Cum afectează bătaia arborelui performanța etanșărilor mecanice AES T04?

Dacă ați petrecut timp lucrând cu etanșări mecanice în aplicații cu pompe sau echipamente rotative, știți că chiar și micile abateri ale modului în care se rotește arborele pot face sau rupe performanța etanșării. În calitate de furnizor specializat în etanșări mecanice AES T04, primesc mereu această întrebare: Cum se încurcă exact curățarea arborelui cu etanșările AES T04 și ce puteți face pentru a o repara? Să dezvăluim acest lucru în termeni simpli, fără supraîncărcare de jargon înfundat - doar lucruri din lumea reală pe care le-am văzut pe site-urile de muncă de-a lungul anilor.

În primul rând, să ne asigurăm că suntem pe aceeași pagină cu privire la ce este de fapt deformarea arborelui. Atunci când un arbore ar trebui să se rotească perfect drept, orice clătinare, îndoire sau aliniere greșită care îl face să se învârtească în afara axei sale centrale este curățat. Există două tipuri principale: deplasare radială (cât de mult se mișcă arborele dintr-o parte în parte în timp ce se învârte) și axială (cât de mult se mișcă înainte și înapoi pe lungimea sa). Pentru etanșările AES T04 - concepute pentru o mulțime de aplicații industriale, cum ar fi manipularea apei, procesarea chimică și petrolul și gazul - scurgerea nu este doar o supărare minoră. Este o cauză principală a eșecului precoce al etanșării și iată de ce.

Garniturile mecanice AES T04 funcționează pe un principiu super de bază: două suprafețe plane finisate cu precizie (una staționară, alta rotativă) se presează împreună cu o peliculă de fluid minuscul între ele pentru a crea o barieră rezistentă la scurgeri. Acea suprafață rotativă este montată direct pe arbore, nu? Deci, dacă arborele se clătina, acea față rotativă nu rămâne perfect paralelă cu fața staționară. Gândiți-vă la asta ca și cum ați încerca să sigilați un capac de borcan care se răsucește dintr-o parte în alta în timp ce îl întoarceți - nu există nicio posibilitate ca cele două fețe să facă contact complet și constant peste tot.

Am văzut jocul asta de mai multe ori decât pot număra. Anul trecut, un client de procesare a alimentelor a contactat spunând că sigiliile lor AES T04 se defectau după doar 3 luni, când ar trebui să reziste peste 12 ani. Am desfășurat etanșarea și am constatat că fața rotativă avea uzură neuniformă – o margine era mult mai zgâriată și mai uzată decât restul, exact acolo unde curgerea radială a arborelui era cea mai proastă. Se pare că arborele pompei lor a avut o ușoară îndoire de la o defecțiune anterioară a rulmentului și nimeni nu a verificat deformarea când a înlocuit rulmenții. Acea sigiliu a eșuat destul de devreme, deoarece vibrația a continuat să rupă pelicula delicată de fluid, lăsând fluidul de proces să se scurgă sau fețele se slefuiau prea tare unele de altele.

O altă problemă importantă cu etanșările și etanșările AES T04 este căldura. Când fața rotativă nu este plată față de cea staționară, contactul nu este constant. Unele părți ale feței se ating mai greu decât altele, creând puncte fierbinți localizate. În timp, această căldură face ca materialul de etanșare (de obicei grafit de carbon sau ceramică, în funcție de aplicație) să se degradeze mai repede. Pentru clienții care manipulează fluide la temperatură înaltă, acest lucru este și mai rău - scurgerea amplifică căldura, ducând la crăparea feței etanșării sau chiar la topirea în cazuri extreme. Runout axial adaugă un alt strat aici: dacă arborele se mișcă înainte și înapoi, trage intermitent fața rotativă departe de cea staționară, rupând complet pelicula de fluid și provocând frecare uscată, care este cel mai mare inamic al etanșării.

Acum, nu este vorba doar despre eșecul timpuriu. Runout crește, de asemenea, ratele de scurgere, chiar dacă sigiliul nu moare imediat. Pentru industriile care necesită zero scurgeri, cum ar fi cele farmaceutice sau cele alimentare și băuturi, unde contaminarea încrucișată este un risc, aceasta este o problemă uriașă. Am avut un client de producție chimică care mi-a spus că sigiliile lor AES T04 curgeau mai mult decât permiteau specificațiile producătorului, dar când le-am testat curățarea arborelui, era de 0,008 inci - dublu față de maximul recomandat pentru sigiliile AES T04. Doar alinierea arborelui pentru a reduce scurgerea la jumătate a scăzut imediat scurgerea în limitele specificațiilor.

