원심 펌프는 기본적으로 기계적 씰로 밀봉되는 반면, 자기 펌프는 정적 씰 절연 슬리브로 밀봉됩니다. 원심 펌프의 기계적 씰에는 여러 가지 유형이 있고 모델도 다양하지만 슬리브와 샤프트 사이의 씰, 동적 링과 슬리브 사이의 씰, 동적 링과 정적 링 사이의 씰, 정적 링과 정적 링 시트 사이의 씰, 씰링 엔드 커버와 펌프 본체 사이의 씰 등 5가지 주요 누출 지점이 있습니다. 펌프 씰이 고장나 누출되는 것은 매우 번거로운 일입니다. 원심 펌프든 마그네틱 펌프든 액체 누출은 생산에서 사고를 일으키는 중요한 요소입니다. 다음은 씰 고장으로 인한 누수 문제에 대한 분석과 해결책입니다.
1. 테스트 실행 중 누출
펌프 메카니컬 씰이 정적으로 테스트 된 후 작동 중 고속 회전에 의해 생성 된 원심력이 매체의 누출을 억제합니다. 따라서 샤프트 및 엔드 커버 씰의 고장을 제외한 후 테스트 실행 중 메카니컬 씰 누출은 기본적으로 동적 및 정적 링 마찰 쌍의 손상으로 인해 발생합니다.
마찰 쌍 씰의 실패를 일으키는 주요 요인은 다음과 같습니다:
(1) 작동 중에 진공 및 캐비테이션과 같은 비정상적인 현상으로 인해 큰 축 방향 힘이 발생하여 동적 및 정적 링의 접촉면이 분리됩니다;
(2) 기계적 씰을 설치할 때 압축량이 너무 커서 마찰 쌍의 끝 표면에 심각한 마모와 긁힘이 발생합니다;
(3) 다이나믹 링 씰이 너무 단단하여 스프링이 다이나믹 링의 축 방향 부동량을 조정할 수 없습니다;
(4) 고정 링 씰이 너무 느슨합니다. 동적 링이 축 방향으로 떠 있으면 정적 링이 정적 링 시트에서 분리됩니다;
(5) 작동 중에 마찰 쌍에 들어가는 작업 매체에 세분화 된 물질이 있습니다. 동적 및 정적 링 씰 끝면을 감지합니다;
(6) 설계 선택이 잘못되었거나 씰 끝면 압력이 너무 낮거나 씰링 재료의 냉수축이 큽니다. 위의 현상은 시운전 중에 종종 발생합니다. 때로는 정적 링 시트를 적절하게 조정하여 제거 할 수 있지만 대부분은 분해 및 교체해야합니다.
2. 설치 정적 테스트 중 누출
메카니컬 씰을 설치하고 디버깅한 후에는 일반적으로 누출을 관찰하기 위해 정적 테스트를 수행해야 합니다. 누출이 작으면 대부분 동적 링 또는 정적 링 씰에 문제가 있고 누출이 크면 동적 링과 정적 링 마찰 쌍 사이에 문제가 있음을 나타냅니다. 누출에 대한 예비 관찰과 누출 위치 판단을 바탕으로 휠을 수동으로 돌려 관찰합니다. 누출에 뚜렷한 변화가 없으면 정적 및 동적 링 씰에 문제가 있고, 회전 중 누출에 큰 변화가 있으면 동적 및 정적 링 마찰 쌍에 문제가있는 것으로 판단 할 수 있으며, 누출 매체가 축 방향을 따라 분사되면 대부분 동적 링 씰에 문제가 있으며 누출 매체가 사방으로 분사되거나 수냉 구멍에서 누출되면 대부분 정적 링 씰이 고장난 것으로 판단 할 수 있습니다. 또한 누출 채널이 동시에 존재할 수도 있지만 일반적으로 기본 및 보조 구분이 있습니다. 주의 깊게 관찰하고 구조에 익숙하다면 올바른 판단을 내릴 수 있습니다.
3. 양쪽 씰링 끝면의 윤활 필름 손실로 인한 고장 3.
(1) 단면 씰 하중이 존재하기 때문에 씰 챔버에 액체가 없을 때 펌프가 시작되어 건식 마찰을 유발합니다;
(2) 매체가 포화 증기압보다 낮아서 끝면 액체 필름이 번쩍이고 윤활이 손실됩니다;
(3) 매체가 휘발성 제품인 경우 기계적 밀봉 냉각 시스템에서 스케일링 또는 막힘이 발생하면 끝면 마찰과 회전 요소가 액체를 교반하면서 발생하는 열로 인해 매체의 포화 증기압이 증가하여 매체의 압력이 포화 증기압보다 낮아집니다.
4. 부식으로 인한 기계적 밀봉 실패
(1) 씰링 표면이 움푹 패이고 균일하게 침투합니다.
(2) 텅스텐 카바이드 링과 스테인리스 스틸 시트의 용접으로 인해 스테인리스 스틸 시트는 사용 중에 입자 간 부식이 발생하기 쉽습니다;
(3) 용접된 금속 벨로우즈, 스프링 등은 응력과 중간 부식의 복합 작용으로 인해 파열되기 쉽습니다.
