Miks uus mehaaniline tihend kohe pärast paigaldamist rikki läheb?

Miks uus mehaaniline tihend võib kohe pärast paigaldamist rikki minna?

Kui aäsja paigaldatud mehaaniline tihendKui pumba käivitamisel või esimese 48 töötunni jooksul tekib rike, liigitatakse see imikute suremuse rikkeks. API 682 suunistele vastavate standardsete tööparadigmade kohaselt peaks õigesti spetsifikatsiooni ja paigalduse korral mehaanilise tihendi keskmine riketevaheline aeg (MTBF) olema vähemalt 36 kuud. Selle eluea lühenemine null tunnini näitab kriitilist riket paigaldusprotokollides, süsteemi spetsifikatsioonis või kasutuselevõtueelsetes protseduurides.

Kohesed rikked viitavad harva loomulikule kulumisele; pigem on need diagnostiliseks indikaatoriks tõsisest joondusveast, kuivkäigust või suurest keemilisest kokkusobimatusest. Nende koheste rikete algpõhjuste mõistmine on töökindluse inseneride jaoks ülioluline, kuna korduvad paigaldused ilma algpõhjuse süsteemse probleemi lahendamata toovad paratamatult kaasa identsed katastroofilised tagajärjed.

Kohese tihendi rikke äririskid

Mehaanilise tihendi kohese rikke rahalised tagajärjed ulatuvad palju kaugemale asenduskomponendi hankekuludest. Pideva protsessiga tööstusharudes, nagu süsivesinike rafineerimine või keemiatööstus, võib planeerimata pumba seisak põhjustada märkimisväärseid tootmiskadusid. Kui äsja kasutusele võetud pump tuleb kohe pärast seisakut välja lülitada, kandub see häire üle kogu tootmisgraafiku.

Lisaks põhjustavad tihendite kohesed rikked sageli protsessivedelike äkilist lekkimist. Kui pumbatav keskkond on ohtlik, lenduv või mürgine, seisavad rajatised silmitsi rangete regulatiivsete karistustega. Näiteks lenduvate orgaaniliste ühendite (VOC) keskkonnaalased eeskirjad näevad tavaliselt ette ranged heitkoguste piirnormid; tihendi rike, mis vabastab lenduvaid orgaanilisi ühendeid, mis ületavad teatud regulatiivseid piirnorme, toob kaasa kohustusliku aruandluse, viivitamatu parandusmeetmete rakendamise ja võimalikud trahvid, mis süvendab äririski.

Miks tuleks varajast leket tõsiselt võtta

Varajase lekke käsitlemine pigem väikese nuhtlusena kui kriitilise süsteemihäirena on tavaline tööviga. Kuigi tihenduspindade esialgse sissetöötamise ajal võib aeg-ajalt esineda väiksemat tilgutamist, viitab kohene ja pidev tilkumine või pritsimine kahjustatud primaarsele tihendusliidesele või kahjustatud sekundaarsele elastomeerile. Selle lekke ignoreerimine kahjustab kogu pöörleva sõlme terviklikkust.

Süsteemirõhul tihenduskarbist lekkiv protsessivedelik võib pihustuda, tekitades plahvatusohtlikku atmosfääri või mürgiseid aurupilvi. Lisaks tungivad mööda võlli lekkivad protsessivedelikud kiiresti laagrikorpusesse. Laagri määrdeõli saastumine isegi väikeste koguste vee või söövitava protsessivedelikuga võib oluliselt lühendada laagri eluiga, mis viib pumba siseosade sekundaarsete katastroofiliste riketeni.

Mida tähendab kohene mehaanilise tihendi rike

Mehaanilise tihendi kohese rikke diagnoosimiseks on vaja määratleda, mis tegelikult rikke moodustab, võrreldes eeldatava tööolekuga. Tööstusstandardid tunnistavad, et mehaanilised tihendid on konstrueeritud nii, et need lekivad mikroskoopiliselt, et säilitada pöörleva ja statsionaarse pinna vahel vedelikukile. Kuid tavapärase kasutuselevõtu käitumise ja kahjustatud tihendi piiri eristamine on esimene samm tõhusa tõrkeotsingu suunas.

