Untuk memahami kebocoran pompa sentrifugal, penting untuk terlebih dahulu memahami operasi dasar pompa sentrifugal.Saat aliran masuk melalui mata impeler pompa dan naik ke baling-baling impeler, fluida berada pada tekanan rendah dan kecepatan rendah.Ketika aliran melewati volute, tekanan meningkat dan kecepatan meningkat.Aliran kemudian keluar melalui debit, di mana tekanannya tinggi tetapi kecepatannya melambat.Aliran yang masuk ke pompa harus keluar dari pompa.Pompa memberikan head (atau tekanan), yang berarti meningkatkan energi fluida pompa.
Kegagalan komponen tertentu dari pompa sentrifugal, seperti kopling, hidrolik, sambungan statis, dan bantalan, akan menyebabkan kegagalan keseluruhan sistem, tetapi sekitar enam puluh sembilan persen dari semua kegagalan pompa diakibatkan oleh kegagalan fungsi perangkat penyegelan.
KEBUTUHAN SEGEL MEKANIS
Segel mekanis adalah perangkat yang digunakan untuk mengontrol kebocoran antara poros yang berputar dan bejana berisi cairan atau gas.Tanggung jawab utamanya adalah mengendalikan kebocoran.Semua seal bocor—mereka harus melakukannya untuk mempertahankan lapisan cairan di seluruh permukaan mechanical seal.Kebocoran yang keluar dari sisi atmosfir cukup rendah;kebocoran dalam Hidrokarbon, misalnya, diukur dengan meteran VOC dalam satuan bagian/sejuta.
Sebelum segel mekanis dikembangkan, para insinyur biasanya menyegel pompa dengan pengepakan mekanis.Pengepakan mekanis, bahan berserat yang biasanya diresapi dengan pelumas seperti grafit, dipotong menjadi beberapa bagian dan dimasukkan ke dalam apa yang disebut "kotak isian".Sebuah kelenjar pengepakan kemudian ditambahkan ke
bagian belakang untuk mengemas semuanya.Karena pengepakan bersentuhan langsung dengan poros, diperlukan pelumasan, tetapi masih akan merampas tenaga kuda.
Biasanya "cincin lentera" memungkinkan air siram diterapkan ke kemasan.Air itu, yang diperlukan untuk melumasi dan mendinginkan poros, akan bocor ke dalam proses atau ke atmosfer.Bergantung pada aplikasi Anda, Anda mungkin perlu:
· arahkan air siram menjauh dari proses untuk menghindari kontaminasi.
· mencegah air siram terkumpul di lantai (menyemprot berlebihan), yang merupakan masalah OSHA dan masalah rumah tangga.
· Lindungi kotak bantalan dari air siram, yang dapat mencemari oli dan akhirnya menyebabkan kegagalan bantalan.
Seperti halnya setiap pompa, Anda pasti ingin menguji pompa Anda untuk mengetahui biaya tahunan yang diperlukan untuk menjalankannya.Pompa pengemasan mungkin terjangkau untuk dipasang dan dirawat, tetapi jika Anda menghitung berapa galon air yang dikonsumsinya per menit atau per tahun, Anda mungkin akan terkejut dengan biayanya.Pompa segel mekanis berpotensi menghemat banyak biaya tahunan.
Mengingat geometri umum segel mekanis, di mana pun ada paking atau cincin-o, akan terjadi titik kebocoran potensial:
· O-ring (atau paking) dinamis yang terkikis, aus, atau resah saat segel mekanis bergerak.
· Kotoran atau kontaminasi di antara sil mekanik.
· Sebuah operasi off-desain dalam sil mekanik.
LIMA JENIS KEGAGALAN PERANGKAT PENYEGELAN
Jika pompa sentrifugal menunjukkan kebocoran yang tidak terkendali, Anda harus memeriksa secara menyeluruh semua kemungkinan penyebab untuk menentukan apakah Anda memerlukan perbaikan atau pemasangan baru.
1. Kegagalan Operasional
Mengabaikan Titik Efisiensi Terbaik: Apakah Anda mengoperasikan pompa pada Titik Efisiensi Terbaik (BEP) pada kurva kinerja?Setiap pompa dirancang dengan a
Titik Efisiensi tertentu.Saat Anda mengoperasikan pompa di luar wilayah itu, Anda menimbulkan masalah dengan aliran yang menyebabkan sistem gagal.
Kepala Hisap Positif Bersih Tidak Cukup (NPSH): Jika Anda tidak memiliki kepala hisap yang cukup untuk pompa Anda, rakitan yang berputar dapat menjadi tidak stabil, menyebabkan kavitasi, dan mengakibatkan kegagalan segel.
