De uitdagingen voor de procesindustrie zijn veranderd, hoewel er nog steeds vloeistoffen worden verpompt, waarvan sommige gevaarlijk of giftig zijn. Veiligheid en betrouwbaarheid blijven van het grootste belang. Operators verhogen echter de snelheid, druk, debiet en zelfs de strengheid van de vloeistofeigenschappen (temperatuur, concentratie, viscositeit, enz.) bij de verwerking van veel batchprocessen. Voor de operators van aardolieraffinaderijen, gasverwerkingsinstallaties en petrochemische en chemische fabrieken betekent veiligheid het beheersen en voorkomen van verlies van, of blootstelling aan, de verpompte vloeistoffen. Betrouwbaarheid betekent pompen die efficiënt en economisch werken, met minder onderhoud.
Een goed ontworpen mechanische afdichting garandeert de pompgebruiker langdurige, veilige en betrouwbare pompwerking met een beproefde technologie. Mechanische afdichtingen presteren, te midden van talloze roterende onderdelen en componenten, bewezen betrouwbaar onder de meeste bedrijfsomstandigheden.
Pompen en afdichtingen: een goede combinatie.
Het is moeilijk te geloven dat er bijna 30 jaar zijn verstreken sinds de massale introductie van afdichtingsloze pomptechnologie in de procesindustrie. De nieuwe technologie werd gepromoot als de oplossing voor alle problemen en vermeende beperkingen van mechanische afdichtingen. Sommigen suggereerden zelfs dat dit alternatief het gebruik van mechanische afdichtingen volledig overbodig zou maken.
Niet lang na deze promotie ontdekten eindgebruikers echter dat mechanische afdichtingen konden voldoen aan, of zelfs de wettelijk vereiste eisen voor lekdichtheid en insluiting konden overtreffen. Bovendien ondersteunden pompfabrikanten de technologie door verbeterde afdichtingskamers te leveren ter vervanging van de oude compressiepakkingen.
De huidige afdichtingskamers zijn specifiek ontworpen voor mechanische afdichtingen, waardoor robuustere technologie in een cartridgeplatform mogelijk is, de installatie eenvoudiger wordt en een omgeving wordt gecreëerd waarin de afdichtingen optimaal kunnen functioneren.
ONTWERPVERBETERINGEN
Midden jaren tachtig dwongen nieuwe milieuregelgeving de industrie niet alleen tot aandacht voor beheersing en emissies, maar ook voor de betrouwbaarheid van apparatuur. De gemiddelde tijd tussen reparaties (MTBR) voor mechanische afdichtingen in een chemische fabriek bedroeg ongeveer 12 maanden. Tegenwoordig is de gemiddelde MTBR 30 maanden. De petroleumindustrie, die te maken heeft met enkele van de strengste emissienormen, heeft momenteel een gemiddelde MTBR van meer dan 60 maanden.
Mechanische afdichtingen hebben hun reputatie waargemaakt door aan te tonen dat ze kunnen voldoen aan, en zelfs de eisen van de beste beschikbare regeltechnologie (BACT) kunnen overtreffen. Bovendien bleven ze tegelijkertijd een economische en energiezuinige technologie die voldoet aan de emissie- en milieuregelgeving.
Met computerprogramma's kunnen afdichtingen vóór de productie worden gemodelleerd en geprototypeerd. Zo kan worden bevestigd hoe ze zich onder specifieke bedrijfsomstandigheden zullen gedragen voordat ze in de praktijk worden geïnstalleerd. De mogelijkheden voor het ontwerpen van afdichtingen en de technologie van afdichtingsmaterialen zijn zodanig gevorderd dat ze nu één-op-één kunnen worden ontwikkeld voor een specifieke procesapplicatie.
De huidige computermodelleringsprogramma's en -technologieën maken het mogelijk om 3D-ontwerpen te beoordelen, eindige-elementenanalyses (FEA) uit te voeren, computationele vloeistofdynamica (CFD) te gebruiken, starre-lichaamsanalyses uit te voeren en thermische beeldvormingsprogramma's toe te passen. Deze mogelijkheden waren in het verleden niet zo gemakkelijk beschikbaar of te kostbaar voor frequent gebruik met eerdere 2D-tekeningen. Deze vooruitgang in modelleertechnieken heeft bijgedragen aan de betrouwbaarheid van het ontwerp van mechanische afdichtingen.
Deze programma's en technologieën hebben de weg vrijgemaakt voor het ontwerp van standaard cartridgeafdichtingen met veel robuustere componenten. Hierbij werden onder andere veren en dynamische O-ringen uit de procesvloeistof verwijderd, waardoor flexibele statortechnologie de voorkeur kreeg.