Tavalise kasutuselevõtu nutupilt vs. tõeline rike

Pumba esmasel käivitamisel läbivad mehaanilise tihendi süsinik- ja ränikarbiidist (või volframkarbiidist) pinnad lühikese sissetöötamisperioodi. Uue tihendi puhul on tavaline, et esineb väikest leket – tavaliselt defineeritakse seda kui vaid paar tilka minutis. See leke peaks järk-järgult vähenema ja täielikult lakkama esimese 24–48 tunni jooksul, kui pinnad üksteisega kokku sobituvad.

Seevastu tõeline kohene rike avaldub pideva voolu, tugeva pihustamise või mahulise lekkena, mis ületab selgelt tavapäraseid sissetöötamise ootusi. Kui leke ei vähene pärast pumba standardse töötemperatuuri saavutamist või kui vedeliku maht ületab äravooluõõnsuse, on tihend põhimõtteliselt kahjustatud.

Peamised tihendi komponendid ja lekkekohad, mida kontrollida

Vigase tihendi kontrollimisel peavad tehnikud isoleerima konkreetse lekketee.Mehaaniline tihend sisaldab mitutVõimalikud rikkekohad, mis on liigitatud primaarseteks ja sekundaarseteks tihenduselementideks. Peamine lekkekoht on dünaamiline liides pöörleva ja statsionaarse pinna vahel. Kui need pinnad on mõranenud, termiliselt moonutatud või tahkete osakeste tõttu lahti hoitud, tekib otse piki võlli tugev leke.

Teisese lekkekohad hõlmavad elastomeerseid komponente, peamiselt O-rõngaid või painduvaid kiilusid. Dünaamilised O-rõngad vajavad tihendi säilitamiseks täpset surveastet, võimaldades samal ajal vedrumehhanismil tihendi pinda edasi lükata. Kui O-rõngas paigaldamise ajal pigistatakse, liigse rõhu tõttu välja pressitakse või keemiliselt laguneb, möödub vedelik primaarpindadest täielikult. Lisaks tuleb kontrollida tihendi tihendit – staatilist tihendit tihendi ja pumba korpuse vahel – ebaõige istuvuse või ebapiisava poltide pingutusmomendi suhtes.

Töötingimused, mis tuleb enne tõrkeotsingut dokumenteerida

Enne pumba lahtivõtmist rikkis tihendi kontrollimiseks peavad töökindluse meeskonnad dokumenteerima rikke hetkel valitsenud täpsed töötingimused. Lahkamist takistab sageli baasandmete puudumine. Operaatorid peaksid käivitamise ajal registreerima imemisrõhu, väljalaskerõhu ja vedeliku erikaalu.

Temperatuuride erinevused on eriti olulised. Pumbasse siseneva protsessivedeliku temperatuur, tihendi loputusvedeliku temperatuur ja topendkarbi ümbritseva õhu temperatuur tuleks dokumenteerida. Märkimisväärne temperatuuride erinevus protsessivedeliku ja eeldatava loputustemperatuuri vahel võib viidata jahutusvoolu puudumisele, mis viib kohese vedeliku aurustumiseni ja kuivkäiguni. Lisaks aitab täpse pöörlemiskiiruse ja kõigi salvestatud vibratsiooniandmete dokumenteerimine kindlaks teha, kas rikke tekkele aitas kaasa võlli tugev läbipaine.

Paigaldusvead, mis põhjustavad tihendi enneaegse rikke

Pöörlevate seadmete rikete statistiline analüüs näitab, et inimlikud vead ja ebaõige paigaldamine moodustavad suure osa mehaaniliste tihendite imikute suremustest. Isegi väga spetsiifilised ja eritellimusel valmistatud tihenduslahendused lagunevad koheselt, kui pumba mehaanilisi tolerantse ei kontrollita või kui hoolduspersonal jätab kriitilised paigaldusprotseduurid vahele.

