Zakłady przetwórstwa chemicznego, zakłady farmaceutyczne i zakłady produkcyjne przemysłowe zależą od systemów pomp, które bez wycieków przesyłają agresywne, niebezpieczne lub wysokowartościowe płyny. Wydajność tych systemów pomp w dużym stopniu zależy od często-pomijanych elementów: metalowych podkładek i uszczelek. Te elementy uszczelniające tworzą krytyczną barierę pomiędzy wewnętrzną ścieżką płynu pompy a środowiskiem zewnętrznym.
W tym przewodniku technicznym zbadano, jak właściwy dobór i montaż podkładek przemysłowych i uszczelek pomp bezpośrednio wpływa na zerową-szczelność w zastosowaniach pomp do środków chemicznych. Informacje przedstawione tutaj dotyczą kompatybilności materiałowej, procedur instalacji i zagadnień związanych z konserwacją, których potrzebują inżynierowie i specjaliści ds. zaopatrzenia przy określaniu komponentów uszczelniających do wymagających zastosowań pomp.
Zrozumienie punktów uszczelnienia pompy i dróg wycieków
Każda pompa chemiczna zawiera wiele potencjalnych punktów wycieku, które wymagają rozwiązań uszczelniających. Identyfikacja tych ścieżek to pierwszy krok w kierunku osiągnięcia-bezszczelności w systemach przesyłania płynów.
Główne miejsca uszczelnień w pompach przemysłowych
Standardowa pompa odśrodkowa lub wyporowa obejmuje kilka obszarów, w których zatrzymanie cieczy zależy od uszczelek i podkładek:
Połączenia kołnierzowe:Kołnierze wlotowe i wylotowe łączą pompę z rurociągiem procesowym. W połączeniach tych stosuje się uszczelki wciśnięte pomiędzy kołnierze z wypukłą lub płaską powierzchnią czołową, zabezpieczone śrubami z podkładkami.
Połączenia obudowy pompy:Wieloczęściowe-obudowy pomp wymagają uszczelek na współpracujących powierzchniach pomiędzy sekcjami obudowy. Połączenia te muszą utrzymywać integralność uszczelnienia pod wpływem wewnętrznych zmian ciśnienia i temperatury.
Obudowa uszczelnienia mechanicznego:Pompy wyposażone w uszczelnienia mechaniczne wymagają dodatkowego uszczelnienia na dławiku uszczelniającym, zwykle realizowanego za pomocą pierścieni O-lub uszczelek płaskich.
Korki spustowe i odpowietrzające:Małe połączenia gwintowe do opróżniania i odpowietrzania należy stosować podkładki zgniatane lub podkładki uszczelniające, aby zapobiec wyciekaniu.
Interfejsy obudowy łożyska:Połączenie pomiędzy obudową łożyska a obudową pompy często zawiera uszczelkę zapobiegającą zanieczyszczeniu smaru i wnikaniu płynu.
Jak wyciek wpływa na operacje przetwarzania chemicznego
Wyciek pompy stwarza wiele problemów w warunkach przemysłowych. Utrata płynu ma bezpośredni wpływ na wydajność procesu i koszty surowców. Uwolnienia niebezpiecznych chemikaliów do środowiska powodują problemy w zakresie zgodności z przepisami i potencjalne kary. Narażenie pracownika na wyciekające chemikalia stwarza zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa. Uszkodzenia sprzętu spowodowane wyciekiem żrących płynów zwiększają koszty konserwacji i nieplanowane przestoje.
Skutki finansowe wykraczają poza sam wyciek płynu. Pompa wyciekająca zaledwie 10 kropli na minutę powoduje marnowanie około 200 galonów rocznie. W przypadku drogich specjalistycznych chemikaliów lub płynów-farmaceutycznych stanowi to znaczny koszt bezpośredni. Koszty pośrednie wynikające z zanieczyszczenia, czyszczenia i potencjalnego zakłócenia procesu często przekraczają wartość utraconego płynu.
Typy podkładek metalowych i ich funkcje w zespołach pomp
Podkładki przemysłowe pełnią określone funkcje mechaniczne w instalacjach pompowych, wykraczające poza prosty rozkład obciążenia. Wybór odpowiedniego typu podkładki dla każdego punktu zastosowania poprawia działanie łącznika i przyczynia się do ogólnej skuteczności uszczelnienia.
