The fundamental difference between these two piping plans comes down to pressure direction. A flush line (Piano API 11) increases camera della tenuta pressure to 100% of discharge pressure. A suckback line (Piano API 13) reduces it to equal suction pressure. This pressure difference fundamentally changes seal behavior and determines which applications each plan suits.
This comparison will give you a clear decision framework for selecting the right plan, complete with specifications, troubleshooting guidance, and a straightforward selection matrix.
What Is the Functional Difference Between a Flush Line and a Suckback Line?
The core difference is flow direction and its effect on stuffing box pressure in a mechanical seal. A flush line pushes fluid into the seal chamber from discharge. A suckback line pulls fluid out of the seal chamber toward suction.
Flush Line (API Plan 11): Flow from Discharge to Seal Chamber
A flush line routes high-pressure fluid from the pump discharge through an orifice and into the seal chamber. The flow direction is: Discharge to Orifice to Seal chamber to Back into pump.
This arrangement increases stuffing box pressure to 100% of discharge pressure. The primary purposes include flushing debris away from seal faces, cooling the seal, and maintaining adequate vapor pressure margin. Piano API 11 remains the default choice for most applications because it accomplishes multiple objectives with simple piping.
The orifice controls flow rate by creating a pressure drop between discharge and the seal chamber. For most horizontal pump applications, I recommend Plan 11 as your starting point – it covers 50-75% of all seal applications for good reason.
Suckback Line (API Plan 13): Flow from Seal Chamber to Suction
A suckback line works in reverse. Fluid flows from the seal chamber through an orifice back to pump suction. The flow direction is: Seal chamber to Orifice to Pump suction.
This arrangement reduces stuffing box pressure to equal suction pressure. The primary purposes include relieving excessive seal chamber pressure, providing self-venting capability, and removing vapor from vertical pump configurations. Piano API 13 is sometimes called a “reverse flush” because of this opposite flow direction.
The orifice in Plan 13 creates backpressure rather than controlling inlet flow. This distinction matters for sizing calculations.
The Pressure Rule: 70% / 100% / Suction
Understanding the pressure effects provides a clear mental model for selection decisions. The table below shows how each configuration affects seal chamber pressure.
| Configuration | Stuffing Box Pressure |
|---|---|
| No piano di lavaggio | Approximately 70% of discharge pressure |
| With flush line (Plan 11) | 100% of discharge pressure |
| With suckback line (Plan 13) | Equal to suction pressure |
This 70/100/suction rule provides the foundation for understanding when each plan applies. If you need higher pressure at the seal, use a flush line. If you need lower pressure, use a suckback line.
When Should You Use a Flush Line vs a Suckback Line?
Selection depends primarily on pump orientation and pressure requirements. Horizontal pumps generally favor Plan 11. Vertical pumps typically require Plan 13 or Plan 14.
Choose Flush Line (Plan 11) When:
Plan 11 should be your default consideration for the following situations:
- Horizontal pump applications with standard configurations
- Clean, non-polymerizing fluids that won’t clog the orifice
- Applications requiring increased seal chamber pressure
- Sufficient differential pressure exists between discharge and seal chamber
- Hydrocarbon service under 150 degrees Celsius with satisfactory vapor pressure margin
The key advantage of Plan 11 is more efficient heat removal compared to Plan 13. The higher pressure also increases vapor pressure margin, which prevents the pumped fluid from flashing at the seal faces.
Choose Suckback Line (Plan 13) When:
Plan 13 becomes the better choice in specific circumstances:
- Vertical pumps without a bleed bush installed below the seal chamber
- High-head horizontal pumps where Plan 11 cannot provide adequate flow
- Applications requiring pressure reduction at the seal
- High differential pressure situations that would require multiple orifices with Plan 11
Vertical pumps should use Plan 13 or Plan 14. Plan 11 alone cannot provide adequate venting in vertical configurations because vapor tends to collect at the top of the seal chamber with no escape path.
What About Plan 14? The Combination Approach
Plan 14 combines Plan 11 and Plan 13 simultaneously. Flow recirculates from the pump discharge into the seal chamber while also flowing from the seal chamber to the pump suction.
This combination is most commonly used on vertical pumps. Plan 14 provides adequate flush flow, continuous venting capability, and improved vapor pressure margin – addressing limitations that either plan has individually.
