Οι φυγοκεντρικές αντλίες στεγανοποιούνται βασικά με μηχανικές τσιμούχες, ενώ οι μαγνητικές αντλίες στεγανοποιούνται με μανίκια απομόνωσης στατικής στεγανοποίησης. Υπάρχουν πολλοί τύποι μηχανικών στεγανοποιήσεων για φυγοκεντρικές αντλίες και τα μοντέλα ποικίλλουν, αλλά υπάρχουν πέντε κύρια σημεία διαρροής: η στεγανοποίηση μεταξύ του χιτωνίου και του άξονα- η στεγανοποίηση μεταξύ του δυναμικού δακτυλίου και του χιτωνίου- η στεγανοποίηση μεταξύ του δυναμικού και του στατικού δακτυλίου- η στεγανοποίηση μεταξύ του στατικού δακτυλίου και της έδρας του στατικού δακτυλίου- η στεγανοποίηση μεταξύ του τελικού καλύμματος στεγανοποίησης και του σώματος της αντλίας. Είναι πολύ ενοχλητικό να αποτύχει και να διαρρεύσει η στεγανοποίηση της αντλίας. Είτε πρόκειται για φυγοκεντρική αντλία είτε για μαγνητική αντλία, η διαρροή υγρών είναι ένας σημαντικός παράγοντας που προκαλεί ατυχήματα στην παραγωγή. Ακολουθεί ανάλυση και λύση του προβλήματος της διαρροής που προκαλείται από αστοχία της στεγανοποίησης.
1. Διαρροή κατά τη διάρκεια δοκιμής
Μετά τη στατική δοκιμή της μηχανικής στεγανοποίησης της αντλίας, η φυγόκεντρος δύναμη που παράγεται από την περιστροφή υψηλής ταχύτητας κατά τη λειτουργία θα καταστείλει τη διαρροή του μέσου. Επομένως, αφού αποκλειστεί η αστοχία των στεγανοποιήσεων του άξονα και του τελικού καλύμματος, η διαρροή της μηχανικής στεγανοποίησης κατά τη διάρκεια της δοκιμαστικής λειτουργίας προκαλείται βασικά από τη βλάβη των δυναμικών και στατικών ζευγών τριβής δακτυλίου.
Οι κύριοι παράγοντες που προκαλούν την αστοχία της στεγανοποίησης του ζεύγους τριβής είναι:
(1) Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, λόγω ανώμαλων φαινομένων, όπως η αναρρόφηση και η σπηλαίωση, προκαλείται μεγάλη αξονική δύναμη, με αποτέλεσμα να διαχωρίζεται η επιφάνεια επαφής των δυναμικών και στατικών δακτυλίων,
(2) Κατά την εγκατάσταση της μηχανικής στεγανοποίησης, το ποσό συμπίεσης είναι πολύ μεγάλο, με αποτέλεσμα σοβαρή φθορά και γρατζουνιές στην τελική επιφάνεια του ζεύγους τριβής,
(3) Η στεγανοποίηση του δυναμικού δακτυλίου είναι πολύ σφιχτή και το ελατήριο δεν μπορεί να ρυθμίσει το ποσό αξονικής πλεύσης του δυναμικού δακτυλίου,
(4) Ο στατικός δακτύλιος στεγανοποίησης είναι πολύ χαλαρός. Όταν ο δυναμικός δακτύλιος επιπλέει αξονικά, ο στατικός δακτύλιος διαχωρίζεται από την έδρα του στατικού δακτυλίου,
(5) Υπάρχουν κοκκώδεις ουσίες στο εργαζόμενο μέσο, οι οποίες εισέρχονται στο ζεύγος τριβής κατά τη λειτουργία. Εντοπίστε τις δυναμικές και στατικές ακραίες επιφάνειες του δακτυλίου στεγανοποίησης,
(6) Η επιλογή του σχεδιασμού είναι λανθασμένη, η πίεση της τελικής επιφάνειας της στεγανοποίησης είναι πολύ χαμηλή ή το υλικό στεγανοποίησης έχει μεγάλη ψυχρή συρρίκνωση. Το παραπάνω φαινόμενο εμφανίζεται συχνά κατά τη διάρκεια της δοκιμαστικής λειτουργίας. Μερικές φορές μπορεί να εξαλειφθεί με τη σωστή ρύθμιση της έδρας του στατικού δακτυλίου, αλλά τα περισσότερα από αυτά πρέπει να αποσυναρμολογηθούν και να αντικατασταθούν.