TESTMOGELIJKHEID VOOR ONTWERP OP MAAT
De introductie van standaard cartridgeafdichtingen heeft aanzienlijk bijgedragen aan een grotere betrouwbaarheid van afdichtingssystemen dankzij hun robuustheid en eenvoudige installatie. Deze robuustheid maakt een breder scala aan toepassingsomstandigheden met betrouwbare prestaties mogelijk.
Bovendien hebben de snellere ontwerp- en fabricagemogelijkheden van op maat gemaakte afdichtingssystemen het mogelijk gemaakt om de prestaties van pompen nauwkeurig af te stemmen op uiteenlopende eisen. Aanpassingen kunnen worden doorgevoerd door wijzigingen in de afdichting zelf of, eenvoudiger, door middel van hulpcomponenten zoals een leidingplan. De mogelijkheid om de afdichtingsomgeving onder wisselende bedrijfsomstandigheden te beheersen door middel van een ondersteuningssysteem of leidingplannen is cruciaal voor de prestaties en betrouwbaarheid van de afdichting.
Een natuurlijke ontwikkeling was de productie van op maat gemaakte pompen, met bijbehorende, eveneens op maat gemaakte mechanische afdichtingen. Tegenwoordig kan een mechanische afdichting snel worden ontworpen en getest voor elk type procesconditie of pompkarakteristiek. De afdichtingsvlakken, de dimensionale parameters van de afdichtingskamer en de manier waarop de afdichting in de afdichtingskamer past, kunnen op maat worden ontworpen en gefabriceerd voor een breed scala aan toepassingen. De actualisering van normen zoals de American Petroleum Institute (API) Standard 682 heeft ook bijgedragen aan een grotere betrouwbaarheid van afdichtingen door eisen te stellen aan het ontwerp, de materialen en de functionaliteit van de afdichting.
OP MAAT GEMAAKT
De afdichtingsindustrie kampt dagelijks met de commoditisering van afdichtingstechnologie. Te veel kopers denken dat "een afdichting gewoon een afdichting is". Standaardpompen kunnen vaak dezelfde basisafdichting gebruiken. Echter, bij installatie en toepassing onder specifieke procesomstandigheden, is vaak een vorm van maatwerk in het afdichtingssysteem nodig om de vereiste betrouwbaarheid onder die specifieke bedrijfsomstandigheden en chemische processen te garanderen.
Zelfs met hetzelfde standaard cartridgeontwerp bestaat er een breed scala aan aanpassingsmogelijkheden, van de materiaalkeuze tot het toegepaste leidingplan. Advies van de afdichtingsfabrikant over de selectie van de componenten van het afdichtingssysteem is cruciaal voor het bereiken van het vereiste prestatieniveau en de algehele betrouwbaarheid. Dit soort aanpassingen kan ervoor zorgen dat mechanische afdichtingen bij normaal gebruik een MTBR (Mean Time Between Repairs) van 30 tot 60 maanden halen in plaats van 24 maanden.
Met deze aanpak kunnen eindgebruikers erop vertrouwen dat ze een afdichtingssysteem ontvangen dat is ontworpen voor hun specifieke toepassing, vorm en functie. De mogelijkheid biedt de eindgebruiker de benodigde kennis over de werking van de pomp vóór de installatie. Er hoeft niet te worden gegist over hoe de pomp werkt of of deze geschikt is voor de toepassing.
BETROUWBAAR ONTWERP
Hoewel de meeste procesoperators dezelfde functies uitvoeren, zijn de toepassingen niet hetzelfde. Processen verlopen met verschillende snelheden, temperaturen en viscositeiten, met verschillende bedieningsprocedures en pompconfiguraties.
Door de jaren heen heeft de mechanische afdichtingsindustrie belangrijke innovaties geïntroduceerd die de gevoeligheid van afdichtingen voor wisselende bedrijfsomstandigheden hebben verminderd en de betrouwbaarheid hebben verhoogd. Dit betekent dat, zelfs als een eindgebruiker geen meetinstrumenten heeft om waarschuwingen te geven voor trillingen, temperatuur, lager- en motorbelasting, de huidige afdichtingen in de meeste gevallen nog steeds hun primaire functie zullen vervullen.
CONCLUSIE
Door middel van betrouwbaarheidstechniek, materiaalverbeteringen, computerondersteund ontwerp en geavanceerde fabricagetechnieken bewijzen mechanische afdichtingen keer op keer hun waarde en betrouwbaarheid. Ondanks veranderende emissie- en insluitingsvoorschriften, en veiligheids- en blootstellingslimieten, zijn afdichtingen altijd aan de steeds strengere eisen blijven voldoen. Daarom blijven mechanische afdichtingen de voorkeur genieten in de procesindustrie.
Geplaatst op: 30 juni 2022