Płaskie podkładki do rozkładu obciążenia
Płaskie podkładki rozkładają siłę docisku z połączeń śrubowych na większą powierzchnię. W zespołach kołnierzy pompy taki rozkład zapobiega miejscowym skupieniom naprężeń, które mogłyby uszkodzić powierzchnie kołnierzy lub spowodować nierównomierne ściskanie uszczelki.
Standardowe podkładki płaskie są zgodne ze specyfikacjami, takimi jak ASME B18.22.1 lub DIN 125. W przypadku pomp obsługujących żrące chemikalia, płaskie podkładki ze stali nierdzewnej (gatunek 304 lub 316) zapewniają niezbędną odporność na korozję. Podkładki-utwardzane na wskroś działają lepiej niż wersje-utwardzane dyfuzyjnie, ponieważ są odporne na odkształcenia pod wpływem dużych obciążeń śrub.
Zewnętrzną średnicę podkładki należy dobrać tak, aby odpowiadała średnicy czołowej kołnierza. Niewymiarowe podkładki koncentrują obciążenie i mogą być osadzane w bardziej miękkich materiałach kołnierzy. Nadwymiarowe podkładki mogą kolidować z sąsiednimi śrubami lub elementami konstrukcyjnymi.
Podkładki sprężyste i podkładki zabezpieczające zapewniające odporność na wibracje
W systemach pomp występują wibracje powodowane przez obracające się elementy, pulsację płynu i podłączony sprzęt. Wibracje te mogą z czasem poluzować połączenia śrubowe, prowadząc do rozluźnienia uszczelki i ewentualnego wycieku.
Dzielone podkładki zabezpieczające zapewniają pewną odporność na poluzowanie, tworząc napięcie sprężyny pomiędzy nakrętką a powierzchnią złącza. Jednak ich skuteczność w zastosowaniach z pompami o wysokich-wibracjach jest ograniczona. Wielu inżynierów określa obecnie alternatywne metody mocowania krytycznych połączeń pomp.
Podkładki Belleville (stożkowe podkładki sprężyste) zapewniają lepszą wydajność w zakresie utrzymywania napięcia śrub w warunkach cykli termicznych i wibracji. Ich sztywność można wybrać tak, aby kompensować różnice w relaksacji uszczelki i rozszerzalności cieplnej pomiędzy śrubami i kołnierzami.
Podkładki zabezpieczające Nord-i podobne klinowe-systemy blokujące zapewniają doskonałą odporność na wibracje dzięki zastosowaniu przeciwległych powierzchni klinowych, które w celu poluzowania wymagają obrotu. Sprawdzają się one dobrze w przypadku połączeń pomp narażonych na znaczne wibracje lub częste cykle termiczne.
Podkładki uszczelniające do połączeń gwintowych
Połączenia gwintowe do korków spustowych, zaworów odpowietrzających i oprzyrządowania wymagają podkładek uszczelniających zamiast standardowych podkładek płaskich. Podkładki te łączą funkcję rozkładu obciążenia z elementem uszczelniającym.
Klejone podkładki uszczelniające składają się z metalowego pierścienia z powierzchnią uszczelniającą z klejonego elastomeru lub PTFE. Metal zapewnia wsparcie konstrukcyjne, a miękki materiał uszczelniający dopasowuje się do drobnych niedoskonałości powierzchni gwintowanego złącza i korpusu pompy.
Podkładki zgniatane (zwane także podkładkami dociskowymi) to pierścienie z miękkiego metalu, które odkształcają się trwale po dokręceniu. Typowe materiały obejmują aluminium, miedź i kompozyty-wzmocnione włóknem. Są to zazwyczaj elementy-do jednorazowego użytku, które wymagają wymiany przy każdym otwarciu połączenia.
Materiały uszczelek do zastosowań w pompach chemicznych
Wybór materiału uszczelki określa, czy system uszczelnienia pompy będzie działał niezawodnie przez cały zamierzony okres użytkowania. Skład chemiczny pompowanej cieczy, temperatura robocza i ciśnienie w układzie wpływają na wybór materiału.
