ทำไมซีลที่ดีถึงไม่สึกหรอ?

เรารู้ว่าซีลเชิงกลควรจะใช้งานได้จนกว่าคาร์บอนจะสึกหรอ แต่จากประสบการณ์ของเราพบว่าซีลเดิมที่ติดตั้งมากับปั๊มนั้นไม่เคยสึกหรอเลย เราจึงซื้อซีลเชิงกลใหม่ราคาแพง แต่ก็ไม่สึกหรอเช่นกัน ดังนั้น ซีลใหม่จึงเป็นการสิ้นเปลืองเงินใช่หรือไม่?

ไม่จริงเลย คุณกำลังทำสิ่งที่ดูเหมือนสมเหตุสมผล คือพยายามแก้ปัญหาเรื่องซีลโดยการซื้อซีลแบบใหม่ แต่แบบนั้นก็เหมือนกับการพยายามทำให้รถยนต์มีสีที่ดีโดยการซื้อสีคุณภาพดีนั่นเอง

หากคุณต้องการให้รถยนต์ของคุณมีสีที่สวยงาม คุณจะต้องทำสี่สิ่งต่อไปนี้: เตรียมตัวถังรถ (ซ่อมแซมโลหะ กำจัดสนิม ขัดผิว ปิดบังส่วนที่ไม่ต้องการทาสี ฯลฯ); ซื้อสีคุณภาพดี (สีแต่ละยี่ห้อไม่เหมือนกัน); ทาสีอย่างถูกต้อง (ใช้แรงดันลมในปริมาณที่เหมาะสม ไม่มีหยดหรือไหล และขัดผิวบ่อยๆ ระหว่างการทาสีรองพื้นและสีทับหน้า); และดูแลรักษาสีรถหลังจากทาเสร็จแล้ว (ล้าง ขัดเงา และเก็บไว้ในโรงรถ)

mcneally-seals-2017

ถ้าคุณทำสี่อย่างนั้นอย่างถูกต้อง สีรถยนต์จะอยู่ได้นานแค่ไหน? แน่นอนว่าหลายปี ลองออกไปดูรถที่วิ่งผ่านไปมา คุณจะเห็นหลักฐานของคนที่ไม่ได้ทำสี่อย่างนั้น ที่จริงแล้ว มันหายากมากจนเรามักจะจ้องมองรถเก่าๆ ที่ดูดีอยู่เสมอ

การดูแลให้แมวน้ำมีชีวิตที่ดีนั้นเกี่ยวข้องกับสี่ขั้นตอน ซึ่งอาจดูเป็นเรื่องพื้นฐาน แต่เรามาดูกันอีกครั้งดีกว่า

เตรียมปั๊มให้พร้อมสำหรับการซีล – นั่นคืองานตัวถัง
ซื้อสีคุณภาพดี – สีทาคุณภาพดี
ติดตั้งซีลให้ถูกต้อง – ทาสีให้ถูกต้อง
ใช้มาตรการควบคุมสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมหากจำเป็น (และอาจจำเป็น) – รวมถึงล้างและเคลือบแว็กซ์ด้วย
เราจะพิจารณาแต่ละหัวข้อเหล่านี้อย่างละเอียด และหวังว่าจะสามารถยืดอายุการใช้งานของซีลเชิงกลของเราได้จนถึงจุดที่ส่วนใหญ่จะสึกหรอ ข้อมูลนี้เกี่ยวข้องกับปั๊มแบบแรงเหวี่ยง แต่ยังสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์หมุนชนิดใดก็ได้เกือบทุกชนิด รวมถึงเครื่องผสมและเครื่องกวนด้วย

เตรียมปั๊มให้พร้อมสำหรับการซีล

เพื่อเตรียมความพร้อม คุณควรทำการจัดแนวระหว่างปั๊มและตัวขับโดยใช้เครื่องจัดแนวด้วยเลเซอร์ อะแดปเตอร์เฟรมแบบ "C" หรือ "D" จะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า

