Un singolo tenuta meccanica Un guasto costa circa 2,500 dollari solo in manodopera per la riparazione. Questo senza contare la perdita di produzione, che può arrivare a decine di migliaia di dollari. Ed ecco cosa la maggior parte delle aziende non sa: i problemi al sistema di scarico sono alla base di gran parte di questi guasti.
Ho visto tecnici sostituire una guarnizione dopo l'altra sulla stessa pompa, senza mai rendersi conto che il vero colpevole era un orifizio ostruito o un'impostazione errata della pressione. Una volta comprese le cause dei problemi di lavaggio, è possibile individuarle prima che distruggano le guarnizioni.
I problemi di scarico più comuni rientrano in quattro categorie: problemi di pressione, problemi di portata, contaminazione e guasti di temperatura. Ognuno di essi lascia segnali di allarme specifici. Questa guida vi insegnerà a riconoscere questi segnali e a risolverli alla radice, non solo a sostituire i componenti.
Quali sono i segnali di allarme di problemi di lavaggio della tenuta meccanica?
I tuoi sigilli ti dicono quando qualcosa non va lo sciacquone sistema. Devi solo sapere cosa cercare.
Indicatori visivi che puoi individuare durante i round
La polvere di carbonio nera che si accumula sulla superficie esterna di una guarnizione è uno dei segnali di allarme più evidenti. Questa polvere indica che le superfici di tenuta non ricevono una lubrificazione sufficiente o che il film liquido tra di esse sta evaporando. In entrambi i casi, il sistema di lavaggio non sta svolgendo il suo compito.
Altri segnali d'allarme visivi includono:
- Perdite visibili o gocciolamenti intorno al ghiandola di tenuta
- Accumulo o cristallizzazione del prodotto in prossimità delle superfici di tenuta
- Scolorimento di componenti di tenuta (spesso indica danni da calore)
- Macchie o macchie bagnate sui pavimenti sotto la pompa
Suoni e sintomi operativi
Un rumore stridente durante il funzionamento indica quasi sempre una lubrificazione inadeguata. Le superfici di tenuta sono asciutte o quasi asciutte.
Prestare attenzione a questi sintomi operativi:
- Rumori stridenti o stridenti provenienti dall'area di tenuta
- Vibrazione insolita che prima non c'era
- Le letture del termometro salgono oltre la norma
- Fluttuazioni di pressione sui manometri del sistema di scarico
Qualsiasi cambiamento improvviso rispetto ai normali valori di base merita attenzione immediata.
Cosa rivelano i modelli di usura delle guarnizioni difettose?
Quando si estrae una guarnizione difettosa, il tipo di usura la dice lunga. Scanalature o intagli sulla superficie della guarnizione indicano contaminazione abrasiva o pressione eccessiva che schiaccia il film lubrificante.
Le crepe dovute al calore, ovvero quelle piccole crepe che sembrano fango secco, sono dovute a stress termico. La guarnizione si è surriscaldata. Di solito, questo significa che il sistema di scarico non è riuscito a rimuovere abbastanza calore.
Le rigature sulla superficie indicano la presenza di contaminazione tra le superfici di tenuta. Il fluido di lavaggio ha introdotto particelle che non avrebbero dovuto essere presenti.
Usura uniforme su tutto il quadrante? Questa è in realtà una normale usura a fine vita. Un'usura irregolare, invece, suggerisce problemi di allineamento o vibrazioni.
Perché la pressione di lavaggio della guarnizione è sbagliata?
Una pressione di lavaggio errata è uno dei modi più rapidi per danneggiare una tenuta meccanica. Se è troppo bassa, il fluido di processo contamina la tenuta. Se è troppo alta, si rompe il film lubrificante tra le facce.
Quale dovrebbe essere la pressione normale di scarico?
