Wat is acceptabele mechanische afdichtingslekkage?

Typische acceptabele lekkagepercentages

In de meeste industriële toepassingen zal een goed functionerende mechanische afdichting een leksnelheid hebben van 10 druppels per uur of minder per afdichting. Deze kleine hoeveelheid lekkage wordt als normaal beschouwd en is noodzakelijk voor een goede smering en koeling van de afdichting. Overmatige lekkage boven deze snelheid kan duiden op problemen met het ontwerp, de installatie of de bedrijfsomstandigheden van de afdichting.

Seallekkage wordt gemeten door het verzamelen en kwantificeren van de vloeistof die langs de sealvlakken lekt gedurende een bepaalde periode. De algemeen geaccepteerde methode is om druppels per minuut te meten en om te rekenen naar een uurtarief. Eén druppel per minuut komt overeen met ongeveer 2,5 tot 3 ml per uur.

Toelaatbare lekkage van API 682

De American Petroleum Institute (API) Standard 682 biedt richtlijnen voor acceptabele afdichtingslekkage in de olie- en gasindustrie. API 682 definieert drie afdichtingslekkageklassen:

• Categorie I-zegels: Lekkagesnelheid minder dan 500 ml per dag (20,8 ml/uur)
• Categorie II-zegels: Lekkagesnelheid minder dan 1.000 ml per dag (41,7 ml/uur)
• Categorie III-zegels: Lekkagesnelheid minder dan 2.000 ml per dag (83,3 ml/uur)

Deze toegestane lekkagepercentages liggen hoger dan de typische norm van 10 druppels per uur vanwege de veeleisende bedrijfsomstandigheden en het kritische karakter van olie- en gastoepassingen.

Factoren die de leksnelheid van afdichtingen beïnvloeden

Afdichtingsontwerpfactoren

• Gezichtsmaterialen: De tribologische eigenschappen en compatibiliteit van de primaire en parende ringoppervlakmaterialen beïnvloeden lekkage. Harde vlakparen zoals siliciumcarbide versus siliciumcarbide hebben de neiging om met nauwere spelingen en minder lekkage te werken.
• Balansverhouding: Afdichtingen met hoge balansverhoudingen (d.w.z. meer sluitkracht) hebben doorgaans lagere lekkagepercentages. Dit moet echter worden afgewogen tegen warmteontwikkeling en slijtage.
• GezichtsbehandelingenOppervlaktebehandelingen zoals laser-oppervlaktetexturering (LST) of microgolfresurfacing kunnen worden gebruikt om de topografie van de afdichtingsvlakken te optimaliseren voor betere smering en lekkagebeheersing.
• Veerbelasting: De veerkracht die de vlakken bij elkaar houdt, beïnvloedt de belasting van het vlak en de leksnelheid. Sterkere veren verminderen lekkage, maar verhogen slijtage en warmteontwikkeling.

Apparatuurfactoren

• Assnelheid: Hogere assnelheden leiden vaak tot meer lekkage van de afdichting vanwege de grotere centrifugale krachten en turbulentie.
• Verkeerde uitlijning: Een te grote verkeerde uitlijning of doorbuiging van de as kan leiden tot een ongelijkmatige belasting en een verhoogde lekkage bij de afdichtingsvlakken.
• Trillingen:Trillingen kunnen ervoor zorgen dat de afdichtingsvlakken trillen of tijdelijk opengaan, wat leidt tot hogere lekkages.

Bedrijfsomstandigheden

• Druk: Hogere afgesloten drukken hebben de neiging om de lekkage te verhogen, als alle andere dingen gelijk blijven. Verdubbelde druk zal de lekkage ongeveer verdubbelen.
• Temperatuur: Hogere temperaturen verlagen de viscositeit, wat kan leiden tot hogere lekkagepercentages. Hoge temperaturen kunnen ook elastomeren beschadigen en vervorming van het gezicht veroorzaken.

Vloeibare eigenschappen

• Viscositeit:Vloeistoffen met een lagere viscositeit zijn gevoeliger voor lekkage, omdat ze gemakkelijker door de dunne film tussen de oppervlakken stromen.
• Smering: Vloeistoffen met slechte smeereigenschappen kunnen leiden tot verhoogde wrijving en slijtage aan de afdichtingsvlakken, wat leidt tot meer lekkage.
• Schuurvermogen: Schurende vloeistoffen versnellen de slijtage van de afdichtingsvlakken, waardoor de vlakken opengaan en er na verloop van tijd meer lekkage optreedt.
• Wisselvalligheid:Zeer vluchtige of gasvormige vloeistoffen zijn moeilijker af te dichten en zijn gevoeliger voor grotere lekkage, vooral als er wordt gewerkt in de buurt van de dampspanning van de vloeistof.