Pengoperasian Dead-Headed: Jika Anda menyetel katup kontrol terlalu rendah untuk mencekik pompa, Anda dapat mencekik aliran.Aliran tersendat menyebabkan resirkulasi di dalam pompa, yang menghasilkan panas dan menyebabkan kegagalan seal.
Berjalan Kering & Ventilasi Segel yang Tidak Benar: Pompa vertikal adalah yang paling rentan karena segel mekanis diposisikan di atas.Jika Anda memiliki ventilasi yang tidak tepat, udara dapat terperangkap di sekitar segel dan tidak dapat dikeluarkan dari kotak isian.Segel mekanis akan segera rusak jika pompa terus bekerja dalam kondisi ini.
Margin Uap Rendah: Ini adalah cairan yang berkedip;hidrokarbon panas akan menyala setelah terkena kondisi atmosfer.Saat film fluida melewati segel mekanis, itu dapat berkedip di sisi atmosfer dan menyebabkan kegagalan.Kegagalan ini sering terjadi dengan sistem umpan boiler — air panas pada 250-280ºF flash dengan penurunan tekanan di seluruh permukaan segel.
2. Kegagalan Mekanis
Ketidaksejajaran poros, ketidakseimbangan kopling, dan ketidakseimbangan impeler semuanya dapat menyebabkan kegagalan seal mekanis.Selain itu, setelah pompa dipasang, jika Anda memasang pipa yang tidak sejajar, Anda akan memberikan banyak tekanan pada pompa.Anda juga perlu menghindari basis yang buruk: Apakah basis tersebut aman?Apakah sudah di-grouting dengan benar?Apakah Anda memiliki kaki yang lembut?Apakah dibaut dengan benar?Dan terakhir, periksa bantalannya.Jika toleransi bantalan tipis, poros akan bergerak dan menyebabkan getaran pada pompa.
3. Kegagalan Komponen Segel
Apakah Anda memiliki pasangan tribologis (studi gesekan) yang bagus?Sudahkah Anda memilih kombinasi menghadap yang tepat?Bagaimana dengan kualitas bahan seal face?Apakah materi Anda sesuai untuk aplikasi spesifik Anda?Sudahkah Anda memilih seal sekunder yang tepat, seperti gasket dan o-ring, yang disiapkan untuk serangan kimia dan panas?Mata air Anda tidak boleh tersumbat atau bellow Anda berkarat.Terakhir, awasi distorsi permukaan dari tekanan atau panas, karena segel mekanis di bawah tekanan besar akan benar-benar membungkuk, dan profil miring dapat menyebabkan kebocoran.
4. Kegagalan Desain Sistem
Anda membutuhkan pengaturan flush seal yang tepat, bersama dengan pendinginan yang cukup.Sistem ganda memiliki cairan penghalang;pot segel tambahan harus berada di lokasi yang tepat, dengan instrumentasi dan perpipaan yang benar.Anda perlu mempertimbangkan Panjang Pipa Lurus saat Hisap—beberapa sistem pompa lama yang sering disertakan sebagai selip paket menyertakan siku 90º pada hisapan tepat sebelum aliran memasuki mata impeler.Siku menyebabkan aliran turbulen yang menciptakan ketidakstabilan pada rakitan yang berputar.Semua pipa hisap/pelepasan dan bypass perlu direkayasa dengan benar juga, terutama jika beberapa pipa telah diperbaiki di beberapa titik selama bertahun-tahun.
5. Lainnya
Faktor lain-lain hanya menyumbang sekitar 8 persen dari semua kegagalan.Misalnya, sistem tambahan terkadang diperlukan untuk menyediakan lingkungan operasi yang dapat diterima untuk segel mekanis.Untuk referensi sistem ganda, Anda memerlukan cairan tambahan untuk bertindak sebagai penghalang yang mencegah kontaminasi atau cairan proses agar tidak tumpah ke lingkungan.Namun, bagi sebagian besar pengguna, menangani salah satu dari empat kategori pertama akan memberikan solusi yang mereka butuhkan.
KESIMPULAN
Segel mekanis merupakan faktor utama dalam keandalan peralatan berputar.Mereka bertanggung jawab atas kebocoran dan kegagalan sistem, tetapi mereka juga menunjukkan masalah yang pada akhirnya akan menyebabkan kerusakan serius di jalan.Keandalan seal sangat dipengaruhi oleh desain seal dan lingkungan pengoperasian.
Oleh Frank Rotello, Insinyur mekanik untuk Cummins-Wagner Co.,Inc.
Waktu posting: Jan-04-2022