La pressione giusta dipende da te piano di lavaggio e applicazione:
| Piano Flush | Pressione richiesta |
|---|---|
| Standard (Piano 11) | 10-15 psi sopra camera di tenuta pressione |
| Piano API 32 | Minimo 15 psi (1 bar) sopra pressione della cassa premistoppa |
| Piano API 53A | Minimo 1.5 bar sopra la pressione della camera di tenuta |
| margine di vapore | Minimo 50 psi sopra la pressione del vapore del fluido (secondo API 682) |
Questi non sono suggerimenti. Sono i requisiti minimi per un funzionamento affidabile della tenuta.
Quali sono le cause della bassa pressione di scarico?
Quando la pressione scende al di sotto delle specifiche, è opportuno iniziare a cercare queste cause comuni:
- Orifizio o filtro intasato: di gran lunga il colpevole più comune
- Perdite nelle tubazioni, nei raccordi o nei collegamenti
- Linee di alimentazione sottodimensionate che limitano il flusso
- Malfunzionamento del regolatore o impostazione errata
- Pressione della sorgente insufficiente (la tua fornitura non riesce a fornire ciò di cui hai bisogno)
Un misuratore di portata può aiutarti a individuare rapidamente i problemi. Una portata superiore al normale con una pressione inferiore spesso indica una perdita nella guarnizione facciale. Una portata inferiore con una pressione superiore indica un'intasamento del filtro.
Quali sono le cause dell'elevata pressione di scarico?
L'alta pressione provoca danni altrettanto gravi della bassa pressione. Le superfici di tenuta vengono premute troppo l'una contro l'altra, distruggendo il film lubrificante.
Cercare:
- Regolatore mal regolato o bloccato
- Linee di ritorno bloccate che impediscono al fluido di uscire dalla camera di tenuta
- Valvole chiuse o parzialmente chiuse
- Dimensioni errate dell'orifizio (troppo piccole limitano il flusso)
Quando la pressione continua a salire oltre i valori previsti, è probabile che il regolatore sia difettoso o bloccato.
Come diagnosticare i problemi di pressione passo dopo passo?
Ecco un approccio sistematico che funziona:
Fase 1: verificare innanzitutto la precisione del misuratore. Ho visto tecnici passare ore a risolvere un problema inesistente, tutto a causa di un manometro non tarato. Confronta la tua lettura con quella di un manometro sicuramente funzionante prima di fare qualsiasi altra cosa.
Fase 2: Controllare la pressione alla fonte e alla guarnizione. Misura entrambi i punti. Un dislivello significativo tra i due indica che il problema è nel percorso delle tubazioni.
Fase 3: ispezionare le impostazioni e il funzionamento del regolatore. È impostato correttamente? Risponde quando lo regoli? Un regolatore bloccato non regola nulla.
Fase 4: Cercare perdite, ostruzioni e restrizioni. Seguire la linea. Controllare ogni collegamento. Cercare punti bagnati, tubi piegati o componenti ostruiti.
Fase 5: confrontare le letture con le specifiche di progettazione. Consulta la scheda tecnica del fornitore della tenuta. Dovrebbe essere indicata la pressione presunta della camera di tenuta. Se il valore misurato non corrisponde, hai individuato il problema.
Perché la portata del flusso di lavaggio della guarnizione è inadeguata?
I problemi di portata sono subdoli. Potresti avere letture di pressione perfette, ma se la portata è errata, la guarnizione non funziona comunque.
Di quanta portata ha effettivamente bisogno la mia guarnizione?
La portata richiesta varia in base al tipo di tenuta e alle dimensioni dell'albero:
| Tipo di tenuta | Requisiti di portata |
|---|---|
| Minimo generale | 0.25-0.50 gpm |
| Guarnizioni dei componenti (in funzione) | 3-4 gpm per pollice di diametro dell'albero |
| Guarnizioni a cartuccia | Circa 1/3 dei requisiti di tenuta dei componenti |
| Inattivo/standby | Circa la metà della portata di esercizio |
Le moderne guarnizioni a cartuccia necessitano di una portata molto inferiore rispetto alle guarnizioni a componenti più datati. Questo è uno dei motivi per cui sono più affidabili. Ma anche le guarnizioni a cartuccia necessitano di una certa portata.
Cosa succede quando il flusso è troppo basso?
