Awaria uszczelnienia mechanicznego i wyciek są jedną z najczęstszych przyczyn przestojów pomp i mogą być spowodowane wieloma różnymi czynnikami. Ważne jest, aby zrozumieć przyczynę tego problemu, aby uniknąć go w przyszłości, a przede wszystkim zapobiec awariom pomp i dodatkowym kosztom. W tym miejscu rozważymy główne przyczyny uszkodzeń uszczelnień końcowych i metody zapobiegania im.
Warto przyznać, że wszystkie uszczelki pompy są nieszczelne; jest im potrzebny do utrzymania warstwy cieczy na powierzchniach par ciernych. Jednakże niekontrolowane i nadmierne wycieki mogą spowodować poważne uszkodzenie pompy, jeśli nie zostaną szybko usunięte.
Bez względu na to, czy awaria uszczelnienia jest wynikiem błędu montażowego, awarii konstrukcyjnej, zużycia, zanieczyszczenia, awarii komponentu czy też błędu niepowiązanego, konieczne jest zdiagnozowanie problemu w odpowiednim czasie, aby określić, czy konieczna jest nowa naprawa lub instalacja wymagane
Zrozumienie przyczyn najczęstszych rodzajów uszkodzeń uszczelnień pomp i zastosowanie kilku prostych wskazówek, trików i planowania znacznie ułatwia uniknięcie przyszłych wycieków. Oto lista najczęstszych przyczyn awarii uszczelnienia pompy:
Błąd instalacji
W trakcie diagnozowania nieprawidłowego działania uszczelnienia pompy należy przede wszystkim sprawdzić etap pierwszego uruchomienia i montażu uszczelnienia. Wskazane jest powierzenie procesu montażu wykwalifikowanym specjalistom lub szczegółowe zapoznanie się z dokumentacją dostarczoną przez producenta pompy lub odpowiednią literaturą techniczną itp. Jeśli nie zostaną użyte odpowiednie narzędzia, uszczelka ulegnie uszkodzeniu lub zostanie zamontowana w złym kierunku, pompa szybko ulegnie awarii.
Nieprawidłowy montaż uszczelki końcowej może prowadzić do wielu usterek, na przykład uszkodzenia elementów gumowych. Ze względu na delikatną powierzchnię par ciernych nawet najmniejsze cząstki brudu, oleju lub odcisków palców mogą powodować niewspółosiowość powierzchni. Jeśli powierzchnie nie są wyrównane, nadmierny wyciek będzie przedostawał się przez uszczelkę. Najczęstsze przyczyny nieprawidłowego montażu uszczelki to:
- Śruby ustalające nie są dokręcone.
- Uszkodzenie powierzchni uszczelniających (zanieczyszczenia mechaniczne lub resztkowe itp.).
- Nierówne dokręcenie śrub uszczelnienia olejowego.
- Nieprawidłowe ustawienie długości roboczej uszczelki (czasami zapomina się o założeniu tulei przedłużających, pierścieni zabezpieczających itp., przewidzianych przez konstrukcję pompy).
Ostatecznie doprowadzi to do uszkodzenia uszczelnienia i skrócenia żywotności łożyska.
Przed uruchomieniem pompy obróć ręcznie wał kilka razy, aby sprawdzić dokładność montażu, łatwość obrotu i brak zacięć.
Wybór niewłaściwej pieczęci
Brak wiedzy w procesie projektowania i montażu uszczelnień nadal jest jedną z częstych przyczyn uszkodzeń uszczelnień, dlatego wybór odpowiedniego uszczelnienia ma kluczowe znaczenie. Wybierając odpowiednią uszczelkę do pompy, należy wziąć pod uwagę wiele czynników, takich jak:
- Warunki pracy: czyszczenie, gotowanie na parze, środowisko kwaśne lub mycie alkaliami itp.
- Możliwość odstępstw od wartości projektowych (np. przy zmianie przeznaczenia pompy może warto zmienić w niej rodzaj uszczelnienia).
Materiał uszczelnienia wału musi być kompatybilny z cieczą znajdującą się w pompie, w przeciwnym razie uszczelnienie może bardzo szybko ulec uszkodzeniu. Jednym z przykładów jest wybór uszczelnienia gorącą wodą; woda o temperaturze powyżej 87°C nie jest w stanie smarować ani chłodzić powierzchni uszczelek, dlatego ważne jest, aby wybrać uszczelki z właściwymi elastomerami i odpowiednimi parami ciernymi.