ขั้นตอนต่อไปคือการปรับสมดุลแบบไดนามิกของชุดประกอบที่หมุนได้ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เครื่องมือวิเคราะห์การสั่นสะเทือนส่วนใหญ่ แต่ควรตรวจสอบกับผู้จำหน่ายหากคุณไม่มีโปรแกรมดังกล่าว คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเพลาไม่โค้งงอและหมุนเพลาให้ตรงระหว่างจุดศูนย์กลาง

ควรหลีกเลี่ยงการใช้ปลอกเพลา เนื่องจากเพลาตันมีโอกาสโก่งงอน้อยกว่าและเหมาะสมกว่าสำหรับการซีลเชิงกล และพยายามลดแรงดึงในท่อทุกครั้งที่ทำได้

ควรใช้ปั๊มแบบ "เส้นศูนย์กลาง" หากอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์สูงกว่า 100°C เนื่องจากจะช่วยลดปัญหาความเครียดของท่อที่ปั๊มได้ นอกจากนี้ ควรใช้ปั๊มที่มีอัตราส่วนความยาวเพลาต่อเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับปั๊มที่ใช้งานเป็นช่วงๆ

ใช้กล่องกันรั่วขนาดใหญ่กว่าปกติ หลีกเลี่ยงการออกแบบที่เรียวลง และเว้นพื้นที่ว่างให้ซีลมาก ๆ พยายามทำให้หน้ากล่องกันรั่วตั้งฉากกับเพลาให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เครื่องมือปรับหน้า และลดการสั่นสะเทือนโดยใช้เทคนิคใด ๆ ที่คุณรู้จัก

สิ่งสำคัญคือคุณต้องไม่ปล่อยให้ปั๊มเกิดการเกิดโพรงอากาศ เพราะหน้าสัมผัสของซีลจะเด้งเปิดและอาจเสียหายได้ นอกจากนี้ยังอาจเกิดปรากฏการณ์ค้อนน้ำได้หากไฟฟ้าดับขณะที่ปั๊มกำลังทำงาน ดังนั้นควรดำเนินการป้องกันเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้

มีหลายสิ่งที่ต้องตรวจสอบเมื่อเตรียมปั๊มสำหรับการติดตั้งซีล ได้แก่ มวลของฐานปั๊ม/มอเตอร์ต้องมีอย่างน้อยห้าเท่าของมวลของอุปกรณ์ที่วางอยู่บนนั้น ต้องมีระยะห่างของท่อสิบเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่างท่อดูดของปั๊มกับข้อต่อแรก และแผ่นฐานต้องได้ระดับและยึดด้วยปูนยาแนวอย่างแน่นหนา

ปรับใบพัดเปิดให้เหมาะสมเพื่อลดการสั่นสะเทือนและปัญหาการไหลเวียนภายใน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตลับลูกปืนได้รับการหล่อลื่นอย่างเหมาะสม และไม่มีน้ำหรือสิ่งแปลกปลอมเข้าไปในช่องตลับลูกปืน นอกจากนี้ ควรเปลี่ยนจาระหรือซีลแบบริมฝีปากเป็นซีลแบบเขาวงกตหรือซีลแบบหน้าสัมผัสด้วย

ควรหลีกเลี่ยงการต่อท่อส่งกลับหมุนเวียนเข้ากับกล่องซีล ในกรณีส่วนใหญ่ การต่อท่อส่งกลับหมุนเวียนเข้าจะเหมาะสมกว่า หากปั๊มมีแหวนกันสึกหรอ ควรตรวจสอบระยะห่างของแหวนเหล่านั้นด้วย

ขั้นตอนสุดท้ายในการเตรียมปั๊มคือการตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนที่สัมผัสกับของเหลวของปั๊มนั้นผลิตจากวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เนื่องจากสารทำความสะอาดและตัวทำละลายในท่อบางครั้งอาจก่อให้เกิดปัญหาที่ผู้ออกแบบไม่ได้คาดคิดไว้

