برای درک نشتی پمپ گریز از مرکز، ابتدا درک عملکرد اساسی یک پمپ گریز از مرکز مهم است. با ورود جریان از طریق چشم پروانه پمپ و بالا رفتن از پره‌های پروانه، سیال با فشار و سرعت کمتری حرکت می‌کند. هنگامی که جریان از طریق محفظه حلزونی عبور می‌کند، فشار افزایش می‌یابد و سرعت نیز افزایش می‌یابد. سپس جریان از طریق خروجی خارج می‌شود که در آن نقطه فشار بالا اما سرعت کاهش می‌یابد. جریانی که وارد پمپ می‌شود باید از پمپ خارج شود. پمپ هد (یا فشار) ایجاد می‌کند، به این معنی که انرژی سیال پمپ را افزایش می‌دهد.
خرابی برخی از اجزای یک پمپ گریز از مرکز، مانند کوپلینگ، هیدرولیک، اتصالات استاتیک و یاتاقان‌ها، باعث خرابی کل سیستم می‌شود، اما تقریباً شصت و نه درصد از کل خرابی‌های پمپ ناشی از نقص دستگاه آب‌بندی است.
نیاز به آب‌بندهای مکانیکی
یک آب‌بند مکانیکیوسیله‌ای است که برای کنترل نشتی بین یک شفت چرخان و یک مخزن پر از مایع یا گاز استفاده می‌شود. مسئولیت اصلی آن کنترل نشتی است. همه آب‌بندها نشت می‌کنند - آنها باید این کار را انجام دهند تا یک لایه سیال روی کل سطح آب‌بند مکانیکی حفظ شود. نشتی که از سمت اتمسفر خارج می‌شود نسبتاً کم است. به عنوان مثال، نشتی در یک هیدروکربن توسط یک دستگاه اندازه‌گیری VOC بر حسب قسمت در میلیون اندازه‌گیری می‌شود.
قبل از توسعه آب‌بندهای مکانیکی، مهندسان معمولاً پمپ را با پکینگ مکانیکی آب‌بندی می‌کردند. پکینگ مکانیکی، یک ماده فیبری که معمولاً با روان‌کننده‌ای مانند گرافیت آغشته می‌شود، به بخش‌هایی برش داده می‌شد و در چیزی که "جعبه آب‌بندی" نامیده می‌شد، پر می‌شد. سپس یک غده پکینگ به قسمت پشتی اضافه می‌شد تا همه چیز را جمع کند. از آنجایی که پکینگ در تماس مستقیم با شفت است، نیاز به روانکاری دارد، اما همچنان قدرت موتور را کاهش می‌دهد.
معمولاً یک «حلقه فانوسی» امکان استفاده از آب شستشو را روی پکینگ فراهم می‌کند. آن آب که برای روانکاری و خنک کردن شفت لازم است، یا به داخل فرآیند یا به داخل جو نشت می‌کند. بسته به کاربرد شما، ممکن است لازم باشد:
- برای جلوگیری از آلودگی، آب شستشو را از فرآیند دور کنید.
- جلوگیری از جمع شدن آب سیفون روی زمین (پاشش بیش از حد)، که هم از نگرانی‌های OSHA و هم از نگرانی‌های نظافتچیان است.
- جعبه یاتاقان را از آب شستشو محافظت کنید، که می‌تواند روغن را آلوده کرده و در نهایت منجر به خرابی یاتاقان شود.
مانند هر پمپ دیگری، شما باید پمپ خود را آزمایش کنید تا هزینه‌های سالانه مورد نیاز برای کارکرد آن را کشف کنید. نصب و نگهداری یک پمپ پکینگ ممکن است مقرون به صرفه باشد، اما اگر محاسبه کنید که چند گالن آب در دقیقه یا در سال مصرف می‌کند، ممکن است از هزینه آن شگفت‌زده شوید. یک پمپ با آب‌بندی مکانیکی می‌تواند به طور بالقوه هزینه‌های سالانه زیادی را برای شما صرفه‌جویی کند.
با توجه به هندسه کلی یک آب‌بند مکانیکی، هر جایی که واشر یا اورینگ وجود داشته باشد، یک نقطه نشتی بالقوه وجود دارد:
- اورینگ (یا واشر) دینامیکی فرسایش یافته، ساییده شده یا فرت شده هنگام حرکت آب‌بند مکانیکی.
- وجود کثیفی یا آلودگی بین آب‌بندهای مکانیکی.
- یک عملیات خارج از طراحی در داخل آب‌بندهای مکانیکی.
پنج نوع خرابی دستگاه آب‌بندی
اگر پمپ گریز از مرکز نشتی کنترل نشده‌ای را نشان می‌دهد، باید تمام دلایل احتمالی را به طور کامل بررسی کنید تا مشخص شود که آیا به تعمیر نیاز دارید یا نصب جدید.
۱. خرابی‌های عملیاتی
نادیده گرفتن بهترین نقطه راندمان: آیا پمپ را در بهترین نقطه راندمان (BEP) روی منحنی عملکرد به کار می‌اندازید؟ هر پمپ با یک نقطه راندمان خاص طراحی شده است. وقتی پمپ را خارج از آن منطقه به کار می‌اندازید، مشکلاتی در جریان ایجاد می‌کنید که باعث خرابی سیستم می‌شود.
هد مکش مثبت خالص ناکافی (NPSH): اگر هد مکش پمپ شما کافی نباشد، مجموعه چرخان می‌تواند ناپایدار شود، باعث کاویتاسیون شود و در نتیجه آب‌بندی دچار مشکل شود.