Niemetalowe materiały na uszczelki
PTFE (politetrafluoroetylen):Uszczelki PTFE zapewniają szeroką odporność chemiczną w całym spektrum pH. Radzą sobie z większością kwasów, zasad i rozpuszczalników, które atakują inne materiały uszczelek. Standardowy PTFE ma maksymalną ciągłą temperaturę pracy około 260 stopni (500 stopni F). Materiał słabo odzyskuje siły po ściskaniu, dlatego ważny jest odpowiedni moment dokręcania. Wypełnione gatunki PTFE zawierające włókno szklane, węgiel lub inne wypełniacze poprawiają właściwości mechaniczne i zmniejszają tendencję do płynięcia na zimno.
EPDM (monomer etylenowo-propylenowo-dienowy):Uszczelki gumowe EPDM dobrze współpracują z wodą, parą wodną, rozcieńczonymi kwasami i zasadami. Są odporne na warunki atmosferyczne i działanie ozonu lepiej niż wiele innych elastomerów. EPDM nie należy stosować z płynami-na bazie ropy naftowej ani silnymi kwasami utleniającymi. Zakres temperatur zazwyczaj obejmuje -40 stopni do 150 stopni (-40 stopni F do 302 stopni F).
Viton (FKM Fluoroelastomer):Uszczelki Viton radzą sobie z produktami naftowymi, paliwami i wieloma chemikaliami, które atakują inne elastomery. Zapewniają dobrą pracę ciągłą-w wysokich temperaturach do 200 stopni (392 stopni F). Viton kosztuje więcej niż EPDM, ale zapewnia doskonałą odporność chemiczną w zastosowaniach węglowodorowych.
Skompresowane włókno nie-azbestowe:W nowoczesnych uszczelkach z włókien sprasowanych stosuje się włókna aramidowe, szklane, węglowe lub mineralne połączone spoiwami elastomerowymi. Materiały te zastępują starsze produkty-zawierające azbest, zapewniając jednocześnie podobną skuteczność uszczelniania. Dobrze sprawdzają się w-zastosowaniach ogólnych z wodą, parą, olejami i łagodnymi chemikaliami.
Konstrukcje z pół-metalowymi uszczelkami
Uszczelki spiralne:Uszczelki te składają się z naprzemiennych warstw metalowej taśmy (zazwyczaj ze stali nierdzewnej) i miękkiego materiału wypełniającego (grafit lub PTFE) nawiniętych spiralnie. Zewnętrzny pierścień centrujący umieszcza uszczelkę na kołnierzu, podczas gdy pierścień wewnętrzny zapobiega wyboczeniu uzwojeń na drodze przepływu. Uszczelki spiralnie zwijane lepiej radzą sobie ze zmianami temperatury i ciśnienia niż-uszczelki niemetalowe i są standardem dla kołnierzy ASME B16.5 w zastosowaniach chemicznych.
Uszczelki Kammprofile:Rowkowany metalowy rdzeń z miękkimi warstwami wierzchnimi zapewnia doskonałe uszczelnienie przy niższych obciążeniach śrub niż konstrukcje zwijane spiralnie. Ząbkowana powierzchnia metalu tworzy wiele linii uszczelniających, podczas gdy miękka okładzina dopasowuje się do niedoskonałości powierzchni kołnierza. Sprawdzają się one dobrze w przypadku wymienników ciepła i kołnierzy pomp-o dużej średnicy.
Uszczelki z płaszczem metalowym:Miękki materiał wypełniający (zwykle grafit lub PTFE) zamknięty w cienkiej metalowej osłonie łączy w sobie dopasowywanie z odpornością na-wysokie temperatury. Wersje z podwójnym-płaszczem zapewniają uszczelnienie po obu stronach w zastosowaniach, w których występują znaczne uszkodzenia lub nieregularności powierzchni kołnierzy.
Opcje uszczelek metalicznych
Uszczelki pierścieniowe:Pierścienie z litego metalu, obrobione maszynowo z zachowaniem precyzyjnych wymiarów, osadzane w kołnierzach złącza typu-z rowkowanymi pierścieniami. Materiały obejmują miękkie żelazo, stal nierdzewną i stopy niklu. Połączenia pierścieniowe zapewniają niezawodne uszczelnienie przy wysokich ciśnieniach i temperaturach, ale wymagają kosztownych kołnierzy obrobionych maszynowo. Są powszechne w sprzęcie głowicy odwiertu API 6A i w niektórych-wysokociśnieniowych procesach chemicznych.