จากนั้นให้ปิดผนึกอากาศที่อาจรั่วเข้าไปทางด้านดูดของปั๊ม และกำจัดอากาศที่อาจติดอยู่ภายในปลอกปั๊มออกไป

ซื้อซีลคุณภาพดี

ใช้การออกแบบที่สมดุลทางไฮดรอลิกซึ่งสามารถปิดผนึกได้ทั้งแรงดันและสุญญากาศ และหากคุณจะใช้วัสดุอีลาสโตเมอร์ในการปิดผนึก ให้ลองใช้โอริง โอริงมีรูปทรงที่ดีที่สุดด้วยเหตุผลหลายประการ แต่ห้ามดัดโอริงด้วยสปริง เพราะมันจะไม่ยืดหยุ่นหรือหมุนได้ตามที่ควรจะเป็น

นอกจากนี้ คุณควรใช้ซีลแบบที่ไม่สึกกร่อน เนื่องจาก1การสึกหรอของเพลาเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้ซีลชำรุดก่อนกำหนด

ซีลแบบอยู่กับที่ (ที่สปริงไม่หมุนไปพร้อมกับเพลา) ดีกว่าซีลแบบหมุน (ที่สปริงหมุน) สำหรับการป้องกันการรั่วไหลของก๊าซและของเหลวอื่นๆ หากซีลมีสปริงขนาดเล็ก ควรเก็บสปริงให้พ้นจากของเหลว มิฉะนั้นจะอุดตันได้ง่าย มีซีลหลายแบบที่มีคุณสมบัติป้องกันการอุดตันนี้

พื้นผิวแข็งและกว้างเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเคลื่อนที่ในแนวรัศมีที่เราพบเห็นได้ในการใช้งานเครื่องผสม และซีลที่ติดตั้งอยู่ห่างจากตลับลูกปืนเป็นระยะทางไกล

นอกจากนี้ คุณยังต้องใช้วัสดุลดแรงสั่นสะเทือนสำหรับซีลโลหะแบบสูบลมที่ทนความร้อนสูง เนื่องจากซีลเหล่านี้ไม่มีวัสดุอีลาสโตเมอร์ที่ทำหน้าที่ลดแรงสั่นสะเทือนตามปกติ

ควรใช้การออกแบบที่ช่วยให้ของเหลวสำหรับซีลอยู่บริเวณเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของซีล มิฉะนั้นแรงเหวี่ยงจะทำให้ของแข็งถูกเหวี่ยงเข้าไปในพื้นผิวที่ขัดเงาและจำกัดการเคลื่อนที่เมื่อคาร์บอนสึกหรอ นอกจากนี้ควรใช้คาร์บอนที่ไม่มีสารเติมแต่งสำหรับพื้นผิวซีล เนื่องจากเป็นชนิดที่ดีที่สุดและต้นทุนไม่สูงเกินไป

นอกจากนี้ โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณสามารถระบุวัสดุของซีลทั้งหมดได้ เพราะเป็นไปไม่ได้ที่จะแก้ไขปัญหาหากเป็น "วัสดุที่ไม่ทราบที่มา"

อย่าให้ผู้จำหน่ายบอกคุณว่าวัสดุของเขาเป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะ และหากพวกเขามีทัศนคติเช่นนั้น จงหาผู้จำหน่ายหรือผู้ผลิตรายอื่น มิเช่นนั้นคุณสมควรได้รับปัญหาทั้งหมดที่จะเกิดขึ้น

พยายามอย่าให้ชิ้นส่วนอีลาสโตเมอร์อยู่ใกล้กับพื้นผิวของซีล เพราะอีลาสโตเมอร์เป็นส่วนประกอบของซีลที่ไวต่อความร้อนมากที่สุด และอุณหภูมิจะสูงที่สุดบริเวณพื้นผิวของซีล

