Mechanikus tömítések centrifugálszivattyúkban: típusok, kiválasztás és telepítés

A szivattyútengely közelében képződő néhány csepp folyadék elsőre ártalmatlannak tűnhet, de gyakran a mechanikus tömítés meghibásodásának első jele. A centrifugális szivattyúban a mechanikus tömítés az az alkatrész, amely megakadályozza, hogy a nyomás alatt álló technológiai folyadék kiszabaduljon ott, ahol a forgó tengely belép a szivattyúházba. Ha meghiúsul, az eredmény termékvesztés, nem tervezett leállás, biztonsági kockázatok és költséges javítások. A mechanikus tömítések működésének, a rendelkezésre álló típusoknak és a szivattyú többi részének a tömítések teljesítményére gyakorolt ​​hatásának megértése elengedhetetlen mindazok számára, akik centrifugálszivattyúkat határoznak meg, üzemeltetnek vagy karbantartanak.

Ez a cikk elmagyarázza a centrifugálszivattyúk mechanikus tömítéseinek alapjait, összehasonlítja a fő tömítéstípusokat, valamint gyakorlati kiválasztási és beszerelési útmutatást ad. Emellett rávilágít a gyakran figyelmen kívül hagyott kapcsolatra a szivattyúöntvény minősége és a tömítés élettartama között – ez a téma éppolyan fontos, mint maga a tömítés.

Hogyan működik a mechanikus tömítés

A mechanikus tömítésnek két ultralapos tömítőfelülete van: az egyik a tengellyel együtt forog, a másik pedig a szivattyúházban marad. A rugók és a hidraulikus nyomás hatására ezek a felületek olyan gátat képeznek, amely rendkívül vékony filmréteggé korlátozza a folyadékszivárgást. Ez a fólia – jellemzően csak néhány mikron vastag – keni a felületeket, és megakadályozza a szárazonfutást, miközben megtartja a folyamat nyomását.

Ellentétben a tömszelence tömítéssel, amely szabályozott szivárgáson alapul, hogy kenve maradjon, a megfelelően kiválasztott mechanikus tömítés szinte semmilyen látható szivárgást nem okoz. Emiatt ez a legmodernebb centrifugálszivattyúk előnyben részesített választása, különösen akkor, ha a folyadék veszélyes, drága vagy káros a környezetre.

A tömítőszerelvény másodlagos tömítőelemeket is tartalmaz, mint például O-gyűrűket vagy tömítéseket, valamint egyes kiviteleknél fém- vagy gumiharangot. Ezek a másodlagos tömítések kezelik a statikus tömítést a tömszelencelemez, a szivattyúház és a tengelyhüvely között. A mechanikus tömítés általános teljesítménye nemcsak a saját alkatrészeinek minőségétől függ, hanem a szivattyúház, a tengely és a járókerék állapotától is. Ha szeretné látni, hogy ezek a szivattyú-alkatrészek hogyan járulnak hozzá a tömítési környezethez, tekintse meg a cikket centrifugálszivattyú öntvények szerepe a centrifugálszivattyúkban hasznos kontextust biztosít.

A centrifugálszivattyúk mechanikus tömítéseinek fő típusai

A centrifugálszivattyúk széles nyomás-, hőmérséklet- és folyamatkörülmények között működnek, így egyetlen tömítési kialakítás sem működik minden szolgáltatásnál. A tervezők és karbantartó mérnökök általában hat általános kategória közül választanak.

Kiegyensúlyozott és kiegyensúlyozatlan tömítések

A kiegyensúlyozatlan tömítés rögzített felülettel rendelkezik, ahol a szivattyú teljes hidraulikus nyomása egymáshoz nyomja a felületeket. Ez a kialakítás egyszerű és olcsó, de nagy nyomáson túlzott arcterhelést generál, ami növeli a hőt és a kopást. A kiegyensúlyozott tömítéseknek lépcsős tengelye vagy lépcsője van az illesztőgyűrűben, amely csökkenti a hidraulikus nyomásnak kitett területet. Ez lehetővé teszi számukra, hogy kisebb terhelés mellett nagyobb nyomást is kezeljenek. A legtöbb centrifugálszivattyú-alkalmazáshoz nagyjából 15-20 bar nyomás felett kiegyensúlyozott tömítés javasolt.

Nyomós és nem nyomó tömítések

A tolótömítés dinamikus O-gyűrűt használ, amely a tengely mentén elcsúszik, hogy fenntartsa az érintkezést a tömítőfelületek kopásával. Ez egy bevált kialakítás, de az O-gyűrűnek rugalmasnak kell maradnia; ha a szivattyúzott folyadék hatására az O-gyűrű megduzzad vagy beragad, a tömítés meghibásodhat. A nem nyomó tömítések, amelyek gyakran fémharangokkal vannak ellátva, a kopást úgy kompenzálják, hogy az elasztomer csúsztatása helyett meghajlítják a csőmembrán anyagát. Jobbak a magas hőmérsékleten és az elasztomereket lebontó folyadékokhoz, bár általában többe kerülnek.

