekening houden met de lengte van de rechte leiding bij de aanzuiging – sommige oudere pompsystemen, die vaak als een kant-en-klare skid werden geleverd, hebben een elleboog van 90° bij de aanzuiging, vlak voordat de vloeistof het waaieroog binnenkomt. De elleboog veroorzaakt een turbulente stroming die instabiliteit in de roterende constructie veroorzaakt. Alle aanzuig-/pers- en bypassleidingen moeten ook correct worden ontworpen, vooral als sommige leidingen in de loop der jaren zijn gerepareerd.
5. Al het overige
Andere factoren zijn slechts verantwoordelijk voor ongeveer 8 procent van alle storingen. Zo zijn hulpsystemen soms nodig om een acceptabele werkomgeving voor een mechanische afdichting te creëren. Bij dubbele systemen is een hulpvloeistof nodig die als barrière fungeert en voorkomt dat verontreiniging of procesvloeistof in de omgeving terechtkomt. Voor de meeste gebruikers biedt het aanpakken van een van de eerste vier categorieën echter de oplossing die ze nodig hebben.
CONCLUSIE
Mechanische afdichtingen spelen een belangrijke rol in de betrouwbaarheid van roterende apparatuur. Ze zijn verantwoordelijk voor lekkages en storingen in het systeem, maar geven ook problemen aan die uiteindelijk ernstige schade kunnen veroorzaken. De betrouwbaarheid van afdichtingen wordt sterk beïnvloed door het ontwerp en de werkomgeving.
Plaatsingstijd: 26-06-2023