Det finnes mange forskjellige typer utstyr som krever tetting av en roterende aksel som går gjennom et stasjonært hus. To vanlige eksempler er pumper og miksere (eller omrørere). Mens det grunnleggende
Prinsippene for tetting av ulikt utstyr er like, men det finnes forskjeller som krever ulike løsninger. Denne misforståelsen har ført til konflikter, som å påberope seg American Petroleum Institute
(API) 682 (en standard for mekaniske tetninger for pumper) når man spesifiserer tetninger for miksere. Når man vurderer mekaniske tetninger for pumper kontra miksere, er det noen åpenbare forskjeller mellom de to kategoriene. For eksempel har overhengspumper kortere avstander (vanligvis målt i tommer) fra løpehjulet til radiallageret sammenlignet med en typisk toppinngangsmikser (vanligvis målt i fot).
Denne lange, ustøttede avstanden resulterer i en mindre stabil plattform med større radialkast, vinkelrett feiljustering og eksentrisitet enn pumper. Det økte utstyrskastet byr på noen designutfordringer for mekaniske tetninger. Hva om akselens nedbøyning var utelukkende radial? Å designe en tetning for denne tilstanden kan enkelt oppnås ved å øke klaringen mellom roterende og stasjonære komponenter sammen med å utvide tetningsflatenes løpeflater. Som mistenkt, er ikke problemene så enkle. Sidebelastning på løpehjulet(e), uansett hvor de befinner seg på blanderakselen, gir en nedbøyning som oversettes hele veien gjennom tetningen til det første punktet for akselstøtte – girkassens radiallager. På grunn av akselens nedbøyning sammen med pendelbevegelse, er nedbøyningen ikke en lineær funksjon.
Dette vil ha en radial og en vinkelkomponent som skaper en vinkelrett feiljustering ved tetningen som kan forårsake problemer for den mekaniske tetningen. Nedbøyningen kan beregnes hvis viktige egenskaper ved akselen og akselbelastningen er kjent. For eksempel sier API 682 at akselens radiale nedbøyning ved tetningsflatene til en pumpe skal være lik eller mindre enn 0,002 tommer total indikert avlesning (TIR) under de mest alvorlige forholdene. Normale områder på en toppinngangsmikser er mellom 0,03 og 0,150 tommer TIR. Problemer i den mekaniske tetningen som kan oppstå på grunn av overdreven akselnedbøyning inkluderer økt slitasje på tetningskomponentene, roterende komponenter som kommer i kontakt med skadelige stasjonære komponenter, rulling og klemming av den dynamiske O-ringen (forårsaker spiralfeil i O-ringen eller at overflaten henger seg opp). Alt dette kan føre til redusert tetningslevetid. På grunn av den overdrevne bevegelsen som er iboende i miksere, kan mekaniske tetninger vise mer lekkasje sammenlignet med lignendepumpetetninger, noe som kan føre til at tetningen trekkes unødvendig og/eller til og med for tidlig svikt hvis den ikke overvåkes nøye.
Det finnes tilfeller når man jobber tett med utstyrsprodusenter og forstår utstyrets design, der et rullelager kan integreres i tetningspatroner for å begrense vinkelen på tetningsflatene og redusere disse problemene. Man må være nøye med å implementere riktig type lager og at de potensielle lagerbelastningene er fullstendig forstått, ellers kan problemet bli verre eller til og med skape et nytt problem, med tillegg av et lager. Tetningsleverandører bør samarbeide tett med OEM-en og lagerprodusentene for å sikre riktig design.