2. Διαρροή κατά τη στατική δοκιμή εγκατάστασης
Αφού εγκατασταθεί και διορθωθεί η μηχανική στεγανοποίηση, είναι γενικά απαραίτητο να διεξαχθεί μια στατική δοκιμή για την παρατήρηση της διαρροής. Εάν η διαρροή είναι μικρή, πρόκειται κυρίως για πρόβλημα με τον δυναμικό δακτύλιο ή τη στατική στεγανοποίηση δακτυλίου- εάν η διαρροή είναι μεγάλη, υποδεικνύει ότι υπάρχει πρόβλημα μεταξύ των ζευγών τριβής δυναμικού και στατικού δακτυλίου. Με βάση την προκαταρκτική παρατήρηση της διαρροής και την κρίση της θέσης της διαρροής, περιστρέψτε χειροκίνητα τον τροχό για να παρατηρήσετε. Εάν δεν υπάρχει εμφανής αλλαγή στη διαρροή, υπάρχει πρόβλημα με τις στατικές και δυναμικές τσιμούχες δακτυλίου- εάν υπάρχει σημαντική αλλαγή στη διαρροή κατά τη διάρκεια της περιστροφής, μπορεί να διαπιστωθεί ότι υπάρχει πρόβλημα με τα ζεύγη τριβής δυναμικών και στατικών δακτυλίων- εάν το μέσο διαρροής ψεκάζεται κατά μήκος της αξονικής κατεύθυνσης, υπάρχουν κυρίως προβλήματα με τη δυναμική τσιμούχα δακτυλίου, και εάν το μέσο διαρροής ψεκάζεται γύρω-γύρω ή διαρρέει από την οπή ψύξης νερού, είναι κυρίως η στατική τσιμούχα δακτυλίου που αστοχεί. Επιπλέον, μπορούν επίσης να υπάρχουν ταυτόχρονα κανάλια διαρροής, αλλά γενικά υπάρχει διάκριση μεταξύ πρωτογενούς και δευτερογενούς. Εφόσον παρατηρείτε προσεκτικά και είστε εξοικειωμένοι με τη δομή, θα είστε σε θέση να κάνετε μια σωστή κρίση.
3. Βλάβη που προκαλείται από την απώλεια λιπαντικής μεμβράνης και στις δύο επιφάνειες στεγανοποίησης
(1) Λόγω της ύπαρξης του φορτίου στεγανοποίησης της ακραίας όψης, η αντλία εκκινείται όταν δεν υπάρχει υγρό στο θάλαμο στεγανοποίησης, προκαλώντας ξηρή τριβή,
(2) Το μέσο είναι χαμηλότερο από την πίεση κορεσμένων ατμών, με αποτέλεσμα η υγρή μεμβράνη της τελικής όψης να αναβοσβήνει και να χάνει τη λίπανση,
(3) Εάν το μέσο είναι ένα πτητικό προϊόν, όταν εμφανίζονται αποτιτανώσεις ή μπλοκαρίσματα στο σύστημα ψύξης της μηχανικής στεγανοποίησης, η πίεση κορεσμένων ατμών του μέσου αυξάνεται λόγω της τριβής των ακραίων όψεων και της θερμότητας που παράγεται από το περιστρεφόμενο στοιχείο που αναδεύει το υγρό, γεγονός που προκαλεί επίσης την πίεση του μέσου να είναι χαμηλότερη από την πίεση κορεσμένων ατμών του.
4. Αποτυχία μηχανικής στεγανοποίησης λόγω διάβρωσης
(1) Διάβρωση και ομοιόμορφη διείσδυση της επιφάνειας σφράγισης.
(2) Λόγω της συγκόλλησης του δακτυλίου καρβιδίου βολφραμίου και της έδρας από ανοξείδωτο χάλυβα, η έδρα από ανοξείδωτο χάλυβα είναι επιρρεπής σε ενδοκοκκώδη διάβρωση κατά τη χρήση,
(3) Τα συγκολλημένα μεταλλικά φυλλάδια, ελατήρια κ.λπ. είναι επιρρεπή σε ρήξη υπό τη συνδυασμένη δράση της τάσης και της διάβρωσης του μέσου.
