วิธีการตอบสนองต่อการรั่วไหลของซีลเชิงกลในปั๊มหอยโข่ง

เพื่อที่จะเข้าใจการรั่วไหลของปั๊มหอยโข่ง สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจการทำงานพื้นฐานของปั๊มหอยโข่งก่อน เมื่อการไหลเข้าสู่ตาใบพัดของปั๊มและขึ้นไปตามใบพัด ของไหลจะมีแรงดันต่ำและความเร็วต่ำ เมื่อการไหลผ่านก้นหอย แรงดันจะเพิ่มขึ้นและความเร็วจะเพิ่มขึ้น จากนั้นการไหลจะออกทางช่องระบายน้ำ ซึ่งเป็นจุดที่แรงดันสูงแต่ความเร็วจะช้าลง การไหลที่เข้าสู่ปั๊มจะต้องออกจากปั๊ม ปั๊มจะจ่ายแรงดัน ซึ่งหมายความว่าจะเพิ่มพลังงานของของไหลในปั๊ม

ความล้มเหลวของส่วนประกอบบางส่วนของปั๊มหอยโข่ง เช่น คัปปลิ้ง ไฮดรอลิก ข้อต่อคงที่ และลูกปืน จะทำให้ระบบทั้งหมดล้มเหลว แต่ประมาณร้อยละ 69 ของความล้มเหลวทั้งหมดของปั๊มเกิดจากการทำงานผิดปกติของอุปกรณ์ปิดผนึก

ความจำเป็นของซีลเครื่องกล

ซีลเชิงกลเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ควบคุมการรั่วไหลระหว่างเพลาหมุนกับภาชนะที่บรรจุของเหลวหรือก๊าซ หน้าที่หลักคือควบคุมการรั่วไหล ซีลทั้งหมดจะรั่วไหลเพื่อรักษาฟิล์มของไหลให้ปกคลุมหน้าซีลเชิงกลทั้งหมด การรั่วไหลที่ออกมาจากด้านบรรยากาศค่อนข้างต่ำ ตัวอย่างเช่น การรั่วไหลในไฮโดรคาร์บอนจะวัดด้วยเครื่องวัด VOC ในหน่วยส่วนต่อล้าน

ก่อนที่จะมีการพัฒนาซีลเชิงกล วิศวกรมักจะปิดผนึกปั๊มด้วยวัสดุอุดเชิงกล วัสดุอุดเชิงกลซึ่งเป็นวัสดุที่มีเส้นใยซึ่งมักจะชุบด้วยสารหล่อลื่น เช่น กราไฟต์ จะถูกตัดเป็นส่วนๆ แล้วยัดลงในสิ่งที่เรียกว่า "กล่องอุด" จากนั้นจึงเพิ่มต่อมอุดที่ด้านหลังเพื่ออุดทุกอย่างให้แน่น เนื่องจากวัสดุอุดจะสัมผัสกับเพลาโดยตรง จึงต้องใช้การหล่อลื่น แต่ยังคงทำให้แรงม้าลดลง

โดยทั่วไปแล้ว “วงแหวนโคมไฟ” จะช่วยให้สามารถฉีดน้ำล้างลงบนปะเก็นได้ น้ำนั้นซึ่งจำเป็นต่อการหล่อลื่นและระบายความร้อนของเพลาจะรั่วไหลเข้าสู่กระบวนการหรือสู่บรรยากาศ ขึ้นอยู่กับการใช้งานของคุณ คุณอาจจำเป็นต้อง:

• นำน้ำล้างออกจากกระบวนการเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อน
• ป้องกันไม่ให้น้ำชักโครกไหลลงไปบนพื้น (ละอองน้ำมากเกินไป) ซึ่งเป็นข้อกังวลของ OSHA และของผู้ดูแลบ้าน
• ปกป้องกล่องตลับลูกปืนจากน้ำไหลซึ่งอาจปนเปื้อนน้ำมันและอาจทำให้ตลับลูกปืนเสียหายได้ในที่สุด