Vale pikkuse, võlli väljalöögi ja toru pinge seadistus

Mehaaniline tihend tuginebpumba võlli täpne mõõtmete stabiilsus. Enne mis tahes tihendi paigaldamist tuleb kontrollida võlli jooksu, läbipainde ja otslõtku. Tööstusharu parimad tavad (näiteks API 610) nõuavad võlli radiaalse jooksu ja aksiaalse võlli otslõtku osas rangeid tolerantse. Kui võllile paigaldatakse tihend, mis ületab neid tolerantse, ei suuda dünaamiline pind statsionaarset pinda jälgida, mille tulemuseks on tihendi vahe kohene avanemine.

Vale paigalduspikkus on veel üks peamine komponentide tihendite rikete põhjustaja. Kui tihend on liiga taha seatud, puudub vedrudel dünaamilise vedeliku rõhu all pindade suletuna hoidmiseks vajalik pinge. Vastupidi, kui tihendit üle surutakse, pigistatakse vedelikukile välja, mis viib kohese hõõrdumisest tingitud hävimiseni. Lisaks võib toru pinge – mis tekib valesti joondatud toruäärikute surumisel pumba otsikutele – pumba korpust moonutada. See moonutus joondab tihenduskarbi võlli suhtes valesti, põhjustades tihendipindade ekstsentrilist liikumist ja purunemist käivitamisel.

Kuivkäik, halb ventilatsioon ja ebapiisav määrimine

Mehaanilised tihenduspinnad on konstrueeritud töötama mikroskoopilisel vedelikukilel, mille paksus on tavaliselt mikroni murdosa. Kui pump käivitatakse ilma korpust ja tihenduskarpi korralikult ventileerimata, jääb tihendipindadele õhk või aur lõksu. See seisund, mida nimetatakse kuivkäiguks, on katastroofiline.

Ilma protsessivedeliku määrimis- ja jahutusomadusteta tekitab pöörleva ränikarbiidist pinna ja statsionaarse süsinikpinna vaheline hõõrdumine tohutut kuumust. Pindade temperatuur võib kuivkäivituse ajal kiiresti tõusta. See tugev termiline šokk põhjustab pindade kuumenemist (mikropragude teket), villide teket või täielikku purunemist. Nõuetekohased ventilatsiooniprotokollid, sealhulgas korpuse õhutusventiilide kasutamine ja tihendite loputusliinide täieliku täitmise tagamine enne mootori sisselülitamist, on eduka kasutuselevõtu vältimatud nõuded.

Kassett-mehaaniliste tihendite paigaldamise parimad tavad

Kassett-mehaanilised tihendid töötati välja spetsiaalselt paigaldusvigade leevendamiseks, monteerides tihenduspinnad, vedrud ja elastomeerid eelnevalt ühele hülsile. Need ei ole aga immuunsed ebaõige käsitsemise suhtes. Üks sagedasemaid vigu, mis viib kohese rikkeni, on kinnitusklambrite (või tsentreerimisklappide) enneaegne eemaldamine. Need klambrid säilitavad tihendi komponentide täpse aksiaalse ja radiaalse joonduse. Neid tuleb eemaldada alles pärast seda, kui tihendiplaat on pumba korpuse külge kindlalt poltidega kinnitatud ja kinnituskruvid võllile lukustatud.

Lisaks tuleb tihendiplaadi polte pingutada risti-rästi mustriga kalibreeritud momentvõtmega. Ebaühtlane pingutamine võib statsionaarset pinda moonutada. Standardsete ANSI/API pumpade puhul tuleb tihendipoltide pingutusmomente rangelt järgida vastavalt tootja juhistele. Tihendtihendi ühe külje ülepingutamine võib põhjustada statsionaarse pinna kaldumist vaid mikromeetri võrra – see on piisav, et takistada pöörleva pinna paralleelse vedelikufilmi teket, mille tulemuseks on kohene leke.