5. Βλάβη της στεγανοποίησης λόγω φθοράς της ακραίας επιφάνειας στεγανοποίησης
(1) Ο βαθμός ισορροπίας β της μηχανικής στεγανοποίησης επηρεάζει επίσης τη φθορά της στεγανοποίησης. Σε γενικές γραμμές, ο βαθμός ισορροπίας β=75% είναι κατάλληλος. Όταν β<75%, αν και η φθορά μειώνεται, η διαρροή αυξάνεται και η πιθανότητα ανοίγματος της επιφάνειας της στεγανοποίησης αυξάνεται. Για μηχανικές τσιμούχες υψηλού φορτίου (υψηλή τιμή PV), λόγω της μεγάλης θερμότητας τριβής της ακραίας επιφάνειας, το β είναι γενικά 65% έως 70%. Για μέσα υδρογονανθράκων χαμηλού βρασμού, δεδομένου ότι η θερμοκρασία είναι πιο ευαίσθητη στην αεριοποίηση του μέσου, προκειμένου να μειωθεί η επίδραση της θερμότητας τριβής, το β είναι κατά προτίμηση 80% έως 85%.
(2) Η κακή αντοχή στη φθορά, ο μεγάλος συντελεστής τριβής και η υπερβολική πίεση της τελικής επιφάνειας (συμπεριλαμβανομένης της πίεσης του ελατηρίου) του ζεύγους τριβής θα μειώσουν τη διάρκεια ζωής του μηχανικού στεγανοποιητή. Για τα συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά, η σειρά αντοχής στη φθορά είναι: καρβίδιο πυριτίου-γραφίτη άνθρακα, τσιμεντοποιημένο καρβίδιο-γραφίτη άνθρακα, κεραμικό-γραφίτη άνθρακα, ψεκασμένο κεραμικό-γραφίτη άνθρακα, κεραμικό-γραφίτη άνθρακα νιτριδίου πυριτίου, χάλυβα υψηλής ταχύτητας-γραφίτη άνθρακα και τσιμεντοποιημένο καρβίδιο-γραφίτη άνθρακα επένδυσης.
(3) Για μέσα που περιέχουν στερεά σωματίδια, η είσοδος στερεών σωματιδίων στην επιφάνεια στεγανοποίησης είναι η κύρια αιτία αστοχίας της στεγανοποίησης. Τα στερεά σωματίδια που εισέρχονται στην ακραία επιφάνεια του ζεύγους τριβής δρουν ως λειαντικά, προκαλώντας σοβαρή φθορά και αστοχία της στεγανοποίησης. Το εύλογο διάκενο μεταξύ της επιφάνειας στεγανοποίησης, η ισορροπία της μηχανικής στεγανοποίησης και η αναβόσβησή της υγρής μεμβράνης στην ακραία επιφάνεια στεγανοποίησης είναι οι κύριοι λόγοι για το άνοιγμα της ακραίας επιφάνειας και την είσοδο στερεών σωματιδίων.
6. Διαρροή μηχανικής σφράγισης που προκαλείται από σφάλματα στην εγκατάσταση, τη λειτουργία ή τον ίδιο τον εξοπλισμό.
(1) Διαρροή μηχανικής στεγανοποίησης που προκαλείται από κακή εγκατάσταση. Εκδηλώνεται κυρίως στις ακόλουθες πτυχές:
1) Η επιφάνεια επαφής των δυναμικών και των στατικών δακτυλίων είναι ανομοιόμορφη και έχουν υποστεί μώλωπες ή ζημιές κατά την εγκατάσταση,
2) Οι δυναμικοί και στατικοί δακτύλιοι στεγανοποίησης έχουν λανθασμένο μέγεθος, είναι κατεστραμμένοι ή δεν έχουν συμπιεστεί καλά,
3) Υπάρχουν ξένα αντικείμενα στην επιφάνεια των δυναμικών και στατικών δακτυλίων,
4) Οι σφραγίδες σχήματος V των δυναμικών και στατικών δακτυλίων τοποθετούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση ή οι ακμές αντιστρέφονται κατά την εγκατάσταση,
5) Υπάρχει διαρροή στο χιτώνιο, η στεγανοποίηση δεν έχει τοποθετηθεί ή η δύναμη συμπίεσης είναι ανεπαρκής,
6) Η δύναμη του ελατηρίου είναι ανομοιόμορφη, το ενιαίο ελατήριο δεν είναι κατακόρυφο και τα μήκη των πολλαπλών ελατηρίων είναι διαφορετικά,
7) Η ακραία επιφάνεια της κοιλότητας της στεγανοποίησης δεν είναι αρκετά κάθετη στον άξονα,
8) Υπάρχουν σημεία διάβρωσης στο ενεργό τμήμα της στεγανοποίησης στο χιτώνιο.