Un flusso insufficiente crea una serie di problemi. Il flusso non riesce a rimuovere il calore abbastanza velocemente, quindi le temperature aumentano. I contaminanti si accumulano sulle facce della tenuta perché non c'è nulla che li lavi via. Il film lubrificante tra le facce diventa troppo sottile.
Le superfici di tenuta sono sottoposte a una maggiore pressione di contatto. L'abrasione accelera. In casi estremi, si arriva a condizioni di funzionamento a secco, che possono distruggere la tenuta in meno di 30 secondi.
Cosa succede quando il flusso è troppo alto?
Un flusso eccessivo provoca l'erosione delle superfici di tenuta e di altri componenti. Il fluido ad alta velocità consuma letteralmente le superfici di tenuta.
Inoltre, si spreca liquido di lavaggio e si aumentano i costi operativi. Le guarnizioni senza adeguati controlli di flusso possono consumare 20-30 litri al minuto. Un consumo che si accumula rapidamente.
Come posso verificare e correggere i problemi di flusso?
Fase 1: Misurare la portata effettiva all'ingresso della guarnizione. Non tirare a indovinare. Usa un flussimetro o un contenitore calibrato e un cronometro.
Fase 2: Verificare l'eventuale ostruzione dell'orifizio mediante il test di caduta della temperatura. Con un sistema Plan 11, misurare la temperatura attraverso l'orifizio. Se la caduta di temperatura supera il 10%, l'orifizio è ostruito. Pulirlo immediatamente.
Fase 3: ispezionare i filtri, i filtri e i separatori a ciclone. I componenti intasati limitano il flusso. Verificare le condizioni e pulire o sostituire se necessario.
Fase 4: verificare che le dimensioni dei tubi corrispondano ai requisiti. L'API 682 specifica tubi da almeno 12 mm (0.5") per alberi da 60 mm e più piccoli e da 18 mm (0.75") per alberi più grandi.
Fase 5: verificare che le posizioni delle valvole siano corrette. Sembra ovvio, ma ho visto guasti alle guarnizioni causati semplicemente da una valvola lasciata parzialmente chiusa.
Quali sono le cause dei problemi di contaminazione del Seal Flush?
La contaminazione trasforma il sistema di scarico in un sistema di distribuzione abrasivo. Invece di proteggere la guarnizione, la distrugge.
Quali sono le fonti più comuni di contaminazione dello scarico?
La contaminazione può provenire da quasi ogni dove:
- Accumulo di minerali dall'acqua delle piante (calcio, silice, ferro)
- Particelle di corrosione provenienti da tubazioni invecchiate
- Fluido di processo che migra nel sistema di lavaggio
- Detriti derivanti dall'usura della pompa (girante, voluta, anelli di usura)
- Crescita batterica nei sistemi di fluidi barriera a circuito chiuso
L'acqua di vegetazione è spesso un problema. Gli utenti finali dovrebbero verificare che l'acqua di tenuta soddisfi gli standard di settore per quanto riguarda la dimensione delle impurità, il contenuto di silicati, le impurità organiche, il contenuto di ferro e la durezza dell'acqua.
In che modo la contaminazione danneggia le guarnizioni?
Le particelle abrasive graffiano le superfici di tenuta. Quelle superfici ultrapiatte e ultralisce che mantengono la guarnizione in funzione? La contaminazione le graffia. Una volta danneggiate, le perdite aumentano.
I depositi ostruiscono orifizi e filtri, riducendo il flusso. La contaminazione chimica attacca gli elastomeri: gli O-ring si gonfiano, si induriscono o si screpolano. I solidi si accumulano sulle superfici e accelerano l'usura.
Perché le temperature delle mie guarnizioni sono elevate?
Il calore distrugge le guarnizioni. Ogni componente ha dei limiti di temperatura e superarli accelera il degrado.
Quali limiti di temperatura dovrei rispettare?
La norma API 682 raccomanda di limitare l'aumento della temperatura della camera di tenuta a meno di 10 °F. Non c'è molto margine di errore.