Przy wyborze uszczelnienia często nie bierze się pod uwagę niezgodności chemicznej uszczelnień mechanicznych. Jeśli płyn jest niezgodny z uszczelką, może to spowodować pękanie, pęcznienie, ściskanie lub uszkodzenie gumowych uszczelek, uszczelek, wirników, obudów pomp i dyfuzorów.
Suchy ruch
Praca na sucho ma miejsce, gdy pompa pracuje bez cieczy. Większość awarii związanych z pracą na sucho ma miejsce, gdy pompa zostaje ponownie uruchomiona po konserwacji bez sprawdzenia, czy pompa jest całkowicie wypełniona cieczą.
Jeśli pompa pracuje na sucho, a temperatura przekracza granicę, jaką może wytrzymać uszczelka, najprawdopodobniej uszczelka pompy ulegnie nieodwracalnemu uszkodzeniu. Tylko kilka sekund pracy na sucho może spowodować pękanie termiczne lub pęcznienie uszczelki. Praca na sucho prowadzi również do uszkodzenia łożysk, co z kolei powoduje zwiększone wibracje, co również prowadzi do dalszych uszkodzeń, w tym przedwczesnego zużycia.
W przypadkach, gdy uszczelnienie mechaniczne jest narażone na szok termiczny, może ulec uszkodzeniu w ciągu 30 sekund lub krócej. Aby zapobiec tego rodzaju uszkodzeniom, należy sprawdzić uszczelkę pompy: jeśli uszczelka przeszła pracę na sucho, powierzchnia pary ciernej będzie biała. Czasami przy długotrwałej ekspozycji na temperaturę uszczelnienie mechaniczne ulega spieczeniu lub stopieniu.
Wibracje
Pompy ze swej natury poruszają się i wibrują. Jeśli jednak pompa nie zostanie odpowiednio wyważona, wibracje urządzenia wzrosną do poziomu, który może spowodować awarię. Niewłaściwe ustawienie wałów obrotowych i nieruchomych elementów obudowy powoduje nadmierne wibracje w układzie pompowym, co prowadzi do uszkodzenia uszczelnień mechanicznych. Wibracje pompy mogą być również spowodowane niewspółosiowością lub pracą pompy zbyt daleko w lewo lub w prawo od punktu najlepszej wydajności pompy (BEP). Nadmierne wibracje powodują duży luz osiowy i promieniowy wału, powodując niewspółosiowość i większy wyciek płynu przez uszczelkę.
Prawidłowa praca uszczelnienia mechanicznego polega na tworzeniu się cienkiego filmu smarnego pomiędzy parami ciernymi, a zbyt duże drgania zapobiegają tworzeniu się tej warstwy smarnej. Jeśli pompa ma pracować w trudnych warunkach, np. w pompach pogłębiarskich, zastosowane uszczelnienie musi wytrzymywać większy niż średni luz osiowy i promieniowy. Ważne jest również określenie BEP pompy i upewnienie się, że pompa nie przekracza lub nie spada poniżej swojego BEP. Może to spowodować wiele uszkodzeń, a nie tylko wyciek przez uszczelkę.
Zużycie łożysk
Podczas obrotu wału łożyska zużywają się na skutek tarcia. Zużyte łożyska powodują drgania wału, co z kolei powoduje destrukcyjne wibracje, których skutki omówiliśmy powyżej. Zwykle łożyska wyższej jakości są mniej podatne na odkształcenia pod ciśnieniem.
Korozja i zanieczyszczenie wewnątrz układu pompującego
Inną przyczyną awarii uszczelnień mechanicznych jest ścieranie lub zużycie spowodowane zanieczyszczeniami wewnątrz układu pompującego. Może to być wszystko, od brudu i śmieci po chemikalia stosowane w procesach produkcyjnych. Kiedy te cząstki wejdą w kontakt z powierzchnią uszczelniającą wał, z czasem mogą spowodować uszkodzenie. Korozja odgrywa również kluczową rolę w uszkadzaniu elementów, takich jak uszczelki, ponieważ agresywne płyny wewnątrz układów pompujących mają tendencję do korozji wszystkich części metalowych, w tym wałów, zmniejszając w ten sposób ich wytrzymałość i zwiększając ich podatność na awarie.
Na koniec zauważamy, że istnieje wiele przyczyn awarii uszczelnień mechanicznych w układach pompowych. Jednakże, rozumiejąc typowe przyczyny awarii i stosując dobre praktyki montażu i konserwacji, można wydłużyć żywotność uszczelnień mechanicznych i skrócić przestoje. Regularne przeglądy, a także prawidłowe metody konserwacji systemów pompowych mogą w dużym stopniu pomóc w zapobieganiu kosztownym awariom, oszczędzając czas i pieniądze w dłuższej perspektywie.