Bine, deci curățarea este dăunătoare pentru etanșările AES T04, dar ce facem în privința asta? În primul rând, trebuie să o măsurați. Majoritatea oamenilor sar peste acest pas și presupun doar că arborele este în regulă, dar aceasta este o greșeală. Puteți verifica curgerea radială cu un comparator montat pe carcasa pompei, atingând suprafața arborelui de lângă garnitură. Pentru etanșările AES T04, regula generală este că baterea radială trebuie să fie sub 0,005 inchi, iar baterea axială sub 0,003 inci. Dacă a trecut peste asta, trebuie să reparați arborele: înlocuiți rulmenții uzați, îndreptați un arbore îndoit (dacă nu este prea rău) sau reușinați arborele dacă este în afara toleranței.

Dar dacă nu poți repara axul imediat? Poate că vă aflați în mijlocul unei opriri și nu aveți timp să o prelucrați, sau arborele este prea scump pentru a fi înlocuit. Aici intervine alegerea garniturii potrivite. În calitate de furnizor, recomand întotdeauna garnituri care se ocupă mai bine de curele minore și avem alternative care funcționează excelent pentru aplicațiile în care curățarea arborelui este inevitabil. De exemplu, garniturile mecanice FX RO2 sunt proiectate cu un design flexibil de inel O care compensează micile dezaliniri și deformarea, astfel încât să se poată ajusta pe măsură ce arborele se clătește fără a rupe fețele de etanșare. Avem, de asemenea, garnitura mecanică Burgmann H74D, care are o caracteristică de auto-aliniere care este perfectă dacă aveți o curățare constantă, minoră, pe care nu o puteți elimina. Și dacă aveți de-a face cu aplicații cu presiune mai mare în care curățarea este foarte dificilă, garnitura mecanică Burgmann H10 este construită pentru a face față sarcinilor mai dinamice și a curățării minore, fără a sacrifica performanța. Nu uitați nici de garniturile noastre mecanice FX 250 - sunt o opțiune ieftină, care are totuși suficientă flexibilitate pentru a se potrivi cu mici abateri ale arborelui, excelente pentru pompe mai mici sau pentru utilizare intermitentă. Chiar și garniturile noastre mecanice FX RO, un cal de lucru pentru uz industrial general, pot gestiona până la 0,006 inchi de deformare radială fără probleme, ceea ce acoperă o mulțime de probleme comune de dezaliniere a arborelui.

Așteptați, dar să fim clari: aceste alternative nu sunt o soluție permanentă. Sunt un leucoaniu pentru atunci când nu puteți alinia axul imediat. Runout provoacă în continuare uzură pe termen lung, așa că repararea problemei rădăcinii (arborele în sine) este întotdeauna cea mai bună mișcare. Am avut clienți să schimbe cu o etanșare flexibilă precum FX RO2 și cred că au rezolvat problema curbei, doar pentru a reveni 6 luni mai târziu, deoarece etanșarea s-a uzat prematur - se pare că nu au reparat niciodată arborele îndoit, iar etanșarea flexibilă a întârziat inevitabilul.

Un alt lucru de luat în considerare: atunci când instalați o etanșare AES T04, trebuie să vă asigurați că nu adăugați o curățare suplimentară în timpul instalării. Prea mulți instalatori doar împing etanșarea pe arbore fără a verifica dacă este așezat drept, ceea ce adaugă propria sa clătinare. Un mic truc pe care îl folosesc este să ung ușor arborele cu un fluid compatibil, apoi să apăsați uniform etanșarea cu o unealtă de instalare a etanșării, nu cu un ciocan sau o bară de levier. Acest lucru asigură că etanșarea este așezată plat, ceea ce reduce la minimum orice scurgere suplimentară de la instalare.

Să vorbim despre numerele din lumea reală pentru a concretiza acest lucru. Un studiu de performanță a etanșărilor industriale din 2022 a constatat că etanșările care funcționează cu o curățare mai mare de 0,007 inchi au avut o rată de eșec cu 65% mai mare decât etanșările funcționate în limitele toleranțelor recomandate. În special, pentru AES T04, acest număr crește la 72% din cauza designului lor rigid al feței de etanșare - spre deosebire de unele dintre alternativele flexibile, fețele AES T04 nu se auto-ajustează la fel de mult, așa că curajul le lovește mai greu. Tocmai de aceea le spun clienților: dacă aveți o aplicație critică în care defecțiunea etanșării înseamnă timp de nefuncționare (care costă mii pe oră), nu săriți niciodată verificarea de epuizare înainte de a instala un AES T04.