Tihendi rikke spetsifikatsioon ja protsessi põhjused

Kui paigaldusvead ja mehaanilised tolerantsid on välistatud, viitavad kohesed tihendi rikked sageli mehaanilise tihendi spetsifikatsiooni ja tegelike protsessitingimuste põhimõttelisele mittevastavusele. Märkimisväärne osa varajastest tihendi riketest tekib seetõttu, et tihendi konstruktsioon, metallurgia või keskkonnakontroll on põhimõtteliselt kokkusobimatud pumba käivitamise hetkel valitseva vedeliku dünaamikaga.

Valed pinnamaterjalid, elastomeerid või vedrukonfiguratsioon

Pinnamaterjalide ja sekundaarsete elastomeeride valik peab ideaalselt vastama protsessivedeliku keemilisele koostisele ja temperatuurile. Kui standardne fluoroelastomeerist (FKM) O-rõngas puutub kokku kõrge temperatuuriga süsivesinikega, mis ületavad selle termilisi piire, siis elastomeer allub koheselt survedeformatsioonile või termilisele lagunemisele, mis kahjustab koheselt tihendit. Sellistel juhtudel tuleb määrata kõrge temperatuuriga alternatiivid, näiteks perfluoroelastomeerid (FFKM).

Samamoodi tuleb vedrude konfiguratsioonid sobitada vedeliku omadustega. Kui mitme vedruga tihendit kasutatakse väga viskoosses või osakesterikkas vedelikus (näiteks toornafta põhjas või paberimassis), ummistuvad vedrud käivitamisel koheselt. Vedru käivituse kadu takistab tihendipindade sulgumist, mis viib ulatusliku lekkeni. Nendes rakendustesühepoolne vedruvõi on kohese saastumise vältimiseks vajalik statsionaarne metalllõõtsa konfiguratsioon.

Rõhu, temperatuuri, aururõhu ja tahkete ainete probleemid

Tihendikarbi sees ebapiisava aururõhumarginaali säilitamata jätmine on tihendi kohese aurustumise peamine põhjus. API 682 juhiste kohaselt tuleb tihendikambris olevat rõhku hoida piisava marginaaliga (tavaliselt 3,4 baari / 50 psi) kõrgemal pumbatava vedeliku aururõhust töötemperatuuril. Kui tihenduskarbi rõhk langeb käivitamise ajal alla selle läve, muutub tihendipindade vaheline vedelikukile koheselt gaasiks.

Aurustumine surub tihenduspinnad vägivaldselt lahti ja põhjustab statsionaarse rõnga värinat. See värin võib purustada haprad ränikarbiidi komponendid sekunditega. Lisaks, kui protsessivedelik sisaldab suures kontsentratsioonis hõljuvaid tahkeid aineid või abrasiive ja kõva pinna kombinatsiooni (nt ränikarbiid vs ränikarbiid) ei ole täpsustatud, siis abrasiivosakesed kriimustavad koheselt pehmemaid süsinikpindu, tekitades sügavaid sooni, mis võimaldavad vedelikul tihendusliidesest mööda minna.

Loputusplaanid, summutussüsteemid, tõkkevedelikud ja jahutus

API 682 loputusplaanidega ette nähtud keskkonnakontrollid on tihendipindade vahetust ümbritseva keskkonna muutmiseks kriitilise tähtsusega.kahekordne mehaaniline tihendon paigaldatud, kuid tõkkevedeliku süsteem (nt API plaan 53A) on valesti survestatud, on rike otsene. Tõkkevedeliku rõhku tuleb pidevalt hoida üle topendkarbi maksimaalse rõhu. Kui protsessirõhk käivitamise ajal järsult tõuseb ja ületab tõkkerõhku, sunnib protsessivedelik sisemised tihendipinnad lahti, saastades tõkkevedelikku ja hävitades tihendi.