เช่นเดียวกับปั๊มทุกตัว คุณจะต้องทดสอบปั๊มของคุณเพื่อค้นหาค่าใช้จ่ายประจำปีที่ต้องใช้ในการทำงาน ปั๊มแบบแพ็กกิ้งอาจติดตั้งและบำรุงรักษาได้ในราคาไม่แพง แต่หากคุณคำนวณปริมาณน้ำที่ปั๊มใช้ต่อนาทีหรือต่อปี คุณอาจประหลาดใจกับค่าใช้จ่ายดังกล่าว ปั๊มแบบซีลเชิงกลอาจช่วยให้คุณประหยัดค่าใช้จ่ายประจำปีได้มาก

เมื่อพิจารณาจากรูปทรงเรขาคณิตทั่วไปของซีลเชิงกลแล้ว ทุกที่ที่มีปะเก็นหรือโอริง ย่อมมีจุดที่อาจเกิดการรั่วไหลได้:

• โอริงแบบไดนามิก (หรือปะเก็น) ที่ถูกกัดกร่อน สึกกร่อน หรือถูกกัดกร่อนในขณะที่ซีลเชิงกลเคลื่อนที่
• สิ่งสกปรกหรือสิ่งปนเปื้อนระหว่างซีลเชิงกล
• การดำเนินการนอกการออกแบบภายในซีลเชิงกล

ห้าประเภทของความล้มเหลวของอุปกรณ์ปิดผนึก

หากปั๊มหอยโข่งเกิดการรั่วไหลที่ไม่สามารถควบคุมได้ คุณต้องตรวจสอบสาเหตุที่อาจเกิดขึ้นทั้งหมดอย่างละเอียดเพื่อพิจารณาว่าคุณจำเป็นต้องซ่อมแซมหรือติดตั้งใหม่

1. ความล้มเหลวในการดำเนินงาน

การละเลยจุดประสิทธิภาพสูงสุด: คุณกำลังใช้งานปั๊มที่จุดประสิทธิภาพสูงสุด (BEP) บนเส้นโค้งประสิทธิภาพหรือไม่ ปั๊มแต่ละตัวได้รับการออกแบบด้วยจุดประสิทธิภาพเฉพาะ เมื่อคุณใช้งานปั๊มนอกบริเวณนั้น คุณจะสร้างปัญหาให้กับการไหล ซึ่งทำให้ระบบล้มเหลว

หัวดูดสุทธิบวกไม่เพียงพอ (NPSH): หากคุณไม่มีหัวดูดเพียงพอสำหรับปั๊มของคุณ ชุดประกอบที่หมุนอาจไม่เสถียร ทำให้เกิดโพรงอากาศ และส่งผลให้ซีลเสียหายได้

การดำเนินการแบบไม่มีหัวเรื่อง:หากคุณตั้งวาล์วควบคุมต่ำเกินไปเพื่อควบคุมปั๊ม การไหลอาจอุดตันได้ การไหลที่อุดตันจะทำให้เกิดการหมุนเวียนภายในปั๊ม ซึ่งก่อให้เกิดความร้อนและทำให้ซีลเสียหายได้

การทำงานแบบแห้งและการระบายอากาศของซีลที่ไม่เหมาะสม: ปั๊มแนวตั้งมีความเสี่ยงมากที่สุดเนื่องจากซีลเชิงกลอยู่ด้านบน หากการระบายอากาศไม่เหมาะสม อากาศอาจติดอยู่รอบๆ ซีลและไม่สามารถระบายกล่องบรรจุได้ ซีลเชิงกลจะเสียหายในไม่ช้าหากปั๊มยังคงทำงานต่อไปในสภาพนี้

อัตราไอระเหยต่ำ:ของเหลวเหล่านี้คือของเหลวที่กะพริบ ไฮโดรคาร์บอนร้อนจะกะพริบเมื่อสัมผัสกับสภาวะบรรยากาศ เมื่อฟิล์มของเหลวเคลื่อนผ่านซีลเชิงกล ของเหลวอาจกะพริบที่ด้านบรรยากาศและทำให้เกิดความล้มเหลว ความล้มเหลวนี้มักเกิดขึ้นกับระบบป้อนหม้อไอน้ำ น้ำร้อนที่อุณหภูมิ 250-280ºF จะกะพริบพร้อมกับความดันลดลงที่หน้าซีล