De asemenea, sunt întrebat dacă diferite fluide de proces modifică modul în care runout afectează etanșările AES T04. Răspuns scurt: da. De exemplu, fluidele abrazive, cum ar fi nămolurile sau apa murdară, agravează scurgerea. Când fețele de etanșare nu sunt paralele, particulele abrazive pot rămâne prinse în spațiu, zgâriind ambele fețe și accelerând uzura. Etanșările în aceste aplicații au nevoie de toleranțe și mai strânse la deformare - până la 0,003 inchi - deoarece particulele abrazive acționează ca șmirghel ori de câte ori etanșarea nu se etanșează perfect. Pentru fluide curate, neabrazive, cum ar fi apa sau uleiul ușor, AES T04 poate face față puțin mai multă curgere, până la 0,005 inchi, dar nu mai mult de atât.

Dar greșelile obișnuite pe care le fac oamenii atunci când depanează defecțiunile sigiliului? Îl văd tot timpul: o pompă curge, cineva dă vina pe etanșare, o înlocuiește, iar cea nouă eșuează în decurs de o săptămână - nimeni nu verifică scurgerea. Este ca și cum ai schimba uleiul într-o mașină în fiecare săptămână pentru că ledul de verificare a motorului este aprins, fără să-ți dai seama că ai alternatorul stricat. Runout este un ucigaș tăcut al etanșărilor mecanice și este adesea cauza principală a defecțiunilor pe care oamenii le atribuie greșit materialului de etanșare prost sau instalării proaste.

Dacă lucrați cu etanșări AES T04 și aveți de-a face cu o curățare constantă, iată lista mea de verificare pas cu pas pentru a o remedia: 1) Măsurați curățarea radială și axială cu un indicator cadran la locul de montare a etanșării, nu doar în altă parte pe arbore (deformarea poate varia de-a lungul lungimii arborelui). 2) Dacă curgerea este peste valoarea maximă pentru aplicația dvs., inspectați rulmenții pentru uzură, verificați dreptatea arborelui și confirmați alinierea pompei cu motorul. 3) Dacă nu puteți fixa imediat arborele, treceți la o etanșare flexibilă, cum ar fi garniturile mecanice FX RO2, pentru a trece prin oprire. 4) Odată ce arborele este fixat, reveniți la etanșările AES T04 dacă sunt potrivite pentru aplicația dvs. - sunt fiabile atunci când curățarea este în limitele specificațiilor.

La sfârșitul zilei, curățarea arborelui nu este ceva ce poți ignora când vine vorba de etanșările mecanice AES T04. Afectează totul, de la durata de viață a etanșării la ratele de scurgere până la acumularea de căldură și este una dintre cele mai frecvente cauze evitabile ale defecțiunii etanșării. Cheia este să o măsurați în avans, să fixați arborele dacă puteți și să utilizați alternative flexibile ca soluție temporară atunci când este necesar. Dacă aveți de-a face cu probleme de etanșare AES T04 sau doriți să vorbiți despre găsirea etanșării potrivite pentru aplicația dvs. - indiferent dacă aveți nevoie de un AES T04 standard, una dintre opțiunile noastre flexibile de rezervă, cum ar fi etanșarea mecanică Burgmann H74D, sau ceva între ele - contactați-ne. Avem ani de experiență în a ajuta clienții industriali să rezolve problemele de rulare a arborelui și de performanță a etanșării și suntem bucuroși să parcurgem aplicația dvs. specifică împreună cu dvs.

Referințe

1. Institutul Hidraulic. (2021). Ghid de performanță a etanșării echipamentelor rotative. Presa Institutului Hidraulic.
2. Institutul American de Petrol. (2022). API 682: Standard pentru etanșări mecanice pentru pompe. Servicii de publicare API.
3. Jurnalul de tehnologie a etanșării mecanice. (2022). Efectele curgerii arborelui asupra uzurii și scurgerii feței etanșării mecanice. Vol. 18, nr. 3, p. 45-52.
4. Revista Pompe și Sisteme. (2023). Probleme comune de dezaliniere a arborelui la pompele industriale. Penton Media.