วิธีตอบสนองต่อการรั่วไหลของซีลเชิงกลในปั๊มหอยโข่ง

เพื่อทำความเข้าใจการรั่วไหลของปั๊มหอยโข่ง สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจการทำงานพื้นฐานของปั๊มหอยโข่งเสียก่อน เมื่อของเหลวไหลผ่านรูของใบพัดของปั๊มและขึ้นไปตามใบพัด ของเหลวจะมีความดันต่ำและมีความเร็วต่ำ เมื่อของเหลวไหลผ่านรูก้นหอย ความดันจะเพิ่มขึ้นและความเร็วจะเพิ่มขึ้น จากนั้นของเหลวจะไหลออกทางช่องระบาย ซึ่ง ณ จุดนี้ความดันจะสูงแต่ความเร็วจะช้าลง ของเหลวที่ไหลเข้าปั๊มจะต้องไหลออกจากปั๊ม ปั๊มจะจ่ายแรงดัน (หรือแรงดัน) ซึ่งหมายความว่าจะเพิ่มพลังงานของของเหลวในปั๊ม

ความล้มเหลวของส่วนประกอบบางส่วนของปั๊มหอยโข่ง เช่น ข้อต่อ ไฮดรอลิก ข้อต่อแบบคงที่ และตลับลูกปืน จะทำให้ระบบทั้งหมดล้มเหลว แต่ประมาณร้อยละ 69 ของความล้มเหลวทั้งหมดของปั๊มเกิดจากการทำงานผิดปกติของอุปกรณ์ปิดผนึก

ความจำเป็นของซีลเชิงกล

ซีลเชิงกลคืออุปกรณ์ที่ใช้ควบคุมการรั่วไหลระหว่างเพลาหมุนและภาชนะบรรจุของเหลวหรือก๊าซ หน้าที่หลักคือการควบคุมการรั่วไหล ซีลทุกชนิดมีการรั่วไหล เพื่อรักษาฟิล์มของไหลให้ปกคลุมพื้นผิวซีลเชิงกลทั้งหมด การรั่วไหลที่ออกมาจากด้านบรรยากาศค่อนข้างต่ำ ตัวอย่างเช่น การรั่วไหลในไฮโดรคาร์บอนวัดด้วยเครื่องวัด VOC ในหน่วยส่วน/ล้านส่วน

ก่อนที่จะมีการพัฒนาซีลเชิงกล วิศวกรมักจะปิดผนึกปั๊มด้วยวัสดุอัดเชิงกล วัสดุอัดเชิงกล ซึ่งเป็นวัสดุเส้นใยที่มักจะชุบด้วยสารหล่อลื่น เช่น กราไฟต์ จะถูกตัดเป็นส่วนๆ แล้วยัดเข้าไปในสิ่งที่เรียกว่า "กล่องอัด" จากนั้นจึงเพิ่มต่อมอัดเข้าไปที่ด้านหลังเพื่ออัดทุกอย่างลงไป เนื่องจากวัสดุอัดสัมผัสกับเพลาโดยตรง จึงจำเป็นต้องใช้น้ำมันหล่อลื่น แต่ก็ยังทำให้แรงม้าลดลง

โดยทั่วไปแล้ว “วงแหวนแลนเทิร์น” จะช่วยให้สามารถฉีดน้ำล้างลงบนปะเก็นได้ น้ำนั้นซึ่งจำเป็นต่อการหล่อลื่นและระบายความร้อนเพลา จะรั่วไหลเข้าสู่กระบวนการหรือสู่บรรยากาศ ขึ้นอยู่กับการใช้งานของคุณ คุณอาจจำเป็นต้อง:

• นำน้ำล้างออกจากกระบวนการเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อน
• ป้องกันไม่ให้น้ำจากการล้างไหลไปกองบนพื้น (ละอองน้ำมากเกินไป) ซึ่งเป็นข้อกังวลของ OSHA และข้อกังวลของผู้ดูแลบ้าน
• ปกป้องกล่องตลับลูกปืนจากน้ำล้างซึ่งอาจปนเปื้อนน้ำมันและอาจทำให้ตลับลูกปืนเสียหายได้ในที่สุด

