Wat er gebeurt als mechanische afdichtingen falen op centrifugaalpompen

Mechanische afdichtingen zijn cruciale componenten in centrifugaalpompen die lekkage van de verpompte vloeistof voorkomen. Als deze afdichtingen defect raken, kan dit tot een reeks problemen leiden die de prestaties, betrouwbaarheid en levensduur van de pomp beïnvloeden. In dit artikel worden de verschillende gevolgen die kunnen optreden als gevolg van het falen van mechanische afdichtingen in centrifugaalpompen in detail onderzocht.

Lekkage van verpompte vloeistof

Lekkage is het meest voorkomende probleem dat verband houdt met mechanische verzegeling falen, goed voor meer dan 40% van alle afdichtingsfalen.

De primaire functie van een mechanische afdichting is het voorkomen van lekkage van de verpompte vloeistof uit het pomphuis. Wanneer een afdichting defect raakt, kan de verpompte vloeistof ontsnappen, wat leidt tot verminderde pompefficiëntie en potentiële veiligheidsrisico's. Afhankelijk van de aard van de te verpompen vloeistof kan lekkage ook milieuschade veroorzaken of in strijd zijn met de regelgeving.

Waaier-erosie

Lekkende vloeistof uit een defecte mechanische afdichting kan erosie van de waaierschoepen veroorzaken. Terwijl de vloeistof door de beschadigde afdichting ontsnapt, bevat deze vaak schurende deeltjes die het rotormateriaal na verloop van tijd wegslijten. Deze erosie vermindert de hydraulische efficiëntie van de waaier, wat leidt tot verminderde pompprestaties.

Waaiererosie is vooral problematisch bij het verpompen van slurries of vloeistoffen met zwevende deeltjes. Uit onderzoek is gebleken dat zelfs een kleine toename van de speling tussen de waaier en de behuizing als gevolg van erosie de pompefficiëntie met 2-5% kan verminderen. In ernstige gevallen kan erosie van de waaier leiden tot volledig falen van de waaier, waardoor dure vervanging nodig is.

Mouw-/schachtslijtage

Naast impact op de waaier kan lekkende vloeistof uit een defecte afdichting ook slijtage aan de pompas of bus veroorzaken. Terwijl de vloeistof ontsnapt, kan deze vuil en verontreinigingen meedragen die als schuurmiddel werken, waardoor het oppervlak van de as of huls geleidelijk wegslijt. Door deze slijtage kunnen groeven, krassen of andere onregelmatigheden ontstaan die de afdichtingsoppervlakken beschadigen.

Gutsen, deuken, krassen op de as

Naast geleidelijke slijtage kan het falen van de afdichting ook resulteren in ernstigere schade aan de pompas, zoals gutsen, deuken of diepe krassen. Dit gebeurt meestal wanneer de afdichtingsvlakken niet goed uitgelijnd of beschadigd raken, waardoor harde deeltjes vast komen te zitten tussen de afdichtingsvlakken en de as.

Terwijl de as draait, kunnen deze opgesloten deeltjes diepe krassen of groeven in het asoppervlak veroorzaken. Er kunnen ook deuken ontstaan als groter vuil met voldoende kracht op de as botst. Dit soort schade kan snel leiden tot defecten aan de afdichting, omdat de krassen en deuken lekwegen vormen voor de verpompte vloeistof.

Corrosie van de afdichtingsas

Een defect aan de mechanische afdichting kan de pompas blootstellen aan corrosieve vloeistoffen, wat leidt tot versnelde corrosie en degradatie van het asmateriaal. Veel gepompte vloeistoffen bevatten chemicaliën die kunnen reageren met de metallurgie van de as, waardoor deze na verloop van tijd verzwakt.

Corrosie is bijzonder schadelijk omdat deze zich buiten het directe afdichtingsgebied kan uitstrekken en een groter deel van de as kan aantasten. Deze wijdverspreide schade kan het repareren van de as bemoeilijken en kan een volledige vervanging noodzakelijk maken. Corrosie kan ook de oppervlakteruwheid van de as vergroten, waardoor de mechanische afdichting geen goede afdichting kan bereiken, zelfs als de zichtbare schade machinaal wordt weggewerkt.

Knipperen of etsen

Bij vloeistoffen met een laag kookpunt kan lekkage van de mechanische afdichting ervoor zorgen dat de vloeistof snel verdampt, omdat er een drukval optreedt nadat deze uit de pomp is ontsnapt. Deze snelle verdamping, bekend als flashen of etsen, kan de afdichtingsvlakken wegslijten en de afdichtingscomponenten opwarmen, wat tot voortijdig falen leidt. Flitsen kan ook plaatselijk hoge temperaturen veroorzaken die thermische vervorming van de afdichtingsvlakken veroorzaken, wat resulteert in verdere lekkage.

Piekeren

Er treedt wrijving op wanneer er relatieve beweging is tussen de componenten van de mechanische afdichting, vaak als gevolg van onjuiste installatie, slechte smering of vervorming van de afdichtingsvlakken. Deze relatieve beweging veroorzaakt slip en wrijving met een kleine amplitude tussen de oppervlakken, wat leidt tot slijtage en vermoeidheid.

Fretten kan verzwakte plekken in de afdichtingsvlakken veroorzaken die gevoelig zijn voor scheuren en breuken. Het kan ook kleine deeltjes genereren die de afdichtingsoppervlakken vervuilen, waardoor slijtage en lekkage toenemen.

Overmatige trillingen en lawaai

Een falende mechanische afdichting kan overmatige trillingen en lawaai veroorzaken, wat vaak duidt op ernstiger onderliggende problemen. Naarmate de afdichtingsvlakken slijten of beschadigd raken, kunnen ze hun gladde, vlakke oppervlak verliezen, waardoor er een onbalans ontstaat waardoor de as gaat trillen. Lekkende vloeistof kan ook cavitatie, waar snelle vorming en ineenstorting van dampbellen trillingen en geluid veroorzaken.

Pompuitschakeling en stilstand

Uiteindelijk, defecte mechanische afdichting kan leiden tot volledige uitschakeling van de pomp en ongeplande uitvaltijd. Wanneer een afdichting catastrofaal faalt, kan dit secundaire schade aan andere pompcomponenten veroorzaken, waardoor uitgebreide reparaties nodig zijn. In sommige gevallen kunnen de kosten voor het repareren van een ernstig beschadigde pomp hoger zijn dan de kosten voor vervanging.