2. ความล้มเหลวทางกล

การจัดตำแหน่งเพลาที่ไม่ถูกต้อง ความไม่สมดุลของคัปปลิ้ง และความไม่สมดุลของใบพัด ล้วนเป็นสาเหตุที่ทำให้ซีลเชิงกลเสียหายได้ นอกจากนี้ หลังจากติดตั้งปั๊มแล้ว หากท่อที่ยึดกับปั๊มไม่ตรงแนว ปั๊มจะต้องรับแรงกดมาก นอกจากนี้ คุณยังต้องหลีกเลี่ยงฐานที่ไม่ดีด้วย: ฐานยึดแน่นหรือไม่ ปูปูนยาแนวอย่างถูกต้องหรือไม่ ฐานของคุณนิ่มหรือไม่ ยึดด้วยสลักเกลียวอย่างถูกต้องหรือไม่ และสุดท้าย ตรวจสอบตลับลูกปืน หากความคลาดเคลื่อนของตลับลูกปืนสึกหรอ เพลาจะเคลื่อนที่และทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในปั๊ม

3. ความล้มเหลวของส่วนประกอบซีล

คุณมีคู่ซีลที่ดี (การศึกษาแรงเสียดทาน) หรือไม่? คุณได้เลือกชุดซีลที่เหมาะสมหรือไม่? แล้วคุณภาพของวัสดุซีลหน้าซีลล่ะ? วัสดุของคุณเหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะของคุณหรือไม่? คุณได้เลือกซีลรองที่เหมาะสม เช่น ปะเก็นและโอริง ที่เตรียมไว้สำหรับการโจมตีด้วยสารเคมีและความร้อนหรือไม่? สปริงของคุณไม่ควรอุดตันหรือหีบเพลงของคุณถูกกัดกร่อน สุดท้าย ให้ระวังการบิดเบี้ยวของหน้าซีลที่เกิดจากแรงดันหรือความร้อน เนื่องจากซีลเชิงกลภายใต้แรงดันที่สูงจะโค้งงอได้ และโปรไฟล์ที่เอียงอาจทำให้เกิดการรั่วไหลได้

4. ความล้มเหลวในการออกแบบระบบ

คุณต้องมีการจัดวางซีลให้เรียบร้อยพร้อมกับการระบายความร้อนที่เพียงพอ ระบบคู่มีของเหลวกั้น หม้อซีลเสริมต้องอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง โดยมีเครื่องมือวัดและท่อที่ถูกต้อง คุณต้องคำนึงถึงความยาวของท่อตรงที่ดูดเข้าด้วย ระบบปั๊มรุ่นเก่าบางระบบที่มักมาในแพ็คเกจแบบสกิดจะมีข้อต่อ 90º ที่ดูดก่อนที่กระแสน้ำจะเข้าสู่ห่วงใบพัด ข้อต่อนี้ทำให้เกิดการไหลปั่นป่วนซึ่งสร้างความไม่เสถียรให้กับชุดประกอบที่หมุนอยู่ ท่อดูด/ระบาย และท่อบายพาสทั้งหมดต้องได้รับการออกแบบมาอย่างถูกต้องเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากท่อบางส่วนได้รับการซ่อมแซมในบางจุดในช่วงหลายปีที่ผ่านมา

5. ทุกสิ่งทุกอย่าง

ปัจจัยอื่นๆ มีส่วนคิดเป็นเพียงประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ของความล้มเหลวทั้งหมด ตัวอย่างเช่น บางครั้งระบบเสริมจำเป็นต้องจัดเตรียมสภาพแวดล้อมการทำงานที่ยอมรับได้สำหรับซีลเชิงกล สำหรับการอ้างอิงถึงระบบคู่ คุณจะต้องใช้ของเหลวเสริมเพื่อทำหน้าที่เป็นสิ่งกั้นที่ป้องกันไม่ให้สารปนเปื้อนหรือของเหลวในกระบวนการรั่วไหลลงสู่สิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่ การจัดการกับหนึ่งในสี่หมวดหมู่แรกจะถือเป็นโซลูชันที่พวกเขาต้องการ

บทสรุป

ซีลเชิงกลเป็นปัจจัยสำคัญต่อความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์หมุนเวียน ซีลเชิงกลเป็นสาเหตุของการรั่วไหลและความล้มเหลวของระบบ แต่ยังบ่งชี้ถึงปัญหาที่อาจก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงในภายหลัง ความน่าเชื่อถือของซีลนั้นได้รับผลกระทบอย่างมากจากการออกแบบซีลและสภาพแวดล้อมการทำงาน