Blandetetningsapplikasjoner har vanligvis lav hastighet (5 til 300 rotasjoner per minutt [rpm]) og kan ikke bruke noen tradisjonelle metoder for å holde barrierevæsker kalde. For eksempel, i en Plan 53A for doble tetninger, tilveiebringes barrierevæskesirkulasjonen av en intern pumpefunksjon som en aksial pumpeskrue. Utfordringen er at pumpefunksjonen er avhengig av utstyrshastighet for å generere strømning, og typiske blandehastigheter er ikke høye nok til å generere nyttige strømningshastigheter. Den gode nyheten er at tetningsflategenerert varme vanligvis ikke er det som forårsaker at barrierevæsketemperaturen stiger i enblandebatteripakningDet er varmeutviklingen fra prosessen som kan forårsake økte temperaturer på barrierevæsken, samt gjøre nedre tetningskomponenter, overflater og elastomerer, for eksempel, sårbare for høye temperaturer. De nedre tetningskomponentene, som tetningsflater og O-ringer, er mer sårbare på grunn av nærheten til prosessen. Det er ikke varmen som direkte skader tetningsflatene, men snarere den reduserte viskositeten og dermed smøreevnen til barrierevæsken på de nedre tetningsflatene. Dårlig smøring forårsaker overflateskader på grunn av kontakt. Andre designfunksjoner kan innlemmes i tetningspatronen for å holde barrieretemperaturene lave og beskytte tetningskomponentene.
Mekaniske tetninger for blandebatterier kan utformes med interne kjølespoler eller -kapper som er i direkte kontakt med barrierevæske. Disse funksjonene er et lukket system med lavt trykk og lav strømning, der kjølevann sirkulerer gjennom dem og fungerer som en integrert varmeveksler. En annen metode er å bruke en kjølespole i tetningspatronen mellom de nedre tetningskomponentene og utstyrets monteringsflate. En kjølespole er et hulrom som lavtrykkskjølevann kan strømme gjennom for å skape en isolerende barriere mellom tetningen og beholderen for å begrense varmegjennomstrømning. En riktig utformet kjølespole kan forhindre for høye temperaturer som kan føre til skade påtetningsflaterog elastomerer. Varmegjennomstrømning fra prosessen fører i stedet til at temperaturen på barrierevæsken stiger.
Disse to designfunksjonene kan brukes sammen eller individuelt for å bidra til å kontrollere temperaturene ved den mekaniske tetningen. Mekaniske tetninger for blandere er ofte spesifisert for å overholde API 682, 4. utgave kategori 1, selv om disse maskinene ikke overholder designkravene i API 610/682 funksjonelt, dimensjonalt og/eller mekanisk. Dette kan skyldes at sluttbrukere er kjent med og komfortable med API 682 som en tetningsspesifikasjon og ikke er klar over noen av bransjespesifikasjonene som er mer anvendelige for disse maskinene/tetningene. Process Industry Practices (PIP) og Deutsches Institut für Normung (DIN) er to bransjestandarder som er mer passende for disse typene tetninger – DIN 28138/28154-standardene har lenge vært spesifisert for blande-OEM-er i Europa, og PIP RESM003 har blitt brukt som et spesifikasjonskrav for mekaniske tetninger på blandeutstyr. Utenom disse spesifikasjonene finnes det ingen vanlige industristandarder, noe som fører til et bredt utvalg av tetningskammerdimensjoner, maskineringstoleranser, akselavbøyning, girkassedesign, lagerarrangementer osv., som varierer fra OEM til OEM.
Brukerens plassering og bransje vil i stor grad avgjøre hvilken av disse spesifikasjonene som passer best for nettstedet deres.mekaniske tetninger for blandebatterierÅ spesifisere API 682 for en blandetetning kan være en unødvendig ekstra kostnad og komplikasjon. Selv om det er mulig å innlemme en API 682-kvalifisert basistetning i en blandekonfigurasjon, resulterer denne tilnærmingen ofte i kompromisser både når det gjelder samsvar med API 682 og designets egnethet for blandeapplikasjoner. Bilde 3 viser en liste over forskjeller mellom en API 682 kategori 1-tetning og en typisk mekanisk blandetetning.
Publisert: 26. oktober 2023