Uszczelki płaskie z litego metalu:Proste, płaskie pierścienie metalowe sprawdzają się w niektórych zastosowaniach-wysokotemperaturowych, w których miękkie materiały nie są w stanie przetrwać. Wymagają bardzo płaskich powierzchni kołnierzy i dużych obciążeń śrub, aby uzyskać odpowiednie uszczelnienie.
Technologia uszczelnień w pompach z napędem magnetycznym i konstrukcjach bezuszczelkowych
Konwencjonalne konstrukcje pomp opierają się na uszczelnieniach mechanicznych lub uszczelnieniach, które zatrzymują płyn wokół obracającego się wału. Te uszczelnienia dynamiczne pozostają stałym źródłem wycieków, ponieważ muszą kompensować obrót wału, zachowując jednocześnie uszczelnienie. Alternatywne podejście całkowicie eliminuje tę drogę wycieku dzięki konstrukcji pomp bez uszczelnień.
Jak pompy z napędem magnetycznym eliminują wycieki z uszczelnienia wału
Pompy z napędem magnetycznym przenoszą moment obrotowy z silnika na wirnik poprzez sprzęgło magnetyczne, a nie bezpośrednie połączenie wału. Wał wirnika pracuje całkowicie w szczelnej obudowie zabezpieczającej, a żadne części obrotowe nie przedostają się przez granicę obudowy płynu.
Zewnętrzne magnesy napędowe są przymocowane do wału silnika na zewnątrz obudowy zabezpieczającej. Wewnętrzne magnesy napędzane łączą się z wirnikiem wewnątrz skorupy. Przyciąganie magnetyczne pomiędzy tymi zestawami magnesów powoduje obrót bez kontaktu mechanicznego lub wału penetrującego.
Taka konstrukcja przekształca problem uszczelnienia obrotowego w problem uszczelnienia statycznego. Osłona oddzielająca jest uszczelniona względem obudowy pompy za pomocą standardowych uszczelek statycznych lub pierścieni typu O-. Uszczelnienia statyczne są zasadniczo bardziej niezawodne niż uszczelnienia dynamiczne, ponieważ nie akceptują ruchu względnego pomiędzy powierzchniami uszczelniającymi.
Pompa Aulanka, producenta specjalizującego się w przemyślepompy z napędem magnetycznym, produkuje konstrukcje pomp wirowych i odśrodkowych, które wykorzystują tę technologię bezuszczelkową. Ich pompy magnetyczne wirowe ze stali nierdzewnej i pompy magnetyczne z napędem chemicznym serii MDW demonstrują, w jaki sposób technologia sprzęgła magnetycznego zapewnia zerową-szczelność w wymagających zastosowaniach związanych z transportem chemikaliów. Pompy te tłoczą ciecze w zakresie od -196 stopni do +400 stopni, obsługując przemysł półprzewodników, farmaceutykę i procesy chemiczne, gdzie wymagana jest szczelność.
Wymagania dotyczące uszczelnienia statycznego w konstrukcjach pomp bez uszczelnień
Chociaż pompy z napędem magnetycznym eliminują uszczelnienie wału, nadal wymagają uszczelek statycznych i pierścieni typu O-w kilku miejscach:
Złącze powłoki zabezpieczającej:Obudowa ograniczająca (zwana także tuleją izolacyjną lub tylną obudową) jest uszczelniona z obudową pompy. W tym połączeniu zazwyczaj wykorzystuje się-o-ring lub płaską uszczelkę.
Połączenia obudowy pompy:Kołnierze wlotowe i wylotowe wymagają standardowych uszczelek kołnierzowych.
Zamknięcie tylnej obudowy:Wieloczęściowe-konstrukcje pomp obejmują uszczelkę pomiędzy tylną obudową a obudową pompy.
