Промывка и закалка механического уплотнения: в чем разница

Промывка механического уплотнения или закалка

Системы промывки механических уплотнений

Системы промывки механических уплотнений предназначены для подачи чистой совместимой жидкости в камеру уплотнения для охлаждения, смазки и смывания любых загрязнений с поверхностей уплотнения. Это помогает продлить срок службы механического уплотнения и предотвратить преждевременный выход из строя. Системы промывки обычно используются в тех случаях, когда технологическая жидкость загрязнена, абразивна или не пригодна для прямого контакта с поверхностями уплотнения.

Промывочная жидкость обычно вводится в камеру уплотнения под давлением, немного превышающим давление технологической жидкости, чтобы предотвратить попадание технологической жидкости в камеру уплотнения. Скорость потока промывочной жидкости тщательно контролируется, чтобы обеспечить достаточное охлаждение и смазку, не вызывая чрезмерного износа поверхностей уплотнения.

Планы трубопроводов API для промывочных систем

Американский институт нефти (API) разработал стандартные схемы трубопроводов для систем промывки механических уплотнений. В этих планах указано расположение трубопроводов, приборов и средств управления для различных конфигураций промывки. Некоторые распространенные схемы трубопроводов API для промывочных систем включают:

• План API 11: Рециркуляция от нагнетания насоса через отверстие регулирования потока в камеру уплотнения.
• План API 13: Промывка из внешнего источника, например источника чистой воды, через устройство регулирования потока в камеру уплотнения.
• План API 32: Промывка из внешнего источника с циклонным сепаратором для удаления частиц до того, как жидкость попадет в камеру уплотнения.

Системы закалки механических уплотнений

Системы закалки механических уплотнений используются для введения барьерной жидкости, обычно газа, на атмосферную сторону поверхностей уплотнения. Целью системы охлаждения является предотвращение утечки технологической жидкости в атмосферу и обеспечение чистой среды на атмосферной стороне уплотнения.

В системе охлаждения затворная жидкость поддерживается под давлением выше атмосферного давления, но ниже давления технологической жидкости. Это создает перепад давления на поверхностях уплотнения, предотвращая утечку технологической жидкости, а также предотвращая проникновение атмосферных загрязнений.

Системы охлаждения обычно используются в тех случаях, когда технологическая жидкость опасна, токсична или легковоспламеняема и где выбросы должны быть сведены к минимуму в соответствии с экологическими нормами.

Планы трубопроводов API для систем закалки

API также разработал стандартные схемы трубопроводов для систем закалки механических уплотнений. Некоторые распространенные планы трубопроводов API для систем закалки включают:

• План API 51: Закалка чистой жидкостью без давления, например конденсатом пара или азотом, отведенной в безопасное место.
• План API 62: Закалка чистым газом под давлением, например азотом, подаваемым из внешнего источника и выбрасываемым в безопасное место.
• API Plan 65A: Закалка чистой жидкостью под давлением, например гликолем, подаваемой из внешнего источника и выбрасываемой в безопасное место.

Когда следует выбирать промывку механического уплотнения

А система промывки механического уплотнения следует выбирать, когда:

• Технологическая жидкость загрязнена, абразивна или не пригодна для прямого контакта с поверхностями уплотнения.
• Технологическая жидкость имеет плохие смазочные свойства, и для предотвращения преждевременного износа уплотнений требуется дополнительная смазка.
• Температура технологической жидкости высока, и для предотвращения термического повреждения поверхностей уплотнения необходимо дополнительное охлаждение.
• Технологическая жидкость имеет тенденцию к кристаллизации или затвердеванию на поверхностях уплотнения, что требует постоянной промывки для предотвращения отложений.

Когда следует выбирать закалку механического уплотнения

Систему закалки механического уплотнения следует выбирать в следующих случаях:

• Технологическая жидкость опасна, токсична или легковоспламеняема, поэтому выбросы должны быть сведены к минимуму в соответствии с экологическими нормами.
• Технологическая жидкость имеет тенденцию вступать в реакцию с атмосферной влагой или кислородом, вызывая коррозию или другие проблемы на атмосферной стороне уплотнения.
• В среде уплотнения требуется чистая инертная затворная жидкость для предотвращения загрязнения или реакций с технологической жидкостью.
• Технологическая жидкость имеет высокое давление паров, поэтому необходима система охлаждения, чтобы предотвратить образование паровой пленки между поверхностями уплотнения.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли использовать промывку и закалку вместе?

Да, в некоторых случаях на одном и том же механическом уплотнении можно одновременно использовать как систему промывки, так и систему охлаждения. Эта конфигурация известна как двойное уплотнение или тандемное уплотнение. Система промывки используется для охлаждения и смазки технологической стороны уплотнения, а система охлаждения обеспечивает барьерную жидкость на атмосферной стороне уплотнения. Эта комбинация обеспечивает улучшенную защиту от утечек технологической жидкости и помогает продлить срок службы уплотнений в сложных условиях эксплуатации.

Каково качество воды для промывки механических уплотнений?

Вода для системы промывки механических уплотнений должна быть чистой, свободной от твердых частиц и химически совместимой с материалами уплотнений и технологической жидкостью. В целом промывочная жидкость должна соответствовать следующим критериям:

• Фильтрация: Промывочную жидкость следует фильтровать для удаления частиц размером более 10–25 микрон, в зависимости от конкретной конструкции и применения уплотнения.
• Твердость: Промывочная жидкость должна иметь низкую общую жесткость, обычно менее 50 частей на миллион по карбонату кальция (CaCO3), чтобы предотвратить образование отложений накипи на поверхностях уплотнения.
• PH: Промывочная жидкость должна иметь pH от нейтрального до слегка щелочного, обычно от 7,0 до 9,5, чтобы свести к минимуму коррозию и обеспечить совместимость с материалами уплотнений.
• Содержание хлоридов: Промывочная жидкость должна иметь низкое содержание хлоридов, обычно менее 50 частей на миллион, чтобы свести к минимуму риск коррозионного растрескивания компонентов уплотнений из нержавеющей стали.

Сколько воды требуется для промывки механического уплотнения?

В общем, скорость промывочного потока должна быть достаточной для поддержания минимальной скорости 1–2 фута/с (0,3–0,6 м/с) через камеру уплотнения, чтобы обеспечить адекватное охлаждение и промывку.

Обычное практическое правило для оценки требуемой скорости промывочного потока заключается в обеспечении 0,25–0,5 галлонов в минуту на дюйм размера уплотнения (2–4 л/мин на 25 мм размера уплотнения). Например, для механического уплотнения диаметром 2 дюйма (50 мм) обычно требуется скорость промывочного потока 0,5–1 галлон в минуту (4–8 литров в минуту).