Jahutussüsteemid ja jahutuskontuurid vajavad samuti ranget kontrolli. API Plan 32, mis pritsib tihendikambrisse puhta välise loputuse, peab tagama kindlaksmääratud voolukiiruse, et tihendipindu piisavalt jahutada ja osakesed eemaldada. Kui loputusliin on suletud, liiga väikese läbimõõduga või rõhulangusega kollektorist, jääb tihendil puudu määrdeainest ja see lakkab töötamast koheselt.

Kuidas taimed peaksid diagnoosima ja vältima korduvaid rikkeid

Imikute suremuse korduvate rikete tsükli murdmiseks peavad tööstusettevõtted vastu võtma ranged diagnostikaraamistikud ja kvaliteedikontrolli meetmed. Lihtsa osade asendamisele lootmine ilma ametliku algpõhjuse analüüsi (RCA) läbiviimiseta tagab, et aluseks olev mehaaniline või süsteemne defekt hävitab järgneva tihendi. Struktureeritud kontrolli- ja hankeprotokollide rakendamise abil saavad töökindluse meeskonnad oluliselt vähendada korduvaid koheseid rikkeid.

Samm-sammult mehaanilise tihendi kontrollimise protsess

Kui tihend koheselt rikki läheb, tuleb see ettevaatlikult eemaldada ja läbida range samm-sammult lahtivõtmise kontroll. Hoolduspersonal peaks enne kontrollimist hoiduma tihendi puhastamisest, kuna jääkprotsessivedelik, lokaliseeritud praht või kuiv pulber annavad kriitilisi vihjeid. Kontroll algab sekundaarsete tihenditega: O-rõngaid tuleks suurenduse all uurida, et tuvastada väljapressimise märke (mis viitavad ülerõhule), keemilist paisumist või närimist.

Järgmisena tuleb analüüsida primaarseid tihendipindu. Pindade tasasuse kontrollimiseks tuleks kontrollitud hooldustöökojas kasutada profilomeetrit või optilist tasandusmõõturit. Korralikult tasandatud tihendipinnad peaksid olema tasased 2–3 heeliumi valgusriba ulatuses (umbes 0,6–0,9 mikronit). Kui pindadel on tugevad kontsentrilised kriimud, on põhjuseks osakeste saastumine. Kui süsiniku pindadel on kõrgenenud, villilised alad, on tihend käivitamise ajal kuivalt töötamise või aurustumise tõttu saanud tugeva termilise šoki.

Millal tihendit uuesti paigaldada, parandada või uuendada

Pärast lammutamist peavad tehaseinsenerid otsustama, kas parandada rikkis tihend, paigaldada otsene asendustihend või uuendada tihendustehnoloogiat. Üks tehaseinseneride seas levinud otsustussüsteem on 60% reegel: kui maksumusparandage mehaaniline tihendKui tihendi ostmine (sh pindade lappimine, elastomeeride vahetamine ja testimine) ületab 60% uue seadme maksumusest, on uue tihendi hankimine majanduslikult otstarbekam.

Kui aga rikke analüüs näitab, et algse tihendi spetsifikatsioon oli protsessitingimuste jaoks põhimõtteliselt vigane, ei ole remont ega otsene asendamine teostatav. Näiteks kui komponendi tihend rikkib korduvalt hoolduspersonali vahetuste tõttu tehtud paigaldusvigade tõttu, on kõige tõhusam parandusmeede täielikult ühtseks kassetttihendiks uuendamine. Kui rike oli tingitud kontrollimatutest rõhukõikumistest ühe tihendi süsteemis, on tihendipindade protsessi lenduvuse eest isoleerimiseks vaja uuendada kahekordse rõhu all oleva tihendi süsteemi (API Plan 53 või 54).

Hanke-, ladustamis- ja paigalduskontroll

Lõpuks, tihendite koheste rikete ennetamine algab juba ammu enne pumba väljalülitamist; see nõuab ranget varude haldamist ja paigaldamiseelset kontrolli. Mehaaniliste tihendite elastomeersed komponendid on aja jooksul tundlikud lagunemise suhtes. Kuigi standardid, näiteks SAE ARP5316, pakuvad polümeeride, näiteks nitriili (NBR) ja fluorelastomeeride (FKM), säilivusaja kohta abikõlblikkuse koode ja üldiseid juhiseid, varieeruvad need eluea pikkused polümeeri klassiti ja kehtivad ainult kontrollitud keskkonnas ladustamise korral.

