Tenuta tandem contro tenuta doppia

La differenza principale tra tenuta tandem e tenuta doppia è la loro configurazione e il loro scopo. Guarnizioni tandem Utilizzano due guarnizioni in serie per prevenire perdite di fluido di processo e spesso scaricano in atmosfera. Anche le guarnizioni doppie utilizzano due guarnizioni, ma pressurizzano il fluido di barriera tra di esse per prevenire perdite nell'ambiente.

Tenute meccaniche tandem (tipo API Arrangement 2)

Definizione dettagliata e architettura di progettazione

Un tandem tenuta meccanica la disposizione è costituita da due tenute meccaniche individuali montate in serie lungo l'albero, in genere all'interno dello stesso camera di tenuta o una cartuccia appositamente progettata. La tenuta posizionata più vicina al fluido di processo è definita tenuta primaria o interna, mentre quella sul lato atmosferico è definita tenuta secondaria o esterna. Il concetto fondamentale è che la tenuta secondaria funge da backup della tenuta primaria.  

La configurazione fisica più comune per le tenute tandem è l'orientamento "faccia a dorso", in cui entrambe le tenute sono installate rivolte nella stessa direzione, con il dorso della tenuta primaria rivolto verso il dorso della tenuta secondaria. Questa disposizione crea una cavità o camera inter-tenuta riempita con un fluido tampone. Secondo la norma API 682, per una configurazione faccia a dorso utilizzata come tenuta di Disposizione 2, il fluido tampone si trova sul diametro interno (ID) della tenuta interna e sul diametro esterno (OD) della tenuta esterna.  

Principio di funzionamento: sistema di fluido tampone non pressurizzato

La caratteristica distintiva di una tenuta tandem (Schema 2) è l'utilizzo di un sistema di fluido tampone non pressurizzato o a bassa pressione. Il fluido tampone nella cavità inter-tenuta viene mantenuto a una pressione inferiore alla pressione di processo da sigillare, spesso prossima alla pressione atmosferica o leggermente superiore per facilitare la circolazione e garantire che la cavità rimanga piena. La norma API 682 afferma esplicitamente che "un fluido tampone è un fluido tra le tenute interna ed esterna, che si trova a una pressione inferiore alla pressione della camera di tenuta".  

Durante il normale funzionamento, la tenuta primaria gestisce l'intera pressione differenziale del fluido di processo. La tenuta secondaria è soggetta a una pressione differenziale minima, in genere inferiore a 5 PSI. Questa configurazione consente alla tenuta secondaria di rimanere in modalità standby, subendo un'usura minima fino a quando la tenuta primaria non inizia a guastarsi.

Il fluido tampone circola per convezione naturale o con l'assistenza di un anello di pompaggioIl calore generato dalla guarnizione primaria determina il modello di circolazione: il fluido più freddo entra dal basso e quello più caldo esce dalla parte superiore.

Tenute meccaniche doppie (tipo API Arrangement 3)

Definizione dettagliata e architettura di progettazione

Doppie tenute meccaniche, in genere conformi alla disposizione API 3, sono costituiti da due serie di facce di foca disposti all'interno di una camera di tenuta o cartuccia, con un fluido barriera dedicato fatto circolare nella cavità tra di essi.

La caratteristica distintiva di una doppia tenuta è che questo fluido barriera viene mantenuto a una pressione sempre superiore alla pressione del fluido di processo da sigillare. Questo differenziale di pressione positivo è tipicamente compreso tra 1 e 2 bar (da 15 a 30 psig) al di sopra della pressione di processo, o come specificato da standard come API 682 o da specifiche raccomandazioni del produttore (ad esempio, minimo 2 bar o 10% al di sopra della pressione della pompa).  

Principio di funzionamento: il sistema di fluido barriera pressurizzato

Il sistema di fluido barriera pressurizzato distingue le tenute doppie dalle configurazioni in tandem. La pressione del fluido barriera si mantiene in genere a 20 PSI (20 psi) al di sopra della pressione della camera di tenuta attraverso vari metodi: accumulatori a sacca di azoto, accumulatori a pistone o sistemi a pressione diretta.

Entrambe le tenute, in configurazione doppia, condividono il carico di pressione, riducendo le sollecitazioni sulle singole facce di tenuta. La tenuta interna impedisce al fluido di processo di entrare nel fluido barriera, mentre la tenuta esterna lo trattiene. Il fluido di processo stesso è quindi efficacemente contenuto all'interno della pompa o dell'apparecchiatura.

Tipi di tenute meccaniche doppie

• Disposizione Back-to-BackIn questa configurazione, gli anelli di tenuta rotanti sono in genere montati tra gli anelli di accoppiamento fissi, facendo sì che le guarnizioni siano effettivamente rivolte in direzioni opposte, l'una lontano dall'altra. Questa è una disposizione comune per le tenute doppie per uso generico ed è specificata dalla norma API 682 Disposizione 3. Il fluido barriera viene in genere introdotto nel diametro esterno (OD) di entrambe le coppie di tenute.
• Disposizione faccia a facciaIn questo caso, gli anelli di accoppiamento fissi sono montati tra gli anelli di tenuta rotanti, in modo che le guarnizioni siano rivolte l'una verso l'altra. Questa configurazione viene utilizzata anche per la disposizione 3 API 682, con fluido barriera spesso sul diametro esterno di entrambe le guarnizioni.
• Disposizione faccia a schiena (orientamento tandem con barriera pressurizzata): Questa configurazione prevede un anello di accoppiamento montato tra i due anelli di tenuta e un anello di tenuta montato tra i due anelli di accoppiamento, essenzialmente una configurazione fisica in tandem ma azionata con un fluido barriera pressurizzato. Questa configurazione può essere utilizzata anche come tenuta API Arrangement 3, con il fluido barriera tipicamente sul diametro interno (ID) della tenuta interna e sul diametro esterno (OD) della tenuta esterna.