Pompa sentrifugal pada dasarnya disegel oleh segel mekanis, sedangkan pompa magnetik disegel oleh selongsong isolasi segel statis. Ada banyak jenis segel mekanis untuk pompa sentrifugal, dan modelnya bervariasi, tetapi ada lima titik kebocoran utama: segel antara selongsong dan poros; segel antara cincin dinamis dan selongsong; segel antara cincin dinamis dan statis; segel antara cincin statis dan dudukan cincin statis; segel antara penutup ujung penyegelan dan bodi pompa. Sangat merepotkan jika segel pompa rusak dan bocor. Baik itu pompa sentrifugal atau pompa magnetik, kebocoran cairan merupakan faktor penting yang menyebabkan kecelakaan dalam produksi. Berikut ini adalah analisis dan solusi untuk masalah kebocoran yang disebabkan oleh kegagalan seal.
1. Kebocoran selama uji coba
Setelah segel mekanis pompa diuji secara statis, gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran kecepatan tinggi selama operasi akan menekan kebocoran media. Oleh karena itu, setelah mengecualikan kegagalan segel poros dan penutup ujung, kebocoran segel mekanis selama uji coba pada dasarnya disebabkan oleh kerusakan pasangan gesekan cincin dinamis dan statis.
Faktor utama yang menyebabkan kegagalan segel pasangan gesekan adalah:
(1) Selama pengoperasian, karena fenomena abnormal seperti penyedotan dan kavitasi, timbul gaya aksial yang besar, menyebabkan permukaan kontak cincin dinamis dan statis terpisah;
(2) Saat memasang segel mekanis, jumlah kompresi terlalu besar, mengakibatkan keausan dan goresan yang serius pada permukaan ujung pasangan gesekan;
(3) Segel cincin dinamis terlalu kencang, dan pegas tidak dapat menyesuaikan jumlah mengambang aksial cincin dinamis;
(4) Segel cincin statis terlalu longgar. Ketika cincin dinamis mengapung secara aksial, cincin statis dipisahkan dari dudukan cincin statis;
(5) Ada zat granular dalam media kerja, yang masuk ke pasangan gesekan selama operasi. Mendeteksi permukaan ujung segel cincin dinamis dan statis;
(6) Pemilihan desain salah, tekanan permukaan ujung segel terlalu rendah atau bahan penyegel memiliki penyusutan dingin yang besar. Fenomena di atas sering terjadi selama operasi uji coba. Kadang-kadang dapat dihilangkan dengan menyesuaikan dudukan cincin statis dengan benar, tetapi kebanyakan dari mereka perlu dibongkar dan diganti.
2. Kebocoran selama uji statis instalasi
Setelah segel mekanis dipasang dan di-debug, umumnya perlu dilakukan uji statis untuk mengamati kebocoran. Jika kebocorannya kecil, sebagian besar merupakan masalah dengan cincin dinamis atau segel cincin statis; jika kebocorannya besar, ini menunjukkan bahwa ada masalah antara pasangan gesekan cincin dinamis dan statis. Berdasarkan pengamatan awal kebocoran dan penilaian lokasi kebocoran, putar roda secara manual untuk mengamati. Jika tidak ada perubahan yang jelas pada kebocoran, ada masalah dengan segel cincin statis dan dinamis; jika ada perubahan signifikan pada kebocoran selama pembubutan, dapat ditentukan bahwa ada masalah dengan pasangan gesekan cincin dinamis dan statis; jika media kebocoran disemprotkan di sepanjang arah aksial, sebagian besar ada masalah dengan segel cincin dinamis, dan jika media kebocoran menyemprot ke sekeliling atau bocor dari lubang pendingin air, sebagian besar segel cincin statis yang gagal. Selain itu, saluran kebocoran juga bisa terjadi pada waktu yang sama, tetapi pada umumnya ada perbedaan primer dan sekunder. Selama Anda mengamati secara cermat dan memahami strukturnya, Anda akan dapat membuat penilaian yang benar.
3. Kegagalan yang disebabkan oleh hilangnya film pelumas pada kedua permukaan ujung penyegelan
(1) Karena adanya beban segel permukaan ujung, pompa dihidupkan ketika tidak ada cairan di dalam ruang segel, menyebabkan gesekan kering;
(2) Media lebih rendah daripada tekanan uap jenuh, menyebabkan film cairan permukaan akhir berkedip dan kehilangan pelumasan;
(3) Jika media adalah produk yang mudah menguap, ketika penskalaan atau penyumbatan terjadi pada sistem pendingin segel mekanis, tekanan uap jenuh media meningkat karena gesekan permukaan ujung dan panas yang dihasilkan oleh elemen berputar yang mengaduk cairan, yang juga menyebabkan tekanan medium lebih rendah dari tekanan uap jenuhnya.
4. Kegagalan segel mekanis yang disebabkan oleh korosi
(1) Penetrasi permukaan penyegelan yang merata dan merata.
(2) Karena pengelasan cincin tungsten karbida dan dudukan baja tahan karat, dudukan baja tahan karat rentan terhadap korosi antar butir selama penggunaan;
(3) Bellow logam yang dilas, pegas, dll. rentan pecah karena aksi gabungan dari tegangan dan korosi sedang.