5. 씰링 끝면의 마모로 인한 씰링 실패
(1) 메카니컬 씰의 균형도 β도 씰의 마모에 영향을 미칩니다. 일반적으로 균형 정도 β = 75%가 적절합니다. β <75% 인 경우 마모는 감소하지만 누출이 증가하고 씰 표면이 열릴 가능성이 높아집니다. 고부하(높은 PV 값) 기계적 씰의 경우, 끝면의 마찰열이 크기 때문에 β는 일반적으로 65% ~ 70%입니다. 저비점 탄화수소 매체의 경우 온도가 매체의 기화에 더 민감하기 때문에 마찰열의 영향을 줄이기 위해 β는 80% ~ 85%가 바람직합니다.
(2) 마찰 쌍의 내마모성 불량, 큰 마찰 계수 및 과도한 끝단 표면 압력 (스프링 압력 포함)은 기계적 밀봉의 수명을 단축시킵니다. 일반적으로 사용되는 재료의 경우 내마모성의 순서는 실리콘 카바이드-탄소 흑연, 초경합금-탄소 흑연, 세라믹-탄소 흑연, 스프레이 세라믹-탄소 흑연, 질화 규소 세라믹-탄소 흑연, 고속 강철-탄소 흑연 및 클래딩 초경합금-탄소 흑연의 순서입니다.
(3) 고체 입자가 포함된 매체의 경우 고체 입자가 씰링 표면으로 유입되는 것이 씰링 실패의 주요 원인입니다. 마찰 쌍 끝면에 들어가는 고체 입자는 연마제 역할을 하여 씰의 심각한 마모와 고장을 일으킵니다. 씰링 표면 사이의 적당한 간격, 기계적 씰의 균형, 씰링 끝면의 액체 필름이 깜박이는 것이 끝면 개방과 고체 입자 유입의 주요 원인입니다.
6. 설치, 작동 또는 장비 자체의 오류로 인한 메카니컬 씰 누출 6.
(1) 설치 불량으로 인한 기계적 밀봉 누출. 주로 다음과 같은 측면에서 나타납니다:
1) 동적 링과 정적 링의 접촉면이 고르지 않고 설치 중에 멍이 들거나 손상되었습니다;
2) 동적 및 정적 링 씰의 크기가 잘못되었거나 손상되었거나 단단히 눌러지지 않았습니다;
3) 동적 및 정적 링의 표면에 이물질이 있습니다;
4) 동적 및 정적 링의 V자형 씰이 반대 방향으로 설치되거나 설치 중에 가장자리가 뒤집혀 있습니다;
5) 슬리브에 누출이 있거나 씰이 설치되지 않았거나 누르는 힘이 충분하지 않습니다;
6) 스프링의 힘이 고르지 않고, 단일 스프링이 수직이 아니며, 여러 스프링의 길이가 다릅니다;
7) 씰 캐비티의 끝면이 샤프트와 충분히 수직이 아닙니다;
8) 슬리브에 있는 씰의 활성 부분에 부식 지점이 있습니다.
(2) 장비 작동 중 기계적 밀봉 누출의 주요 원인은 다음과 같습니다:
1) 펌프 임펠러의 축 방향 움직임이 표준을 초과하고 샤프트가 주기적으로 진동하고 공정 작동이 불안정하며 밀봉 챔버의 압력이 자주 변경되어 밀봉이 주기적으로 누출 될 수 있습니다;
2) 마찰 쌍이 손상되거나 변형되어 누출을 일으킬 수 없습니다;
3) 씰링 링 재질의 부적절한 선택, 부풀어 오름 및 탄성 손실;
4) 큰 스프링이 올바른 방향이 아닙니다;
5) 작동 중 장비의 진동이 너무 큽니다;
6) 동적 및 정적 링과 샤프트 슬리브 사이에 스케일이 형성되어 스프링이 탄성을 잃고 씰링 표면의 마모를 보상할 수 없습니다;
7) 밀봉 링에 금이 간 경우 등
(3) 펌프를 일정 시간 정지한 후 재시작하면 펌프가 누출됩니다. 이는 주로 마찰 쌍 근처의 매체의 응고 및 결정화, 마찰 쌍에 스케일이 존재하고 스프링의 부식 및 막힘으로 인해 탄성이 손실되기 때문입니다.
7. 고온 효과로 인한 기계적 밀봉 실패
1. 열 균열은 오일 잔류물 펌프, 재활용 오일 펌프, 대기 및 진공 타워 바닥 펌프와 같은 고온 오일 펌프의 일반적인 고장 현상입니다. 건식 마찰, 냉각수의 갑작스러운 중단, 밀봉 표면에 유입되는 불순물, 진공 청소 등으로 인해 링 표면에 방사형 균열이 나타납니다.
2. 흑연 탄화는 카본-흑연 링을 사용할 때 씰링 실패의 주요 원인 중 하나입니다. 사용 중에 흑연 링이 허용 온도(일반적으로 -105~250°C)를 초과하면 수지가 표면에 침전되고 마찰 표면 근처의 수지가 탄화됩니다. 바인더가 있으면 거품이 생기고 부드러워져 밀봉 표면의 누출을 증가시키고 밀봉 실패를 유발합니다;
3. 보조 씰(불소 고무, EPDM 및 전체 고무 등)은 허용 온도를 초과하면 노화, 균열, 경화 및 탄성 손실이 빠르게 진행됩니다. 현재 사용되는 플렉시블 흑연은 고온 저항성과 내식성은 우수하지만 복원력이 떨어집니다. 또한 균열이 생기기 쉽고 설치 중에 쉽게 손상됩니다.