Anche il margine di pressione di vapore è importante. La pressione della camera di tenuta dovrebbe rimanere almeno 50 psi al di sopra della pressione di vapore del fluido alla temperatura di esercizio. Scendendo al di sotto di tale margine, il fluido inizia a trasformarsi in vapore tra le superfici di tenuta. Questo vapore non fornisce alcuna lubrificazione.
Verificare le specifiche del fornitore della guarnizione per i limiti specifici del materiale. Elastomeri e materiali di rivestimento diversi hanno tolleranze diverse.
Quali sono le cause del surriscaldamento nei sistemi di scarico?
Le temperature elevate sono solitamente dovute a una di queste cause:
- Portata di scarico inadeguata (capacità di raffreddamento insufficiente)
- Malfunzionamento o incrostazione dello scambiatore di calore
- Problemi di fornitura di acqua di raffreddamento (flusso, temperatura o disponibilità)
- Piano di scarico errato per l'applicazione
- Fluidi ad alta viscosità che generano calore di attrito in eccesso
Le superfici di tenuta generano calore semplicemente sfregando tra loro. In condizioni normali, il calore viene dissipato tramite il lavaggio. Quando il raffreddamento non funziona, il calore si accumula.
Come posso risolvere i problemi di temperatura?
Fase 1: Misurare la temperatura all'ingresso e all'uscita dello scarico. Questo ti dice quanto calore sta rimuovendo lo scarico.
Fase 2: verificare le prestazioni dello scambiatore di calore. Confrontare la caduta di temperatura nel refrigeratore con le specifiche di progetto. Le incrostazioni riducono il trasferimento di calore.
Fase 3: verificare il flusso e la temperatura dell'acqua di raffreddamento. Il sistema idrico dell'impianto fornisce un flusso adeguato alla giusta temperatura?
Fase 4: verificare che la portata di scarico soddisfi i requisiti. Un flusso basso significa una bassa capacità di raffreddamento.
Fase 5: verificare se il piano di lavaggio attuale è adatto all'applicazione. A volte la scelta del piano originale era errata per le condizioni di servizio. Le applicazioni ad alta temperatura potrebbero richiedere il Piano 21 (che aggiunge un refrigeratore) invece del Piano 11 di base.
Quali sono i difetti più comuni delle tubazioni del sistema di scarico?
Una tubazione difettosa vanifica ogni altro intervento fatto correttamente. La migliore guarnizione e un piano di scarico perfetto non saranno d'aiuto se la tubazione impedisce il corretto flusso dell'acqua.
Quali sono gli standard corretti per l'installazione delle tubazioni?
L'API 682 specifica i requisiti:
| Parametro | Specificazione |
|---|---|
| Materiali | Acciaio inossidabile serie 300 (EN 1.4401) |
| Dimensioni minime del tubo (albero ≤60 mm) | 12mm (0.5 ″) |
| Dimensioni minime del tubo (albero >60 mm) | 18mm (0.75 ″) |
| pendenza | Minimo 10 mm ogni 240 mm, continuo verso l'alto fino al serbatoio |
| Foro dell'orifizio | Minimo 3 mm (0.125") |
| Volume del serbatoio (albero ≤60 mm) | Minimo 12 litri (3 galloni) |
Il requisito di pendenza è fondamentale. Tutte le linee devono avere una pendenza continua verso l'alto dal premistoppa al serbatoio. Si raccomanda una pendenza di mezzo pollice per piede (40 mm per metro).
Quali errori nelle tubazioni causano guasti nello scarico?
Vedo sempre gli stessi errori:
- Direzione di pendenza errata: la tubazione deve essere inclinata verso l'alto verso il serbatoio, non verso il basso
- Gomiti stretti a 90 gradi invece di curve graduali e delicate
- Tubi sottodimensionati che creano restrizioni di flusso
- Sacche d'aria dovute a ventilazione impropria (soprattutto su pompe verticali)
- Tubo piegato, piegato o danneggiato
L'aria nel sistema è particolarmente problematica. L'inclusione di aria all'avvio può portare a problemi con il sistema di supporto della guarnizioneSfiatare il circuito delle tubazioni prima dell'avvio, soprattutto sulle pompe verticali.