ผลิตภัณฑ์ที่เป็นอันตรายหรือมีราคาแพงควรปิดผนึกด้วยซีลสองชั้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสมดุลไฮดรอลิกอยู่ในทั้งสองทิศทาง มิเช่นนั้นอาจเสี่ยงที่หน้าสัมผัสใดหน้าสัมผัสหนึ่งจะเปิดออกในกรณีที่แรงดันกลับทิศทางหรือเกิดการกระชาก

สุดท้ายนี้ หากชิ้นงานมีการอัดคาร์บอนลงในตัวยึดโลหะ โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าคาร์บอนนั้นถูกอัดขึ้นรูป ไม่ใช่การ "หดตัว" คาร์บอนที่ถูกอัดขึ้นรูปจะเฉือนเพื่อปรับให้เข้ากับความไม่เรียบของตัวยึดโลหะ ช่วยให้พื้นผิวที่ขัดเรียบอยู่เสมอ

ติดตั้งซีลให้ถูกต้อง

ซีลแบบตลับเป็นแบบเดียวที่เหมาะสมหากคุณต้องการปรับแต่งใบพัด และติดตั้งได้ง่ายกว่ามากเพราะคุณไม่จำเป็นต้องใช้แบบพิมพ์หรือทำการวัดใดๆ เพื่อให้ได้แรงกดที่หน้าสัมผัสที่ถูกต้อง

ซีลคู่ของตลับควรมีวงแหวนปั๊มในตัว และควรใช้ของเหลวบัฟเฟอร์ (แรงดันต่ำ) ระหว่างซีลทุกครั้งที่เป็นไปได้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการเจือจางของผลิตภัณฑ์

ควรหลีกเลี่ยงการใช้น้ำมันทุกชนิดเป็นของเหลวบัฟเฟอร์ เนื่องจากน้ำมันมีความจุความร้อนจำเพาะต่ำและนำไฟฟ้าได้ไม่ดี

ขณะติดตั้ง ให้วางซีลให้ชิดกับแบริ่งมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยปกติแล้วจะมีพื้นที่เหลือให้ขยับซีลออกจากกล่องบรรจุ และใช้พื้นที่กล่องบรรจุเป็นบูชรองรับเพื่อช่วยให้เพลาหมุนมีความเสถียรมากขึ้น

ขึ้นอยู่กับการใช้งาน คุณจะต้องตัดสินใจว่าจำเป็นต้องยึดบูชรองรับนี้ไว้ในแนวแกนหรือไม่

ซีลแบบแยกส่วนยังเหมาะสมกับการใช้งานแทบทุกประเภทที่ไม่ต้องการซีลสองชั้นหรือการซีลป้องกันการรั่วไหล (การรั่วไหลวัดเป็นส่วนต่อล้านส่วน)

ซีลแบบแยกชิ้นเป็นแบบเดียวที่ควรใช้กับปั๊มแบบสองหัว มิเช่นนั้นคุณจะต้องเปลี่ยนซีลทั้งสองชิ้นเมื่อซีลเพียงชิ้นเดียวชำรุด

นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณเปลี่ยนซีลได้โดยไม่ต้องปรับแนวตัวขับปั๊มใหม่ด้วย

ห้ามหล่อลื่นหน้าสัมผัสซีลขณะติดตั้ง และระวังอย่าให้มีเศษของแข็งใดๆ สัมผัสกับหน้าสัมผัสที่ขัดเงาแล้ว หากมีสารเคลือบป้องกันอยู่บนหน้าสัมผัสซีล โปรดลอกออกก่อนการติดตั้ง

ถ้าเป็นซีลยางแบบเบลโลว์ จะต้องใช้สารหล่อลื่นชนิดพิเศษที่จะช่วยให้เบลโลว์ติดกับเพลาได้ โดยปกติจะเป็นของเหลวที่ทำจากปิโตรเลียม แต่คุณสามารถตรวจสอบกับผู้จำหน่ายเพื่อให้แน่ใจได้ นอกจากนี้ ซีลยางแบบเบลโลว์ยังต้องการผิวเพลาที่ไม่สูงกว่า 40 RMS มิฉะนั้นยางจะติดกับเพลาได้ยาก