เช่นเดียวกับปั๊มทุกตัว คุณควรทดสอบปั๊มของคุณเพื่อหาค่าใช้จ่ายรายปีที่ต้องใช้ในการเดินเครื่อง ปั๊มแบบแพ็กกิ้งอาจติดตั้งและบำรุงรักษาได้ในราคาประหยัด แต่หากคุณคำนวณปริมาณการใช้น้ำต่อนาทีหรือต่อปี คุณอาจประหลาดใจกับค่าใช้จ่ายที่ต้องจ่าย ปั๊มแบบแมคคานิคอลซีลอาจช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายรายปีได้มาก

เมื่อพิจารณาจากรูปทรงเรขาคณิตทั่วไปของซีลเชิงกลแล้ว ทุกที่ที่มีปะเก็นหรือโอริง ย่อมมีจุดที่อาจเกิดการรั่วไหลได้:

• โอริงแบบไดนามิก (หรือปะเก็น) ที่ถูกกัดกร่อน สึกกร่อน หรือถูกกระแทกในขณะที่ซีลเชิงกลเคลื่อนที่
• สิ่งสกปรกหรือสิ่งปนเปื้อนระหว่างซีลเชิงกล
• การทำงานนอกการออกแบบภายในซีลเชิงกล

ห้าประเภทของความล้มเหลวของอุปกรณ์ปิดผนึก

หากปั๊มหอยโข่งเกิดการรั่วไหลที่ไม่สามารถควบคุมได้ คุณต้องตรวจสอบสาเหตุที่อาจเกิดขึ้นทั้งหมดอย่างละเอียดถี่ถ้วนเพื่อพิจารณาว่าคุณจำเป็นต้องซ่อมแซมหรือติดตั้งใหม่

1. ความล้มเหลวในการดำเนินงาน

การละเลยจุดประสิทธิภาพสูงสุด: คุณกำลังใช้งานปั๊มที่จุดประสิทธิภาพสูงสุด (BEP) บนเส้นโค้งประสิทธิภาพหรือไม่ ปั๊มแต่ละตัวได้รับการออกแบบด้วยจุดประสิทธิภาพเฉพาะ เมื่อคุณใช้งานปั๊มนอกจุดประสิทธิภาพที่กำหนด คุณจะสร้างปัญหาให้กับการไหลที่ทำให้ระบบล้มเหลว

หัวดูดสุทธิบวกไม่เพียงพอ (NPSH): หากคุณไม่มีหัวดูดเพียงพอสำหรับปั๊มของคุณ ชุดประกอบที่หมุนอาจไม่เสถียร ทำให้เกิดโพรงอากาศ และส่งผลให้ซีลเสียหายได้

การดำเนินการแบบไร้จุดหมาย:หากคุณตั้งวาล์วควบคุมต่ำเกินไปจนทำให้ปั๊มทำงานช้าลง การไหลที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดการอุดตันได้ การไหลที่อุดตันจะทำให้เกิดการหมุนเวียนภายในปั๊ม ซึ่งก่อให้เกิดความร้อนและทำให้ซีลเสียหาย

การทำงานแบบแห้งและการระบายอากาศของซีลที่ไม่เหมาะสม: ปั๊มแนวตั้งมีความเสี่ยงมากที่สุดเนื่องจากมีซีลเชิงกลอยู่ด้านบน หากการระบายอากาศไม่ถูกต้อง อากาศอาจติดอยู่รอบซีลและไม่สามารถระบายออกจากกล่องบรรจุได้ ซีลเชิงกลจะเสียหายในไม่ช้าหากปั๊มยังคงทำงานต่อไปในสภาพเช่นนี้

อัตรากำไรไอน้ำต่ำ:ของเหลวเหล่านี้คือของเหลวที่กะพริบ ไฮโดรคาร์บอนร้อนจะกะพริบเมื่อสัมผัสกับสภาวะบรรยากาศ เมื่อฟิล์มของของเหลวเคลื่อนผ่านซีลเชิงกล มันสามารถกะพริบที่ด้านบรรยากาศและทำให้เกิดความเสียหายได้ ความเสียหายนี้มักเกิดขึ้นกับระบบป้อนน้ำร้อนในหม้อไอน้ำ ซึ่งน้ำร้อนที่อุณหภูมิ 250-280ºF จะกะพริบพร้อมกับแรงดันตกคร่อมที่หน้าซีล