Zasady doboru uszczelek i podkładek dla tych statycznych punktów uszczelniających opierają się na tych samych wytycznych, co w przypadku konwencjonalnych konstrukcji pomp. Podstawowym kryterium wyboru pozostaje kompatybilność materiału z pompowaną cieczą.
Procedury montażu uszczelek i podkładek pompy
Właściwa technika montażu wpływa na skuteczność uszczelnienia w takim samym stopniu, jak właściwy dobór komponentów. Wiele problemów z wyciekami z pomp ma swoje źródło w błędach montażowych, a nie wadach podzespołów.
Przygotowanie powierzchni kołnierza
Przed montażem uszczelki powierzchnie uszczelniające kołnierzy muszą być czyste i nieuszkodzone. Usuń wszelkie ślady starej uszczelki za pomocą plastikowych skrobaków lub mosiężnych szczotek drucianych. Unikaj narzędzi stalowych, które mogłyby zarysować powierzchnię kołnierza.
Sprawdź powierzchnię kołnierza pod kątem zarysowań, wżerów, korozji i wypaczeń. Drobne niedoskonałości mogą powodować uszczelnienie przy użyciu miękkich materiałów uszczelniających, ale znaczne uszkodzenia wymagają odnowienia lub wymiany kołnierza. Wytyczne ASME PCC-1 zawierają kryteria akceptacji stanu powierzchni kołnierzy.
Oczyścić obie powierzchnie kołnierzy odpowiednim rozpuszczalnikiem, aby usunąć oleje, smary i zanieczyszczenia. Przed zamontowaniem nowej uszczelki poczekaj, aż rozpuszczalnik całkowicie odparuje.
Pozycjonowanie i wyrównanie uszczelek
Wyśrodkować uszczelkę na okręgu śruby kołnierza. W przypadku kołnierzy z podwyższoną powierzchnią czołową średnica wewnętrzna uszczelki powinna pokrywać się z otworem kołnierza, aby uniknąć ograniczenia przepływu. Zewnętrzna średnica uszczelki nie powinna wystawać poza wypukłą powierzchnię.
Włóż śruby przez otwory kołnierza z prawidłowo ustawionymi podkładkami. W przypadku konfiguracji standardowych umieść płaską podkładkę pod łbem śruby, a drugą pod nakrętką. Powierzchnia nośna podkładki powinna być gładka i pozbawiona zadziorów.
Połącz kołnierze,-dokręcając ręcznie nakrętki, aż uszczelka równomiernie zetknie się z obiema powierzchniami. Sprawdź, czy uszczelka nie przesunęła się podczas tego procesu.
Kolejność i moment dokręcania śrub
Prawidłowe dokręcenie śrub zapewnia równomierny docisk uszczelki na całym obwodzie złącza. Losowe dokręcenie powoduje nierównomierny ucisk, który powoduje wyciek w-słabo ściśniętych obszarach.
W przypadku kołowych układów śrub należy przestrzegać sekwencji dokręcania-krzyżowo. Dokręcaj na przemian śruby po przeciwnych stronach kołnierza, pracując według wzoru. Wykonaj wielokrotne przejścia przy rosnących wartościach momentu obrotowego: zazwyczaj 30%, 60% i 100% końcowego docelowego momentu obrotowego.
Docelowe wartości momentu obrotowego zależą od rozmiaru śruby, materiału, stanu smarowania, rodzaju uszczelki i wymaganego naprężenia uszczelki. Producenci uszczelek podają zalecane naprężenia montażowe dla swoich produktów. Oblicz wymagany moment dokręcania śrub, korzystając z:
T = K × D × F
Gdzie:
T=Docelowy moment obrotowy
K=Współczynnik nakrętki (zwykle 0,15-0,20 dla nasmarowanych elementów złącznych)
D=Nominalna średnica śruby
F=Wymagane napięcie śruby
W przypadku zastosowań krytycznych należy używać skalibrowanych kluczy dynamometrycznych lub hydraulicznych urządzeń napinających, aby uzyskać stałe obciążenie śrub.