สุดท้ายนี้ เมื่อติดตั้งในแนวตั้ง โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ระบายอากาศออกจากกล่องบรรจุซีลที่หน้าสัมผัสของซีลแล้ว คุณอาจต้องติดตั้งช่องระบายอากาศนี้หากผู้ผลิตปั๊มไม่ได้จัดหามาให้

ซีลตลับหลายรุ่นมีช่องระบายอากาศในตัว ซึ่งคุณสามารถเชื่อมต่อเข้ากับท่อดูดของปั๊มหรือจุดที่มีแรงดันต่ำอื่นๆ ในระบบได้

ดูแลรักษาตราประทับให้ดี

ขั้นตอนสุดท้ายในการยืดอายุการใช้งานของซีลคือการดูแลรักษาอย่างต่อเนื่อง ซีลชอบที่จะปิดผนึกของเหลวที่เย็น สะอาด และหล่อลื่น และถึงแม้ว่าเรามักจะไม่พบของเหลวแบบนั้น แต่บางทีคุณอาจควบคุมสภาพแวดล้อมในบริเวณกล่องบรรจุซีลเพื่อเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ของคุณให้มีสภาพเช่นนั้นได้

หากคุณใช้ชุดซีลกันรั่วแบบมีฉนวนหุ้ม โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าฉนวนนั้นสะอาด ไอน้ำหรือน้ำควบแน่นเป็นของเหลวที่ดีที่สุดที่จะไหลเวียนผ่านฉนวนนั้น

ลองติดตั้งบูชคาร์บอนที่ปลายของกล่องซีลเพื่อทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อน ซึ่งจะช่วยรักษาอุณหภูมิของกล่องซีลให้คงที่

การล้างเป็นวิธีควบคุมสภาพแวดล้อมขั้นสูงสุด เพราะทำให้ผลิตภัณฑ์เจือจางลง แต่ถ้าคุณใช้ซีลที่ถูกต้อง คุณก็ไม่จำเป็นต้องล้างมากนัก ประมาณสี่ถึงห้าแกลลอนต่อชั่วโมง (โปรดสังเกตว่าผมบอกว่าชั่วโมง ไม่ใช่นาที) ก็เพียงพอสำหรับซีลประเภทนั้นแล้ว

นอกจากนี้ คุณควรทำให้ของเหลวไหลเวียนอยู่ภายในกล่องซีลเพื่อป้องกันความร้อนสะสม การหมุนเวียนของของเหลวด้วยแรงดูดจะช่วยกำจัดของแข็งที่มีน้ำหนักมากกว่าผลิตภัณฑ์ที่คุณกำลังซีลอยู่

เนื่องจากสภาวะของเหลวข้นแบบนั้นพบได้บ่อยที่สุด จึงควรใช้การหมุนเวียนแบบดูดเป็นมาตรฐาน นอกจากนี้ ควรเรียนรู้ด้วยว่าไม่ควรใช้ในกรณีใดบ้าง

การหมุนเวียนของเหลวที่ระบายออกจะช่วยเพิ่มแรงดันในกล่องบรรจุเพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวระเหยระหว่างหน้าสัมผัสที่ขัดเงา พยายามอย่าให้ท่อหมุนเวียนพุ่งตรงไปยังหน้าสัมผัสที่ขัดเงา เพราะอาจทำให้เสียหายได้ หากคุณใช้เบลโลว์โลหะ ท่อหมุนเวียนอาจทำหน้าที่เหมือนเครื่องพ่นทรายและตัดแผ่นเบลโลว์ที่บางได้

หากผลิตภัณฑ์ร้อนเกินไป ให้ระบายความร้อนบริเวณซีลกันรั่วซึม สิ่งสำคัญที่ควรจำไว้คือ การควบคุมสภาพแวดล้อมเหล่านี้มักมีความสำคัญมากขึ้นเมื่อปั๊มหยุดทำงาน เนื่องจากอุณหภูมิที่คงที่และการระบายความร้อนเมื่อปิดเครื่องอาจทำให้อุณหภูมิบริเวณซีลกันรั่วซึมเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์เปลี่ยนสถานะได้