بی‌هدف عمل کردن:اگر شیر کنترل را خیلی پایین تنظیم کنید تا پمپ را خفه کنید، ممکن است جریان را خفه کنید. جریان خفه شده باعث چرخش مجدد در داخل پمپ می‌شود که گرما تولید می‌کند و باعث خرابی آب‌بندی می‌شود.
خشک کار کردن و تهویه نامناسب آب‌بند: پمپ عمودی بیشترین آسیب را می‌بیند زیرا آب‌بند مکانیکی در بالا قرار دارد. اگر تهویه نامناسبی داشته باشید، هوا می‌تواند در اطراف آب‌بند محبوس شود و نتواند محفظه آب‌بندی را تخلیه کند. اگر پمپ در این شرایط به کار خود ادامه دهد، آب‌بند مکانیکی به زودی خراب خواهد شد.
حاشیه بخار پایین:اینها سیالات جرقه‌زن هستند؛ هیدروکربن‌های داغ در معرض شرایط جوی، جرقه می‌زنند. هنگامی که لایه سیال از روی آب‌بند مکانیکی عبور می‌کند، می‌تواند در سمت اتمسفر جرقه بزند و باعث خرابی شود. این خرابی اغلب در سیستم‌های تغذیه دیگ بخار اتفاق می‌افتد - آب گرم با دمای ۲۵۰ تا ۲۸۰ درجه فارنهایت با افت فشار در سطوح آب‌بند، جرقه می‌زند.
۲. خرابی‌های مکانیکی
عدم تراز شفت، عدم تعادل کوپلینگ و عدم تعادل پروانه، همگی می‌توانند در خرابی آب‌بند مکانیکی نقش داشته باشند. علاوه بر این، پس از نصب پمپ، اگر لوله‌های ناهم‌تراز به آن پیچ شده باشند، فشار زیادی به پمپ وارد می‌شود. همچنین باید از پایه نامناسب اجتناب کنید: آیا پایه محکم است؟ آیا به درستی دوغاب‌ریزی شده است؟ آیا پایه نرمی دارید؟ آیا به درستی پیچ شده است؟ و در آخر، یاتاقان‌ها را بررسی کنید. اگر تلرانس یاتاقان‌ها کم شود، شفت‌ها حرکت می‌کنند و باعث لرزش در پمپ می‌شوند.
۳. خرابی قطعات آب‌بندی
آیا یک جفت تریبولوژیکی (مطالعه اصطکاک) خوب دارید؟ آیا ترکیب‌های صحیح سطوح را انتخاب کرده‌اید؟ در مورد کیفیت مواد سطح آب‌بند چطور؟ آیا مواد شما برای کاربرد خاص شما مناسب هستند؟ آیا آب‌بندهای ثانویه مناسب، مانند واشرها و اورینگ‌ها، را که برای حملات شیمیایی و حرارتی آماده شده‌اند، انتخاب کرده‌اید؟ فنرهای شما نباید مسدود شده باشند یا سیلندرهای شما خورده نشده باشند. در آخر، مراقب اعوجاج سطح در اثر فشار یا گرما باشید، زیرا یک آب‌بند مکانیکی تحت فشار زیاد در واقع خم می‌شود و پروفیل کج می‌تواند باعث نشتی شود.
۴. نقص‌های طراحی سیستم
شما به یک چیدمان مناسب برای شستشوی آب‌بند، همراه با خنک‌کنندگی کافی نیاز دارید. سیستم‌های دوگانه دارای سیالات مانع هستند؛ دیگ آب‌بند کمکی باید در محل مناسب، با ابزار دقیق و لوله‌کشی صحیح قرار گیرد. شما باید طول لوله مستقیم در محل مکش را در نظر بگیرید - برخی از سیستم‌های پمپ قدیمی‌تر که اغلب به صورت بسته‌بندی شده عرضه می‌شدند، شامل یک زانویی ۹۰ درجه در محل مکش، درست قبل از ورود جریان به چشم پروانه بودند. زانویی باعث ایجاد جریان آشفته‌ای می‌شود که باعث ایجاد ناپایداری در مجموعه چرخان می‌شود. تمام لوله‌کشی‌های مکش/تخلیه و بای‌پس نیز باید به درستی مهندسی شوند، به خصوص اگر برخی از لوله‌ها در مقطعی از سال‌ها تعمیر شده باشند.
۵. هر چیز دیگری
سایر عوامل متفرقه تنها حدود ۸ درصد از کل خرابی‌ها را تشکیل می‌دهند. به عنوان مثال، گاهی اوقات سیستم‌های کمکی برای فراهم کردن یک محیط عملیاتی قابل قبول برای یک آب‌بند مکانیکی مورد نیاز هستند. برای اشاره به سیستم‌های دوگانه، به یک سیال کمکی نیاز دارید تا به عنوان مانعی عمل کند که از آلودگی یا ریختن سیال فرآیند به محیط جلوگیری کند. با این حال، برای اکثر کاربران، پرداختن به یکی از چهار دسته اول، راه‌حل مورد نیاز آنها را فراهم می‌کند.
نتیجه‌گیری
آب‌بندهای مکانیکی عامل اصلی در قابلیت اطمینان تجهیزات دوار هستند. آنها مسئول نشتی‌ها و خرابی‌های سیستم هستند، اما همچنین مشکلاتی را نشان می‌دهند که در نهایت باعث آسیب جدی در آینده می‌شوند. قابلیت اطمینان آب‌بند تا حد زیادی تحت تأثیر طراحی آب‌بند و محیط عملیاتی قرار دارد.
زمان ارسال: ۲۶ ژوئن ۲۰۲۳