Przewodnik po wyborze materiałów: Dopasowywanie komponentów do warunków procesu
Poniższa tabela podsumowuje zalecenia dotyczące materiałów uszczelek i podkładek dla typowych zastosowań pomp do chemikaliów:
| Aplikacja | Rodzaj płynu | Zakres temperatur | Zalecana uszczelka | Zalecana podkładka |
|---|---|---|---|---|
| Transfer kwasu | Kwasy siarkowy, solny, azotowy | Temperatura otoczenia do 150 stopni | Z wykładziną PTFE lub PTFE- | Stal nierdzewna 316 |
| Żrąca obsługa | Wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu | Temperatura otoczenia do 100 stopni | EPDM, PTFE | Stal nierdzewna 316 |
| Postępowanie z rozpuszczalnikiem | Aceton, MEK, toluen | Temperatura otoczenia do 80 stopni | Viton, PTFE | Stal nierdzewna 304 |
| Obieg gorącego oleju | Płyny termotransferowe | 150 stopni do 350 stopni | Elastyczny grafit, zwijany spiralnie | Stal hartowana, Inconel |
| Serwis kriogeniczny | Ciekły azot, LNG | -196 stopni do -50 stopni | Rozszerzony PTFE, nawinięty spiralnie z PTFE | Stal nierdzewna 304 |
| Woda farmaceutyczna | WFI, woda oczyszczona | Temperatura otoczenia do 80 stopni | EPDM (zgodny z FDA), PTFE | Stal nierdzewna 316L |
| Związki chlorowane | Chlor, podchloryn | Temperatura otoczenia do 60 stopni | PTFE, Viton | Tytan, Hastelloy |
| Para pod wysokim-ciśnieniem | Kondensat, woda kotłowa | 150 stopni do 250 stopni | Grafit spiralnie uzwojony | Stal hartowana |
Zgodność materiałową należy sprawdzić na podstawie tabel odporności chemicznej dostarczonych przez producentów uszczelek. Niektóre kombinacje lub stężenia substancji chemicznych mogą wpływać na materiały w inny sposób, niż sugerują ogólne wytyczne.
Praktyki konserwacyjne elementów uszczelniających pompy
Konserwacja zapobiegawcza wydłuża żywotność uszczelek pompy i ogranicza nieplanowane wycieki. Ustanowienie procedur inspekcji i harmonogramów wymian pomaga utrzymać ciągłą pracę-bez wycieków.
Regularne punkty kontrolne
Kontrola wzrokowa podczas rutynowych obchodów zakładu może zidentyfikować rozwijające się problemy z wyciekami, zanim staną się poważne. Sprawdź:
Płakanie lub kapanie na połączeniach kołnierzowych
Plamy lub osady wokół stawów
Korozja śrub lub podkładek
Ślady wytłoczenia uszczelki z powierzchni kołnierzy
Obrazowanie termowizyjne podczas pracy może ujawnić wyciek, który wyparowuje, zanim stanie się widoczny. Anomalie temperaturowe na połączeniach kołnierzowych mogą wskazywać na wyciek i parowanie płynu.
Kiedy wymieniać uszczelki i podkładki
Uszczelki są ogólnie uważane za elementy-jednorazowego użytku. Otwarcie połączenia kołnierzowego w celu kontroli lub konserwacji powinno obejmować wymianę uszczelki w ramach procedury ponownego montażu. Próba ponownego użycia sprasowanych uszczelek zwykle kończy się wyciekiem.
Podkładki mają dłuższą żywotność, ale należy je sprawdzać po otwarciu połączeń. Wymień podkładki, które pokazują:
Widoczna korozja lub wżery
Odkształcenie spowodowane osadzeniem w powierzchniach kołnierzy
Pęknięcia lub złamania
Utrata napięcia sprężyny (dla podkładek sprężystych)
Ustal harmonogramy wymian w oparciu o ważność usługi. Agresywne działanie środków chemicznych może wymagać planowej wymiany uszczelek w odstępach rocznych lub dwuletnich, niezależnie od obserwowanego stanu.
Dokumentacja i identyfikowalność
Prowadź dokumentację dotyczącą materiałów uszczelek i podkładek zainstalowanych w każdej pompie. Niniejsza dokumentacja pomaga w rozwiązywaniu problemów w przypadku wystąpienia wycieku i zapewnia stałą wymianę na kompatybilne materiały.