(2) Οι κυριότεροι λόγοι διαρροής μηχανικής στεγανοποίησης κατά τη λειτουργία του εξοπλισμού είναι:
1) Η αξονική κίνηση της πτερωτής της αντλίας υπερβαίνει το πρότυπο, ο άξονας δονείται περιοδικά, η λειτουργία της διεργασίας είναι ασταθής και η πίεση στο θάλαμο στεγανοποίησης αλλάζει συχνά, γεγονός που θα προκαλέσει περιοδική διαρροή της στεγανοποίησης,
2) Το ζεύγος τριβής είναι κατεστραμμένο ή παραμορφωμένο και δεν μπορεί να εισέλθει, προκαλώντας διαρροή,
3) Λανθασμένη επιλογή υλικών δακτυλίων στεγανοποίησης, διόγκωση και απώλεια ελαστικότητας,
4) Το μεγάλο ελατήριο δεν είναι προς τη σωστή κατεύθυνση,
5) Η δόνηση του εξοπλισμού είναι πολύ μεγάλη κατά τη λειτουργία,
6) Μεταξύ των δυναμικών και στατικών δακτυλίων και του χιτωνίου του άξονα σχηματίζεται κλίμακα, με αποτέλεσμα το ελατήριο να χάνει την ελαστικότητά του και να μην μπορεί να αντισταθμίσει τη φθορά της επιφάνειας στεγανοποίησης,
7) Ο δακτύλιος στεγανοποίησης είναι ραγισμένος κ.λπ.
(3) Η αντλία παρουσιάζει διαρροές όταν επανεκκινείται μετά από διακοπή λειτουργίας για κάποιο χρονικό διάστημα. Αυτό οφείλεται κυρίως στη στερεοποίηση και την κρυστάλλωση του μέσου κοντά στο ζεύγος τριβής, στην παρουσία αλάτων στο ζεύγος τριβής και στη διάβρωση και το μπλοκάρισμα του ελατηρίου, με αποτέλεσμα την απώλεια ελαστικότητας.
7. Αποτυχία μηχανικής στεγανοποίησης λόγω επίδρασης υψηλής θερμοκρασίας
1. Η θερμική ρηγμάτωση είναι ένα κοινό φαινόμενο αστοχίας των αντλιών πετρελαίου υψηλής θερμοκρασίας, όπως οι αντλίες υπολειμμάτων πετρελαίου, οι αντλίες ανακυκλωμένου πετρελαίου και οι αντλίες πυθμένα ατμοσφαιρικού πύργου και πύργου κενού. Ακτινικές ρωγμές θα εμφανιστούν στην επιφάνεια του δακτυλίου λόγω ξηρής τριβής, ξαφνικής διακοπής του νερού ψύξης, εισόδου ακαθαρσιών στην επιφάνεια στεγανοποίησης και κενού.
2. Η ενανθράκωση του γραφίτη είναι ένας από τους κύριους λόγους αποτυχίας της στεγανοποίησης όταν χρησιμοποιούνται δακτύλιοι άνθρακα-γραφίτη. Κατά τη χρήση, εάν ο δακτύλιος γραφίτη υπερβεί την επιτρεπόμενη θερμοκρασία (γενικά -105 ~ 250 ° C), η ρητίνη θα κατακρημνιστεί στην επιφάνειά του και η ρητίνη κοντά στην επιφάνεια τριβής θα απανθρακοποιηθεί. Όταν υπάρχει συνδετικό υλικό, θα αφρίσει και θα μαλακώσει, αυξάνοντας τη διαρροή της επιφάνειας στεγανοποίησης και προκαλώντας αστοχία της στεγανοποίησης,
3. Οι βοηθητικές σφραγίδες (όπως το φθοροκαουτσούκ, το EPDM και το πλήρες καουτσούκ) θα γεράσουν, θα ραγίσουν, θα σκληρύνουν και θα χάσουν γρήγορα την ελαστικότητά τους μετά την υπέρβαση της επιτρεπόμενης θερμοκρασίας. Ο εύκαμπτος γραφίτης που χρησιμοποιείται σήμερα έχει καλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχή στη διάβρωση, αλλά η ελαστικότητά του είναι φτωχή. Είναι επίσης εύκολο να ραγίσει και καταστρέφεται εύκολα κατά την εγκατάσταση.