ผลิตภัณฑ์อันตรายจะต้องใช้ซีลแบบ API หากคุณเลือกที่จะไม่ใช้ซีลคู่ บูชป้องกันภัยพิบัติซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการกำหนดค่า API จะช่วยปกป้องซีลจากความเสียหายทางกายภาพหากตลับลูกปืนหลุดขณะที่ปั๊มกำลังทำงาน

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่อ API อย่างถูกต้องแล้ว การสลับพอร์ตทั้งสี่พอร์ตอาจทำให้สายล้างหรือสายหมุนเวียนเข้าไปอยู่ในพอร์ตดับความร้อนได้ง่าย

พยายามอย่าปล่อยไอน้ำหรือน้ำมากเกินไปผ่านทางจุดต่อสำหรับระบายความร้อน เพราะมันจะเข้าไปในห้องแบริ่ง การรั่วไหลออกจากจุดต่อระบายน้ำมักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นความเสียหายของซีลโดยผู้ปฏิบัติงาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขารู้ความแตกต่างระหว่างสองสิ่งนี้

การนำเคล็ดลับการปิดผนึกเหล่านี้ไปใช้

มีใครทำครบทั้งสี่อย่างนี้บ้างไหม? น่าเสียดายที่ไม่มี ถ้าเราทำได้ครบทุกอย่าง ซีลของเรา 85 หรือ 90 เปอร์เซ็นต์คงจะเสื่อมสภาพไปแล้ว แทนที่จะเป็นแค่ 10 หรือ 15 เปอร์เซ็นต์อย่างที่เป็นอยู่ ซีลที่ชำรุดก่อนกำหนดทั้งๆ ที่ยังเหลือพื้นผิวคาร์บอนอยู่มากก็ยังคงเป็นเรื่องปกติอยู่ดี

ข้ออ้างที่ได้ยินบ่อยที่สุดเพื่ออธิบายการดูแลรักษาแมวน้ำที่ไม่ดีของเราคือ ไม่มีเวลาที่จะทำอย่างถูกต้อง ตามมาด้วยวลีซ้ำซากที่ว่า “แต่ก็มีเวลาแก้ไขเสมอ” ส่วนใหญ่เราทำตามขั้นตอนที่จำเป็นหนึ่งหรือสองขั้นตอน และพบว่าอายุการใช้งานของแมวน้ำเพิ่มขึ้น ไม่มีอะไรผิดปกติกับการที่อายุการใช้งานของแมวน้ำเพิ่มขึ้น แต่ก็ยังห่างไกลจากการดูแลรักษาแมวน้ำให้แข็งแรงทนทาน

ลองคิดดูสักครู่ ถ้าซีลใช้งานได้นานถึงหนึ่งปี ปัญหาจะร้ายแรงแค่ไหนกันเชียว อุณหภูมิคงไม่สูงเกินไป หรือความดันคงไม่รุนแรงเกินไป ถ้าเป็นเช่นนั้นจริง ซีลก็คงพังภายในเวลาไม่ถึงปี ผลิตภัณฑ์ก็คงไม่สกปรกเกินไปเช่นกันด้วยเหตุผลเดียวกัน

บ่อยครั้งที่เราพบว่าปัญหาเป็นเรื่องง่ายๆ เช่น การออกแบบซีลที่เสียดสีกับเพลา ทำให้เกิดรอยรั่วผ่านปลอกหรือเพลาที่เสียหาย หรือบางครั้งเราก็พบว่าน้ำยาทำความสะอาดท่อที่ใช้ปีละครั้งเป็นสาเหตุ และไม่มีใครเปลี่ยนวัสดุของซีลเพื่อรับมือกับภัยคุกคามต่อชิ้นส่วนซีลนี้