W przypadku pomp w branżach regulowanych (farmaceutyka, przetwórstwo spożywcze) mogą być wymagane certyfikaty materiałowe i identyfikowalność partii. Należy określić te wymagania dotyczące dokumentacji przy zamawianiu elementów uszczelniających.
Rozwiązywanie typowych problemów z wyciekami pompy
Jeżeli pomimo zastosowania odpowiednich materiałów i procedur montażowych wystąpi wyciek pompy, systematyczne rozwiązywanie problemów pozwala zidentyfikować pierwotną przyczynę.
Przyczyny i rozwiązania nieszczelności kołnierza
Nierówne obciążenie śruby:Niektóre śruby mogły poluzować się po pierwszym montażu z powodu pełzania lub osadzania uszczelki. Dokręć wszystkie śruby zgodnie ze specyfikacją, zachowując odpowiednią kolejność.
Uszkodzenie uszczelki:Uszczelki spiralne mogą ulec wyboczeniu pierścienia wewnętrznego w przypadku nadmiernego-ściśnięcia. Miękkie uszczelki mogą się wysuwać, jeśli obciążenie śruby przekracza ich wartość znamionową. Sprawdź zdjętą uszczelkę pod kątem uszkodzeń wskazujących tryb awaryjny.
Niewspółosiowość kołnierza:Naprężenia rurociągu powodują nierównomierne obciążenie złącza kołnierzowego. Przed ponownym zamontowaniem uszczelki skorygować ustawienie rur.
Uszkodzenia powierzchni kołnierza:Zarysowania lub korozja na powierzchni uszczelniającej tworzą ścieżki wycieków. Odśwież lub wymień uszkodzone kołnierze.
Niewłaściwa uszczelka do zastosowania:Atak chemiczny lub temperatura przekraczająca limity materiału powodują degradację uszczelki. Sprawdź zgodność materiałów i wybierz odpowiednią alternatywę.
Elementy złączne-Powiązane problemy z wyciekami
Korozja śruby:Skorodowane gwinty śrub wymagają większego momentu obrotowego, aby osiągnąć to samo napięcie, a rzeczywiste obciążenie śrub może spaść poniżej wymagań. Wymienić skorodowane elementy złączne.
Osadzenie podkładki:Miękkie podkładki z czasem dociskają się do powierzchni kołnierza, zmniejszając efektywne obciążenie śruby działającej na uszczelkę. Do zastosowań-poddawanych dużym naprężeniom używaj podkładek hartowanych.
Zacieranie się elementów złącznych ze stali nierdzewnej:Śruby i nakrętki ze stali nierdzewnej mogą się zacierać (spoiny na zimno) podczas dokręcania, uniemożliwiając prawidłowe zastosowanie momentu obrotowego. Stosuj smary zapobiegające-zacieraniu się lub wybieraj inne stopy do śrub i nakrętek.
Normy branżowe i specyfikacje dotyczące elementów uszczelniających pompy
Inżynierowie dokonujący specyfikacji uszczelek i podkładek do pomp substancji chemicznych powinni odwoływać się do obowiązujących norm branżowych, aby zapewnić stałą jakość i wydajność.
Normy dotyczące uszczelek
ASME B16.20:Uszczelki metalowe do kołnierzy rur (złącza-pierścieniowe, spiralne-zwijane i płaszczowe)
ASME B16.21:Niemetalowe płaskie uszczelki do kołnierzy rurowych
API 601:Uszczelki metalowe do rurociągów rafineryjnych
EN 1514:Kołnierze i ich połączenia - Wymiary uszczelek dla kołnierzy oznaczonych PN-
Standardy pralek
ASME B18.22.1:Zwykłe podkładki
ASTM F436:Podkładki ze stali hartowanej do stosowania ze śrubami-o dużej wytrzymałości
DIN125:Podkładki zwykłe, klasa produktu A
DIN127:Podkładki sprężyste
Normy dotyczące śrubowania kołnierzy pomp
ASTM A193:Śruby-ze stali stopowej i stali nierdzewnej do zastosowań w wysokich temperaturach lub pod wysokim ciśnieniem
ASTM A194:Nakrętki ze stali węglowej i stopowej do śrub do pracy pod wysokim ciśnieniem lub w wysokiej temperaturze
Wniosek: osiągnięcie niezawodnej wydajności pompy-zero wycieków
Zerowy-wyciek w systemach pomp do środków chemicznych zależy od należytej dbałości o uszczelnienie elementów przez cały cykl życia sprzętu. Metalowe podkładki i uszczelki to produkty inżynieryjne, które wymagają prawidłowego doboru w oparciu o warunki procesu, właściwej instalacji przy użyciu określonych procedur oraz ciągłej konserwacji w celu utrzymania integralności uszczelnienia.