5. Kegagalan segel karena keausan permukaan ujung penyegelan
(1) Derajat keseimbangan β dari segel mekanis juga memengaruhi keausan segel. Secara umum, tingkat keseimbangan β = 75% sudah sesuai. Ketika β <75%, meskipun keausan berkurang, kebocoran meningkat dan kemungkinan pembukaan permukaan segel meningkat. Untuk seal mekanis beban tinggi (nilai PV tinggi), karena panas gesekan yang besar pada permukaan ujung, β umumnya 65% hingga 70%. Untuk media hidrokarbon dengan titik didih rendah, karena suhu lebih sensitif terhadap gasifikasi media, untuk mengurangi pengaruh panas gesekan, β lebih disukai 80% hingga 85%.
(2) Ketahanan aus yang buruk, koefisien gesekan yang besar, dan tekanan permukaan ujung yang berlebihan (termasuk tekanan pegas) dari pasangan gesekan akan memperpendek masa pakai segel mekanis. Untuk bahan yang umum digunakan, urutan ketahanan aus adalah: grafit silikon karbida-karbon, grafit karbida-karbon yang disemen, grafit keramik-karbon, grafit keramik-karbon yang disemprotkan, grafit silikon nitrida keramik-karbon, grafit baja-karbon berkecepatan tinggi, dan grafit karbida-karbon kelongsong yang disemen.
(3) Untuk media yang mengandung partikel padat, masuknya partikel padat ke dalam permukaan penyegelan adalah penyebab utama kegagalan seal. Partikel padat yang memasuki permukaan ujung pasangan gesekan bertindak sebagai abrasif, menyebabkan keausan parah dan kegagalan segel. Kesenjangan yang wajar antara permukaan penyegelan, keseimbangan segel mekanis, dan kedipan film cair pada permukaan ujung penyegelan adalah alasan utama pembukaan permukaan ujung dan masuknya partikel padat.
6. Kebocoran segel mekanis yang disebabkan oleh kesalahan dalam pemasangan, pengoperasian, atau peralatan itu sendiri
(1) Kebocoran segel mekanis yang disebabkan oleh pemasangan yang buruk. Hal ini terutama terlihat pada aspek-aspek berikut ini:
1) Permukaan kontak cincin dinamis dan statis tidak rata, dan memar atau rusak selama pemasangan;
2) Segel cincin dinamis dan statis memiliki ukuran yang tidak tepat, rusak atau tidak ditekan dengan kuat;
3) Terdapat benda asing pada permukaan cincin dinamis dan statis;
4) Segel berbentuk V pada cincin dinamis dan statis dipasang pada arah yang berlawanan, atau ujung-ujungnya dibalik sewaktu pemasangan;
5) Terdapat kebocoran pada selongsong, segel tidak terpasang atau kekuatan penekanan tidak memadai;
6) Gaya pegas tidak merata, pegas tunggal tidak vertikal, dan panjang beberapa pegas berbeda;
7) Permukaan ujung rongga segel tidak cukup vertikal ke poros;
8) Terdapat titik korosi pada bagian aktif segel pada selongsong.
(2) Alasan utama kebocoran segel mekanis selama pengoperasian peralatan adalah:
1) Gerakan aksial impeler pompa melebihi standar, poros bergetar secara berkala, operasi proses tidak stabil, dan tekanan di ruang penyegelan sering berubah, yang akan menyebabkan kebocoran segel secara berkala;
2) Pasangan gesekan rusak atau berubah bentuk dan tidak dapat masuk, sehingga menyebabkan kebocoran;
3) Pemilihan bahan cincin penyegel yang tidak tepat, pembengkakan dan hilangnya elastisitas;
4) Pegas besar tidak berada pada arah yang benar;
5) Getaran peralatan terlalu besar selama pengoperasian;
6) Kerak terbentuk di antara cincin dinamis dan statis serta selongsong poros, menyebabkan pegas kehilangan elastisitasnya dan tidak dapat mengimbangi keausan permukaan penyegelan;
7) Cincin penyegelan retak, dll.
(3) Pompa bocor saat dihidupkan kembali setelah dihentikan untuk jangka waktu tertentu. Hal ini terutama disebabkan oleh pemadatan dan kristalisasi media di dekat pasangan gesekan, adanya kerak pada pasangan gesekan, dan korosi serta penyumbatan pada pegas, yang mengakibatkan hilangnya elastisitas.
7. Kegagalan segel mekanis karena efek suhu tinggi
1. Retak termal adalah fenomena kegagalan umum pompa oli suhu tinggi, seperti pompa residu oli, pompa oli daur ulang, dan pompa dasar menara atmosfer dan vakum. Retak radial akan muncul pada permukaan cincin karena gesekan kering, gangguan air pendingin yang tiba-tiba, kotoran yang masuk ke permukaan penyegelan, dan penyedotan debu.
2. Karbonisasi grafit adalah salah satu alasan utama kegagalan seal saat menggunakan cincin grafit karbon. Selama penggunaan, jika cincin grafit melebihi suhu yang diijinkan (umumnya -105 ~ 250 ° C), resin akan mengendap di permukaannya, dan resin di dekat permukaan gesekan akan berkarbonisasi. Ketika ada pengikat, itu akan berbusa dan melunak, meningkatkan kebocoran permukaan penyegelan dan menyebabkan kegagalan segel;
3. Segel bantu (seperti fluororubber, EPDM, dan semua karet) akan menua, retak, mengeras, dan kehilangan elastisitasnya dengan cepat setelah melebihi suhu yang diizinkan. Grafit fleksibel yang saat ini digunakan memiliki ketahanan suhu tinggi dan ketahanan korosi yang baik, tetapi ketahanannya buruk. Grafit ini juga mudah retak dan mudah rusak sewaktu pemasangan.