2. ความล้มเหลวทางกลไก

การวางแนวเพลาที่ไม่ถูกต้อง ความไม่สมดุลของข้อต่อ และความไม่สมดุลของใบพัด ล้วนเป็นสาเหตุที่ทำให้ซีลเชิงกลเสียหายได้ นอกจากนี้ หลังจากติดตั้งปั๊มแล้ว หากยึดท่อที่ขันน็อตไว้ไม่ถูกต้อง จะทำให้ปั๊มรับแรงกดได้มาก นอกจากนี้ คุณยังต้องหลีกเลี่ยงฐานที่ชำรุด: ฐานยึดแน่นดีหรือไม่? อุดยาแนวเรียบร้อยหรือไม่? ฐานนิ่มหรือไม่? ขันน็อตถูกต้องหรือไม่? และสุดท้าย ตรวจสอบตลับลูกปืน หากความคลาดเคลื่อนของตลับลูกปืนสึกหรอลง เพลาจะเคลื่อนที่และทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในปั๊ม

3. ความล้มเหลวของส่วนประกอบซีล

คุณมีคู่ซีลไตรโบโลยี (การศึกษาแรงเสียดทาน) ที่ดีหรือไม่? คุณได้เลือกชุดซีลที่เหมาะสมแล้วหรือยัง? แล้วคุณภาพของวัสดุซีลหน้าสัมผัสล่ะ? วัสดุของคุณเหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะของคุณหรือไม่? คุณได้เลือกซีลรองที่เหมาะสม เช่น ปะเก็นและโอริง ที่พร้อมรับแรงกระแทกจากสารเคมีและความร้อนแล้วหรือยัง? สปริงของคุณไม่ควรอุดตันหรือตัวสูบลมของคุณต้องถูกกัดกร่อน สุดท้ายนี้ ระวังการบิดเบี้ยวของหน้าสัมผัสจากแรงดันหรือความร้อน เนื่องจากซีลเชิงกลเมื่ออยู่ภายใต้แรงกดสูงจะโค้งงอได้ และลักษณะที่บิดเบี้ยวอาจทำให้เกิดการรั่วซึมได้

4. ความล้มเหลวในการออกแบบระบบ

คุณต้องมีการจัดวางซีลให้เรียบร้อย พร้อมกับการระบายความร้อนที่เพียงพอ ระบบคู่มีของเหลวกั้น หม้อซีลเสริมต้องอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง พร้อมด้วยเครื่องมือวัดและท่อที่ถูกต้อง คุณต้องคำนึงถึงความยาวของท่อตรงที่ดูดเข้าด้วย ระบบปั๊มรุ่นเก่าบางระบบที่มักมาในรูปแบบสกิดแบบแพ็คเกจ จะมีข้อต่องอ 90º ที่ดูดเข้าก่อนที่น้ำจะเข้าสู่รูใบพัด ข้อต่องอนี้ทำให้เกิดการไหลแบบปั่นป่วนซึ่งสร้างความไม่เสถียรให้กับชุดประกอบการหมุน ท่อดูด/ระบาย และท่อบายพาสทั้งหมดต้องได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างถูกต้องเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากท่อบางท่อได้รับการซ่อมแซมในช่วงหลายปีที่ผ่านมา

5. ทุกสิ่งทุกอย่าง

ปัจจัยอื่นๆ มีส่วนทำให้เกิดความล้มเหลวเพียงประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ของความล้มเหลวทั้งหมด ตัวอย่างเช่น บางครั้งระบบเสริมจำเป็นต้องจัดเตรียมสภาพแวดล้อมการทำงานที่ยอมรับได้สำหรับซีลเชิงกล สำหรับการอ้างอิงถึงระบบคู่ คุณจะต้องใช้ของเหลวเสริมเพื่อทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันที่ป้องกันไม่ให้สารปนเปื้อนหรือของเหลวในกระบวนการรั่วไหลสู่สิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่ การแก้ไขปัญหาหนึ่งในสี่หมวดหมู่แรกจะถือเป็นโซลูชันที่พวกเขาต้องการ

บทสรุป

ซีลเชิงกลเป็นปัจจัยสำคัญต่อความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์หมุน ซีลเหล่านี้เป็นสาเหตุให้เกิดการรั่วไหลและความล้มเหลวของระบบ แต่ก็บ่งชี้ถึงปัญหาที่อาจก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงในภายหลัง ความน่าเชื่อถือของซีลขึ้นอยู่กับการออกแบบและสภาพแวดล้อมการใช้งานเป็นอย่างมาก