Det finns många olika typer av utrustning som kräver tätning av en roterande axel som passerar genom ett stationärt hölje. Två vanliga exempel är pumpar och blandare (eller omrörare). Medan den grundläggande
Principerna för tätning av olika utrustningar är likartade, men det finns skillnader som kräver olika lösningar. Detta missförstånd har lett till konflikter, såsom att åberopa American Petroleum Institute
(API) 682 (en standard för mekaniska tätningar för pumpar) vid specificering av tätningar för blandare. När man jämför mekaniska tätningar för pumpar kontra blandare finns det några uppenbara skillnader mellan de två kategorierna. Till exempel har frihängande pumpar kortare avstånd (vanligtvis mätt i tum) från pumphjulet till radiallagret jämfört med en typisk toppmonterad blandare (vanligtvis mätt i fot).
Detta långa, ostödda avstånd resulterar i en mindre stabil plattform med större radiell kastavstånd, vinkelrät felinriktning och excentricitet än pumpar. Det ökade kastavståndet för utrustningen innebär vissa designutmaningar för mekaniska tätningar. Tänk om axelns avböjning var rent radiell? Att designa en tätning för detta tillstånd skulle enkelt kunna åstadkommas genom att öka spelrummet mellan roterande och stationära komponenter tillsammans med att bredda tätningsytorna. Som misstänkt är problemen inte så enkla. Sidobelastning på pumphjulet/pumphjulen, var de än befinner sig på blandaraxeln, ger en avböjning som översätts hela vägen genom tätningen till den första punkten för axelstöd – växellådans radiallagre. På grund av axelns avböjning tillsammans med pendelrörelsen är avböjningen inte en linjär funktion.
Detta kommer att ha en radiell och en vinkelkomponent som skapar en vinkelrät feljustering vid tätningen, vilket kan orsaka problem för den mekaniska tätningen. Nedböjningen kan beräknas om nyckelattributen för axeln och axelbelastningen är kända. Till exempel anger API 682 att axelns radiella nedböjning vid tätningsytorna på en pump ska vara lika med eller mindre än 0,002 tum total indikerad avläsning (TIR) under de mest allvarliga förhållandena. Normala intervall för en toppmonterad blandare ligger mellan 0,03 och 0,150 tum TIR. Problem i den mekaniska tätningen som kan uppstå på grund av överdriven axelnedböjning inkluderar ökat slitage på tätningskomponenterna, roterande komponenter som kommer i kontakt med skadande stationära komponenter, rullning och klämning av den dynamiska O-ringen (vilket orsakar spiralfel hos O-ringen eller att ytan hänger sig). Dessa kan alla leda till minskad tätningslivslängd. På grund av den överdrivna rörelsen som är inneboende i blandare kan mekaniska tätningar uppvisa mer läckage jämfört med liknande...pumptätningar, vilket kan leda till att tätningen dras ur i onödan och/eller till och med för tidiga haverier om den inte övervakas noggrant.
Det finns tillfällen när man arbetar nära utrustningstillverkare och förstår utrustningens konstruktion där ett rullager kan integreras i tätningspatroner för att begränsa vinkeln vid tätningsytorna och mildra dessa problem. Man måste vara noga med att implementera rätt typ av lager och att de potentiella lagerbelastningarna är helt förstådda, annars kan problemet förvärras eller till och med skapa ett nytt problem med tillägg av ett lager. Tätningsleverantörer bör arbeta nära OEM-tillverkaren och lagertillverkare för att säkerställa korrekt konstruktion.
Blandartätningsapplikationer har vanligtvis låg hastighet (5 till 300 rotationer per minut [rpm]) och kan inte använda vissa traditionella metoder för att hålla barriärvätskor kalla. Till exempel, i en Plan 53A för dubbla tätningar, tillhandahålls barriärvätskecirkulationen av en intern pumpfunktion som en axiell pumpskruv. Utmaningen är att pumpfunktionen är beroende av utrustningens hastighet för att generera flöde och typiska blandningshastigheter är inte tillräckligt höga för att generera användbara flödeshastigheter. Den goda nyheten är att tätningsytans genererade värme i allmänhet inte är det som orsakar att barriärvätsketemperaturen stiger i enblandartätningDet är värmeavledning från processen som kan orsaka ökade temperaturer på barriärvätskan och göra tätningskomponenter, ytor och elastomerer, till exempel, mer sårbara för höga temperaturer. De nedre tätningskomponenterna, såsom tätningsytor och O-ringar, är mer sårbara på grund av närheten till processen. Det är inte värmen som direkt skadar tätningsytor utan snarare den minskade viskositeten och därmed smörjförmågan hos barriärvätskan vid de nedre tätningsytorna. Dålig smörjning orsakar skador på ytorna på grund av kontakt. Andra konstruktionsegenskaper kan införlivas i tätningspatronen för att hålla barriärtemperaturerna låga och skydda tätningskomponenterna.
Mekaniska tätningar för blandare kan utformas med interna kylspolar eller mantlar som är i direkt kontakt med barriärvätska. Dessa funktioner är ett slutet system med lågt tryck och lågt flöde som cirkulerar kylvatten genom dem och fungerar som en integrerad värmeväxlare. En annan metod är att använda en kylspole i tätningspatronen mellan de nedre tätningskomponenterna och utrustningens monteringsyta. En kylspole är ett hålrum som lågtryckskylvatten kan strömma igenom för att skapa en isolerande barriär mellan tätningen och kärlet för att begränsa värmeavledning. En korrekt utformad kylspole kan förhindra överdrivna temperaturer som kan leda till skador påtätningsytoroch elastomerer. Värmeutsöndring från processen gör att barriärvätskans temperatur istället stiger.
Dessa två designfunktioner kan användas tillsammans eller individuellt för att hjälpa till att kontrollera temperaturerna vid den mekaniska tätningen. Mekaniska tätningar för blandare är ofta specificerade för att uppfylla API 682, 4:e upplagan kategori 1, även om dessa maskiner inte uppfyller designkraven i API 610/682 funktionellt, dimensionellt och/eller mekaniskt. Detta kan bero på att slutanvändare är bekanta med och bekväma med API 682 som tätningsspecifikation och inte är medvetna om några av de branschspecifikationer som är mer tillämpliga för dessa maskiner/tätningar. Process Industry Practices (PIP) och Deutsches Institut für Normung (DIN) är två branschstandarder som är mer lämpliga för dessa typer av tätningar – DIN 28138/28154-standarderna har länge specificerats för blandartillverkare i Europa, och PIP RESM003 har börjat användas som ett specifikationskrav för mekaniska tätningar på blandningsutrustning. Utöver dessa specifikationer finns det inga allmänt tillämpade branschstandarder, vilket leder till en mängd olika tätningskammardimensioner, bearbetningstoleranser, axelutböjning, växellådskonstruktioner, lagerarrangemang etc., vilket varierar från OEM till OEM.
Användarens plats och bransch kommer till stor del att avgöra vilken av dessa specifikationer som är mest lämplig för deras webbplats.mekaniska tätningar för blandareAtt specificera API 682 för en blandartätning kan vara en onödig extra kostnad och komplikation. Även om det är möjligt att integrera en API 682-kvalificerad grundtätning i en blandarkonfiguration, leder denna metod ofta till kompromisser både vad gäller överensstämmelse med API 682 och designens lämplighet för blandarapplikationer. Bild 3 visar en lista över skillnader mellan en API 682 kategori 1-tätning och en typisk mekanisk blandartätning.
Publiceringstid: 26 oktober 2023