Kluczowe zasady działania pompy-bez wycieków obejmują:
Dopasuj materiały uszczelek do środowiska chemicznego i termicznego
Dla każdego punktu połączenia należy zastosować odpowiednie typy podkładek
Postępuj zgodnie z procedurami odpowiedniego przygotowania powierzchni kołnierza i dokręcania śrub
Rozważ technologie pomp bez uszczelnień, takie jak pompy z napędem magnetycznym producentów takich jak Aulan, do zastosowań, w których konwencjonalne uszczelnienia stanowią ciągłe wyzwania
Wdrożyć procedury inspekcji i konserwacji, aby rozwiązać pojawiające się problemy przed wystąpieniem wycieku
Dostawcy przemysłowych elementów złącznych, którzy rozumieją te wymagania, mogą zapewnić cenne wsparcie w określaniu właściwych komponentów do wymagających zastosowań pomp. Współpraca ze kompetentnymi dostawcami zapewnia dostęp do odpowiednich materiałów, właściwej dokumentacji oraz pomoc techniczną w przypadku wystąpienia nietypowych warunków świadczenia usług.
Często zadawane pytania
P: Jak często należy wymieniać uszczelki kołnierzy pompy?
Odp.: Uszczelki należy wymieniać za każdym razem, gdy z jakiegokolwiek powodu otwierane jest połączenie kołnierzowe. W przypadku uszczelnionych połączeń, które pozostają nienaruszone, częstotliwość wymiany zależy od intensywności serwisu. Agresywne usługi chemiczne mogą wymagać planowej wymiany co 1-2 lata. Łagodna eksploatacja przy stabilnych temperaturach może pozwolić na 5+ lat między wymianami, jeśli nie zostaną zaobserwowane żadne wycieki.
P: Czy mogę ponownie użyć uszczelek spiralnie zwijanych?
Odp.: Nie. Uszczelki spiralnie zwijane ulegają trwałemu zestawieniu po ściśnięciu podczas montażu. Ponowne użycie ich zwykle powoduje wycieki, ponieważ materiał nie może powrócić do swojej pierwotnej grubości i podatności.
P: Co powoduje poluzowanie się śrub na kołnierzach pompy?
Odp.: Typowe przyczyny to wibracje spowodowane pracą pompy, cykle termiczne powodujące różnicowe rozszerzanie się śrub i kołnierzy, rozluźnianie się uszczelek w czasie i niewystarczający początkowy moment obrotowy. Stosowanie odpowiednich podkładek zabezpieczających lub klinowych-systemów blokujących i przestrzeganie prawidłowych procedur dokręcania minimalizuje luzy.
P: Dlaczego pompy z napędem magnetycznym nadal potrzebują uszczelek, jeśli nie mają uszczelnienia wału?
Odp.: Pompy z napędem magnetycznym eliminują dynamiczne uszczelnienie wału, ale nadal zawierają statyczne punkty uszczelniające na połączeniach kołnierzowych, złączach obudowy i styku osłony zabezpieczającej. Te połączenia statyczne wymagają uszczelek lub-pierścieni uszczelniających, chociaż uszczelnienia statyczne są z natury bardziej niezawodne niż dynamiczne uszczelnienia wału.
P: Jak wybrać pomiędzy uszczelkami PTFE i EPDM?
Odp.: PTFE zapewnia szerszą odporność chemiczną i radzi sobie z większością kwasów, zasad i rozpuszczalników. EPDM kosztuje mniej i dobrze współpracuje z wodą, parą i rozcieńczonymi chemikaliami, ale nie radzi sobie z produktami naftowymi i silnymi utleniaczami. W przypadku niepewnego narażenia chemicznego bezpieczniejszym wyborem jest PTFE.