Mehaanilisi tihendeid tuleb hoida keskkonnas, kus temperatuur on alla 25 °C (77 °F) ja suhteline õhuniiskus rangelt alla 65%. Otsese ultraviolettkiirguse, lähedalasuvate elektrimootorite tekitatud osooni või äärmuslike temperatuurikõikumiste tõttu muutuvad elastomeerid riiulil hapraks. Kui lagunenud tihend lõpuks paigaldatakse, ei saa kõvastunud O-rõngad tihendi loomiseks kokku suruda, mille tulemuseks on leke hetkel, kui pump üle ujutatakse. Esimesena sisse, esimesena välja (FIFO) varude kontrolli ja kliimaseadmega ladustamise rakendamine on äsja paigaldatud mehaaniliste tihendite kohese rikke vältimiseks põhinõue.

Peamised järeldused

• Käivitamise ajal või esimese 48 tunni jooksul tekkinud tihendi riket tuleb käsitleda imikute suremuse juhtumina, mille algpõhjuse analüüs on vajalik enne uue tihendi uuesti paigaldamist.
• Õigesti spetsifikatsiooni ja paigalduse korral peaks mehaaniline tihend sageli tagama umbes 36-kuulise keskpika tööea, seega nulltunni rike viitab tõsisele süsteemi- või paigaldusprobleemile.
• Ärge ignoreerige pidevat tilkumist või pritsimist pärast kasutuselevõttu, sest lekkiv protsessivedelik võib laagreid saastata, tekitada auruohtu ja põhjustada regulatiivset kokkupuudet.
• Enne käivitamist kontrollige tihendkambri ventilatsiooni, loputusvoolu, joondust, paigaldusmõõtmeid ja materjalide ühilduvust, et vähendada kuivkäigu ja plaadi kahjustuste ohtu.
• Ebanormaalse lekke ilmnemisel peatage pump kohe, sest korduv taaskäivitamine võib parandatava paigaldusvea muuta pumba, laagri ja keskkonna kahjustuseks.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on mehaanilise tihendi imikute suremuse rike?

See on rike, mis tekib käivitamisel või esimese 48 tunni jooksul. Õigesti valitud ja paigaldatud tihendi puhul viitab see tavaliselt paigaldusveale, kuivkäigule, joondusveale, saastumisele või ühildumatusele – mitte normaalsele kulumisele.

Kas kerge leke on pärast uue mehaanilise tihendi paigaldamist normaalne?

Kasutuselevõtul võib tekkida väga väike kogus leket, kui tihendipindadele tekib vedelikufilm. Pidev tilkumine, pritsimine või kiire leke ei ole normaalne ja seda tuleks käsitleda rikkehäirena.

Miks võib uus mehaaniline tihend pumba käivitamisel kohe rikki minna?

Levinud põhjuste hulka kuuluvad tihendi kuivalt töötamine, vale paigalduspikkus, kahjustatud elastomeerid, halb võlli joondus, vale tihendimaterjal, ummistunud loputusvoolikud või tihendikambrisse jäänud õhk.

Kui kaua peaks korralikult paigaldatud mehaaniline tihend vastu pidama?

API 682 ootustele vastavates standardsetes töötingimustes eeldatakse õigesti spetsifikatsiooni ja paigalduse korral sageli, et mehaanilise tihendi keskmine keskmine vahemik (MTBF) on umbes 36 kuud või rohkem.

Kas peaksin pumba taaskäivitama, kui uus tihend kohe lekib?

Ei. Korduv taaskäivitamine võib süvendada pindade kahjustusi, saastata laagreid ja vabastada ohtlikke vedelikke. Peatage pump, isoleerige see ohutult ning kontrollige paigaldust, määrimist, joondamist ja töötingimusi.