Come posso ispezionare e correggere i problemi delle tubazioni?
Percorrere l'intera linea dalla guarnizione al serbatoio:
- Controllare la pendenza continuamente: niente avvallamenti, niente punti piatti, niente pendenze inverse
- Cercare pieghe, curve strette o sezioni schiacciate
- Verificare che tutti i collegamenti siano ben stretti e privi di perdite
- Verificare che le prese d'aria siano installate nei punti alti e funzionanti
- Verificare che le dimensioni dei tubi corrispondano alle specifiche in tutto
Qualsiasi restringimento nella linea riduce il flusso. Un singolo gomito stretto può interrompere il flusso al punto da causare problemi.
Come posso risolvere i problemi relativi a specifici piani di API Flush?
Piani di flush diversi falliscono in modi diversi. Sapere cosa cercare velocizza la risoluzione dei problemi.
Piano API 11: cosa non va nel ricircolo interno?
Il Piano 11 è la soluzione più comune. Preleva il fluido dallo scarico della pompa attraverso un orifizio e lo invia alla camera di tenuta. Semplice, ma non infallibile.
Problemi comuni del Piano 11:
- Ostruzione dell'orifizio: controllare il calo di temperatura attraverso l'orifizio; un calo superiore al 10% significa che è intasato
- Pressione differenziale inadeguata (differenza insufficiente tra camera di scarico e camera di tenuta)
- Fluido di processo sporco che contamina la guarnizione
- Confusione tra i collegamenti di scarico e di scarico (non sono la stessa cosa)
Una domanda comune: dove va il liquido di lavaggio dopo essere entrato nella guarnizione? Passa attraverso la guarnizione e ritorna alla pompa attraverso la boccola della golaIl collegamento di scarico è per il lato atmosfera, non per il lato processo.
API Plan 32: cosa non va con lo scarico esterno?
Il Plan 32 utilizza una fonte esterna di fluido pulito. È ottimo per i processi inquinanti, ma presenta le sue modalità di guasto:
- Pressione di alimentazione insufficiente (deve essere almeno 15 psi superiore alla pressione della scatola premistoppa)
- Gli operatori limitano il flusso durante lo standby per ridurre al minimo i consumi: ciò causa guasti all'avvio
- Accumulo di minerali nelle valvole di controllo del flusso dall'acqua dell'impianto
- Temperatura non adeguatamente controllata
Il problema dello standby merita un'attenzione particolare. Alcuni operatori limitano il flusso alle pompe in standby a caldo per risparmiare acqua e impedire il raffreddamento. Questo porta a contaminazione e corrosione. All'avvio della pompa, la tenuta si rompe quasi immediatamente.
Piano API 52/53: cosa non va nei sistemi a doppia tenuta?
I sistemi a doppia tenuta con fluido tampone o barriera sono più complessi:
- Degradazione o contaminazione del fluido barriera nel tempo
- Pressurizzazione errata: il piano 53 richiede di mantenere la pressione al di sopra della camera di tenuta
- Caduta di pressione dell'alimentazione di azoto (l'accumulatore o l'alimentazione sono in esaurimento)
- Perdite del sistema che consentono al fluido di processo di contaminare la barriera
- Mancata sostituzione del fluido dopo cedimento della tenuta
Non riutilizzare mai il fluido barriera dopo un guasto della guarnizione. La contaminazione causata dal guasto rimane nel fluido e danneggia la guarnizione sostitutiva. Pulire l'intero sistema, serbatoio e tutti i tubi, prima di effettuare il rabbocco.
Avvolgere Up
La maggior parte dei problemi di lavaggio delle tenute meccaniche sono dovuti a quattro fattori: pressione, portata, contaminazione o temperatura. Se si interviene correttamente, le tenute dureranno anni anziché mesi.
Inizia dalle basi. Controlla i manometri ogni giorno. Esamina attentamente le tubazioni. Cerca i segnali di allarme prima che si trasformino in guasti. Quando una guarnizione si rompe, prenditi il tempo di scoprirne il motivo.
Le tue foche stanno cercando di dirti qualcosa. Ora sai come ascoltarle.