Hagyományos és patronos tömítések

A hagyományos mechanikus tömítés több darabból áll, és a szerelő az összeszerelés során elhelyezi a rugót, a forgófelületet, a tömszelencelemezt és az állóféket. Ez rugalmasságot biztosít, de több lehetőséget teremt a telepítési hibákra. A patronos tömítés egy előre összeszerelt egység, amely egy darabként csúszik a tengelyre. Megőrzi a helyes beállítást és tömörítést, csökkenti a telepítési hibákat, és különösen népszerű olyan szivattyúknál, ahol a karbantartási idő kritikus.

Az ilyen típusok kiválasztásánál figyelembe kell venni a szivattyúzott folyadékot, a nyomásingadozásokat, a hőmérsékletet, a tengely fordulatszámát és azt is, hogy vannak-e koptató részecskék. Ezek a tényezők határozzák meg, hogy az egyetlen tömítés, a kettős tömítés vagy az öblítési tervvel rendelkező tömítés a megfelelő választás.

Miért befolyásolja a szivattyú alkatrészeinek minősége a tömítés élettartamát?

A mechanikus tömítés érzékeny magának a szivattyúnak a dinamikus viselkedésére. A vibráció, a tengely elhajlása és eltolódása miatt a tömítés felületei kinyílhatnak, ugrálhatnak vagy egyenetlenül kophatnak. Ezeket a feltételeket gyakran a szivattyúöntvény rossz tervezése vagy gyártási hibái okozzák, nem pedig a tömítés.

A centrifugálszivattyú öntvények A burkolatot, csavarmenetet és egyéb nyomást tartalmazó részeket képező falvastagsággal, kohászati integritással és méretpontossággal kell rendelkeznie. Az eltorzult burkolat egyenetlen karimás terhelést okoz, ami kihúzhatja a tömszelencelemezt a beállításból, és gyors tömítéskopást okozhat. A jó öntvények csökkentik a porozitás és a nyomás alatti szivárgás kockázatát is, ami védi a tömítés környezetét.

Egyedi rozsdamentes acél centrifugálszivattyú öntvénygyártók, OEM beszállítók A Ningbo Etdz Andrew Precision Cast Co., Ltd. a kínai centrifugálszivattyú-öntvények gyártója és egyedi rozsdamentes acél precíziós központ... Termék megtekintése →

A impeller is just as important. An imbalanced impeller creates vibration that travels down the shaft and into the seal chamber. Precision-machined lapátos járókerék öntvények segít megőrizni a forgást egyenletesen és koncentrikusan. Szilárd anyagokat kezelő alkalmazásokhoz, spirál centrifugális járókerék öntvények gyakran használják, mert eltömődés nélkül engedik át a rostos vagy részecskékkel teli folyadékokat, csökkentve a nyomásingadozásokat a tömítés körül.

Egyedi rozsdamentes acél spirális centrifugális járókerék öntvények gyártói, OEM S A Ningbo Etdz Andrew Precision Cast Co., Ltd. Kína spirális centrifugális járókerék öntvények gyártója és egyedi rozsdamentes acél precíziós... Termék megtekintése →

Egyedi rozsdamentes acél lapátos járókerék öntvénygyártók, OEM beszállítók A Ningbo Etdz Andrew Precision Cast Co., Ltd. a kínai lapátkerék-öntvények gyártója és egyedi rozsdamentes acél precíziós pengék... Termék megtekintése →

A felületkezelés is számít. A tömítés álló üléke a burkolat tömszelencéhez ül, és ha ez a felület durva, szivárgási utakat hozhat létre, vagy torzíthatja a tömítés felületét. A rossz felületi minőségű öntvények további megmunkálást igényelnek, és a tömítést befolyásoló mikrohibákat hagyhatnak maguk után. A felületminőség javításával kapcsolatos részletes információk a következő cikkben találhatók: rozsdamentes acél vízszivattyús öntvények felületi minőségének biztosítása . Hasonlóképpen, a járókerék hidraulikus alakja befolyásolja a nyomáseloszlást a tömítőkamrában, amint azt a hogyan befolyásolja a rozsdamentes acél járókerék kialakítása a hatékonyságot és a teljesítményt .

