기계적 씰은 얼마나 오래 건조될 수 있습니까?

기계적 씰은 펌프와 같은 회전 장비에서 유체 누출을 방지하도록 설계된 정밀 부품입니다. 기계적 씰은 제대로 작동하려면 얇은 윤활 유체 필름이 필요하지만, 이 유체 필름 없이도 씰이 "건조하게" 작동하는 경우가 있을 수 있습니다. 일반적으로 대부분의 기계적 씰은 심각한 손상이 발생하기 전까지 몇 초에서 몇 분 동안만 건조하게 작동할 수 있습니다.

드라이 런 타임에 영향을 미치는 요소

씰 디자인 및 재료

기계적 씰에 사용된 설계 및 재료는 손상 없이 건조하게 작동하는 능력에 상당한 영향을 미칩니다. 실리콘 카바이드와 같은 더 단단하고 내마모성이 더 강한 재료로 만든 씰은 탄소 흑연과 같은 더 부드러운 재료에 비해 더 오랜 기간 동안 건조하게 작동할 수 있습니다. 물개 얼굴 균형 비율과 페이스 평탄도 등의 기하학 구조도 건조 주행 성능에 영향을 미칩니다.

작동 조건

샤프트 속도, 압력, 온도와 같은 요인은 윤활 없이 씰이 얼마나 오래 버틸 수 있는지에 영향을 미칩니다. 속도가 높을수록 열과 마모가 더 많이 발생하여 건식 작동 시간이 줄어듭니다. 압력이 증가하면 씰 면이 더 단단히 맞물려 마찰과 열이 더 많이 축적됩니다. 고온과 저온 모두 극한의 온도는 건식 작동 중에 씰 재료를 더 빨리 분해할 수 있습니다.

유체 특성

밀봉되는 유체는 건식 주행 내구성을 결정하는 데 역할을 합니다. 저점도 유체는 고점도 유체보다 윤활 및 냉각 기능이 떨어집니다. 유체의 연마 입자나 부식성 화학 물질은 건식 주행 씰 표면의 마모와 손상을 가속화합니다. 경계 윤활 특성이 좋은 유체는 씰이 건식 주행을 견뎌내는 시간을 연장할 수 있습니다.

씰 페이스 처짐

건조 주행은 씰 면의 열 변형과 고르지 않은 마모를 유발합니다. 이로 인해 면이 더 이상 평평하고 평행하지 않은 면 처짐이 발생합니다. 과도한 처짐은 씰 면이 열리고 누출을 허용합니다. 처짐의 양과 속도는 씰 면 재료, 균형 비율 및 압력 속도(PV) 값과 같은 요인에 따라 달라집니다. 처짐을 최소화하는 면이 있는 씰은 건조 작동 중에 밀봉 효과를 더 오래 유지할 수 있습니다.

드라이 러닝의 결과

• 빠른 씰 페이스 마모: 적절한 윤활이 없으면 씰 표면이 빨리 마모되어 누출이 증가하고 씰 수명이 단축됩니다.
• 열 손상: 마찰로 인해 발생하는 열은 씰 표면, 2차 씰(O-링) 및 기타 구성품에 열 손상을 일으켜 조기 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 오링 손상: 과열로 인해 O-링이 굳어지고, 탄력성을 잃거나 심지어 녹아서 씰이 공정 유체를 담는 능력이 손상될 수 있습니다.
• 장비 손상: 장시간의 건조 운전은 샤프트 스코어링, 베어링 고장, 펌프의 캐비테이션 등 장비 자체에 손상을 일으킬 수 있습니다.
• 유지 보수 증가: 건조 작동으로 인한 조기 씰 고장으로 인해 씰 교체 횟수가 늘어나고 유지 보수 비용이 증가합니다.
• 캐비테이션: 펌프에서 건조 작동은 캐비테이션을 일으킬 수 있습니다. 캐비테이션은 유체가 증발하여 거품을 형성하고 붕괴되면서 충격파가 생성되어 펌프 부품을 손상시킬 수 있는 현상입니다.

공회전 방지

• 적절한 윤활: 씰 표면에 깨끗한 윤활유를 충분히 공급합니다. 여기에는 씰 파이핑 계획의 적절한 크기 조정 및 유지 관리가 포함됩니다.
• 씰 지원 시스템: API Plan 53B(펌핑 링에 의해 순환되는 배리어 유체)나 Plan 54(외부 배리어 유체 시스템)와 같은 씰 지지 시스템을 사용하면 추가적인 윤활 및 냉각을 제공하여 두 면 사이에 유체 필름을 유지합니다.
• 모니터링 및 알람: 이상 감지를 위한 센서 및 알람 설치 씰 챔버 압력, 온도, 진동을 측정하면 건조 작동으로 이어질 수 있는 설계 위반 작동을 조기에 감지할 수 있습니다.
• 적절한 설치: 제조업체 지침과 업계 모범 사례를 따르는 신중한 씰 설치는 최적의 씰 성능과 수명을 보장하는 데 도움이 됩니다. 정렬 불량, 스프링 압축의 부적절한 설정 및 잘못된 파이핑은 모두 조기 씰 고장 및 건조 작동에 기여할 수 있습니다.
• 최상의 효율 지점(BEP)에서 운영: 장비를 BEP에서 또는 그 근처에서 작동시키면 씰의 하중과 진동이 줄어들어 전체 수명과 드라이 런 생존성이 연장됩니다. 특히 곡선의 저유량 쪽에서 BEP에서 멀리 떨어진 곳에서 작동을 피하십시오.
• 음압 유지: 건식 작업 중에 씰 챔버 내부의 압력을 흡입 압력보다 낮게 유지하여 유체가 씰 표면에서 잠시 멀어지는 대신 씰 표면쪽으로 흐르도록 프로세스 조건을 조정합니다.
• 화학적 호환성 고려: 밀봉된 유체와 화학적으로 호환되고 반응하지 않는 씰 표면 재료를 선택합니다. 일부 재료 조합은 건조하게 작동할 때 마찰 화학 반응을 겪을 수 있으며, 이로 인해 표면이 빠르게 저하됩니다.
• 정기적인 유지관리: 예방 유지 관리 계획에 따른 씰 구성 요소의 주기적 검사, 세척 및 교체는 씰을 최적의 작동 상태로 유지합니다. 고장 전에 과도한 표면 마모 또는 결함을 식별하면 예상치 못한 건조 작동을 방지할 수 있습니다.
• 운영자 교육: 씰 작동, 문제 해결 및 건조 작동이 의심되는 경우 장비를 종료하는 시기를 위한 올바른 절차에 대해 운영자에게 철저히 교육합니다. 작동 절차 및 체크리스트에 씰 고장 및 건조 작동 예방을 포함합니다.