Consider Plan 14 for viscous products where the throat bushing restricts flow, light hydrocarbons subject to flashing, or any vertical pump application where single plans prove inadequate.
What Are the Advantages and Disadvantages of Each Approach?
Each plan involves trade-offs. The comparison table below summarizes the key differences for decision-making.
Comparison Table: Flush Line vs Suckback Line
| Fattore | Flush Line (Plan 11) | Suckback Line (Plan 13) |
|---|---|---|
| Rimozione del calore | Più efficiente | Meno efficiente |
| Autoventilante | Sì (pompe orizzontali) | Sì (migliore per pompe verticali) |
| Effetto pressione | Aumenta la pressione della camera | Riduce la pressione della camera |
| Ottimale per | Pompe orizzontali, servizio generale | Pompe verticali, prevalenza elevata |
| Controllo del flusso | L'orifizio controlla il flusso | L'orifizio crea contropressione |
| Complessità | Semplice, più comune | Standard per applicazioni specifiche |
| Utilizzo sul mercato | 50-75% di tutte le applicazioni di tenuta | Applicazioni specializzate |
Il Piano 11 domina il mercato perché gestisce efficacemente la maggior parte degli scenari di pompaggio comuni. Tuttavia, forzare l'uso del Piano 11 in applicazioni con pompe verticali è un errore che vedo frequentemente.
Limitazioni da considerare
Limitazioni della linea di lavaggio (Piano 11):
- Evitare con fluidi contenenti solidi, abrasivi o sostanze polimerizzanti
- Non raccomandato quando la pressione differenziale tra scarico e camera di tenuta è troppo bassa
- L'orifizio può ostruirsi con fluidi contaminati
- Nessuna capacità di sfiato dei vapori nelle configurazioni con pompe verticali
Limitazioni della linea di richiamo (Piano 13):
- Raffreddamento meno efficiente, richiede portate più elevate per compensare
- Può essere necessario un controllo complesso del flusso per alte pressioni differenziali
- Non adatto quando la pressione della camera di tenuta è molto vicina alla pressione di aspirazione
- Flusso ridotto se la pressione differenziale è minima
Quali portate e limiti di temperatura si applicano?
Un dimensionamento corretto previene sia il raffreddamento insufficiente che l'erosione eccessiva. Le linee guida seguenti si applicano sia alle configurazioni di lavaggio che di richiamo.
Linee guida sulla portata
La regola pratica del settore è 1 GPM per pollice di dimensione della tenuta. Per una tenuta da 2 pollici, prevedere circa 2 GPM di flusso di lavaggio.
I servizi con flashing richiedono il doppio della portata standard – 2 GPM per pollice di dimensione della tenuta. Il flusso aggiuntivo compensa il calore assorbito durante la vaporizzazione.
Tutti gli orifizi devono avere un foro minimo di 3 mm (1/8 di pollice). Il Piano 13 utilizza tipicamente un orifizio più grande di 6 mm (1/4 di pollice) per sfiare efficacemente i vapori.
Per calcoli dettagliati, fare riferimento alla guida su come calcolare la portata di lavaggio per le tenute meccaniche.
Limiti di aumento della temperatura
La temperatura delle facce di tenuta deve rimanere entro limiti accettabili per prevenire un'usura prematura. L'aumento massimo consentito della temperatura varia in base al tipo di fluido.
| Tipo di fluido | Aumento massimo della temperatura |
|---|---|
| Acqua | 15 gradi Fahrenheit |
| Idrocarburi leggeri | 5 gradi Fahrenheit |
| Oli lubrificanti | 30 gradi Fahrenheit |
Questi limiti spiegano perché i servizi con idrocarburi richiedono particolare attenzione. Una tenuta meccanica può subire uno shock termico e frantumarsi entro 30 secondi di funzionamento a secco – rendendo critico un flusso di lavaggio adeguato.
Il margine di pressione di vapore dovrebbe essere di circa 50 psi sopra la pressione di vapore per prevenire il flashing alle facce di tenuta. Se il vostro piano di lavaggio non può mantenere questo margine, considerate l'aggiornamento al Piano 23 con un raffreddatore o al Piano 32 con una sorgente di lavaggio esterno .