A mechanikus tömítés kiválasztása: legfontosabb szempontok

A megfelelő mechanikus tömítés kiválasztása nem csak a tengely átmérőjének egyeztetésén múlik. A következő paramétereket minden alkalmazásnál felül kell vizsgálni:

• A folyadék jellemzői: A korrozív folyadékokhoz nedvesített anyagokra van szükség, például kerámiára, szilícium-karbidra vagy Hastelloy-ra. A szilárd anyagokat tartalmazó folyadékok gyakran öblítési tervet igényelnek az arcok tisztán tartása érdekében.
• Nyomás: A nagy nyomás általában kiegyensúlyozott tömítést igényel. Azt is ellenőriznie kell, hogy a tömszelence nyomása nagyobb vagy alacsonyabb-e, mint a szivattyú nyomónyomása – ez befolyásolja a tömítés kialakítását.
• Hőmérséklet: A magas hőmérséklet meghaladhatja az elasztomer O-gyűrűk határértékét, ezért a fém harmonikatömítés előnyösebb. Az alacsony hőmérséklet jegesedést vagy polimerizációt okozhat.
• Tengely fordulatszám: Nagy felületi sebességeknél a hőképződés növekszik, ezért a tömítési felületek megfelelő hűtést és kenést igényelnek.
• Szabványok: Számos iparágban a centrifugálszivattyúk tömítéseit az API 682 szerint határozzák meg, amely meghatározza a tömítési kategóriákat, elrendezéseket és öblítési terveket.
• Telepítési hely: A patronos tömítések több helyet foglalnak el, de egyszerűsítik a beszerelést. Ellenőrizze, hogy a tömszelence lemezen van-e hely a tömítés szerelvényeinek.

Egy másik fontos szempont a tengelyhüvely minősége. A tömítés elasztomerje vagy csőmembránja átcsúszik a hüvelyen, ezért kemény krómozottnak vagy sima felületű korrózióálló anyagból kell lennie. Az érdes vagy korrodált hüvely hamarosan tönkreteszi a másodlagos tömítőelemeket.

Telepítési és karbantartási alapok

Még a legjobb csúszógyűrűs tömítés is gyorsan meghibásodik, ha helytelenül van felszerelve. A leggyakoribb hibák a tömszelencelemez hibás beállítása, piszkos vagy sérült felületek, nem megfelelő tömörítés és szárazonfutás indításkor. Íme a megbízható telepítés alapvető lépései:

1. Tisztítsa meg a tömszelencét és a tengelyhüvelyt; távolítson el minden sorját, vízkövet és régi tömítésanyagot.
2. Ellenőrizze, hogy a tengely kifutása a szivattyú gyártójának határain belül van-e, általában 0,05 mm vagy kevesebb a tömítési területen.
3. Erős fényben ellenőrizze az új tömítési felületeket. Bármilyen bevágás, karcolás vagy szennyeződés azt jelenti, hogy a tömítést nem szabad használni.
4. Vigyen fel vékony filmréteget kompatibilis kenőanyaggal a tömítési felületekre és az elasztomerekre, hacsak a gyártó másként nem rendelkezik.
5. Szerelje fel az álló üléket és a tömszelence lemezt, majd csúsztassa a forgó egységet a tengelyre anélkül, hogy túlzottan meghúzná a rögzítőcsavarokat.
6. Állítsa be a megfelelő tömörítési hosszt a rajz szerint. A patronos tömítésekhez egyszerűen szerelje be az előre beállított egységet, és távolítsa el a kapcsokat, miután meghúzta a tömszelencét.
7. A tömszelence csavarjait egyenletesen és keresztben húzza meg, hogy elkerülje a tömszelence elferdülését.
8. A szivattyú elindítása előtt légtelenítse a házat, és öblítse át a tömítéskamrát, hogy elkerülje a tömítés kiszáradását.

Működés közben figyelje a tömítéskamra hőmérsékletét, figyelje a nyikorgó vagy csattogó hangokat, és ellenőrizze a látható szivárgást. Sok szivattyú kis öblítővezetéket használ, amely tiszta folyadékot keringet a tömítőkamrán keresztül; tartsa nyitva ezt a vezetéket, és szükség szerint állítsa be az áramlási sebességet. A tömítési terület tervezett ellenőrzése, valamint a szivattyú vibráció-ellenőrzése korán észlelheti a problémákat, még mielőtt azok a tömítés teljes meghibásodását okoznák.

Következtetés

A centrifugálszivattyú mechanikus tömítése nem működik elszigetelten. Ez egy precíziós alkatrész, amely a stabil tengelyviszonyoktól, a szivattyú helyes összeszerelésétől és a jól elkészített szivattyú belső részétől függ. Az első lépés a folyadék-, nyomás-, hőmérséklet- és beépítési követelményeknek megfelelő tömítéstípus kiválasztása; a szivattyúház és a járókerék megfelelő tűrésekre való megmunkálása a második. Együtt hűvösen, kenve és stabilan tartják a tömítési felületeket több ezer üzemórán keresztül.

A szivattyúgyártók és a karbantartó csapatok számára az ezeket a tűréseket megértő öntvényszállítókkal való együttműködés mérhető különbséget jelenthet a tömítések megbízhatóságában. Akár tömör centrifugálszivattyú-öntvényekre, precízen kialakított lapátos járókerék-öntvényekre vagy speciális spirális centrifugális járókerék-öntvényekre van szüksége, ezen alkatrészek minősége közvetlenül befolyásolja a mechanikus tömítés élettartamát. Tartsa a mechanikus tömítést az ellenőrzési ellenőrzőlistán, de ne felejtse el az azt alátámasztó öntvényeket.