Para comprender a fuga da bomba centrífuga, é importante comprender primeiro o funcionamento básico dunha bomba centrífuga.A medida que o fluxo entra polo ollo do impulsor da bomba e sube polas paletas do impulsor, o fluído está a unha presión máis baixa e a baixa velocidade.Cando o fluxo pasa pola voluta, a presión aumenta e a velocidade aumenta.O fluxo sae entón pola descarga, momento no que a presión é alta pero a velocidade diminúe.O fluxo que entra na bomba ten que saír da bomba.A bomba imparte carga (ou presión), o que significa que aumenta a enerxía do fluído da bomba.
Certos fallos de compoñentes dunha bomba centrífuga, como o acoplamento, as xuntas hidráulicas, estáticas e os rodamentos, provocarán que todo o sistema falle, pero aproximadamente o sesenta e nove por cento de todos os fallos da bomba resultan do mal funcionamento do dispositivo de selado.
A NECESIDADE DE SELLOS MECÁNICOS
Un selo mecánico é un dispositivo que se usa para controlar as fugas entre un eixe rotativo e un recipiente cheo de líquido ou gas.A súa principal responsabilidade é controlar as fugas.Todos os selos teñen fugas, para manter unha película fluída sobre toda a cara do selado mecánico.A fuga que sae polo lado atmosférico é bastante baixa;a fuga nun hidrocarburo, por exemplo, mídese cun medidor de VOC en partes/millón.
Antes de desenvolver os selos mecánicos, os enxeñeiros normalmente selaban unha bomba con embalaxe mecánica.A embalaxe mecánica, un material fibroso normalmente impregnado cun lubricante como o grafito, cortábase en seccións e enchíase o que se chamaba unha "presa de prensa".Despois engadiuse unha glándula de empaque
traseira para empaquetar todo.Dado que a empaquetadura está en contacto directo co eixe, require lubricación, pero aínda restará potencia.
Normalmente un "anel de lanterna" permite que se aplique auga de lavado á embalaxe.Esa auga, necesaria para lubricar e arrefriar o eixe, filtrarase ben ao proceso ou á atmosfera.Dependendo da súa aplicación, pode ter que:
· dirixir a auga de lavado lonxe do proceso para evitar a contaminación.
· Evitar que a auga do lavado se acumule no chan (spray), que é tanto unha preocupación para OSHA como para a limpeza.
· protexer a caixa de rodamentos da auga do lavado, que pode contaminar o aceite e eventualmente provocar un fallo dos rodamentos.
Como con todas as bombas, quererá probar a súa bomba para descubrir os custos anuais que require para funcionar.Unha bomba de embalaxe pode ser accesible para instalar e manter, pero se calculas cantos litros de auga consome por minuto ou por ano, podes sorprenderte co custo.Unha bomba de selado mecánico podería aforrarche moitos custos anuais.
Dada a xeometría xeral dun selo mecánico, en calquera lugar onde haxa unha xunta ou unha junta tórica, prodúcese un posible punto de fuga:
· Unha junta tórica (ou xunta) dinámica erosionada, desgastada ou con trastes mentres se move o selo mecánico.
· Suciedade ou contaminación entre os selos mecánicos.
· Unha operación fóra de deseño dentro dos selos mecánicos.
OS CINCO TIPOS DE FALLAS DO DISPOSITIVO DE SELLADO
Se a bomba centrífuga presenta unha fuga incontrolada, debe comprobar a fondo todas as causas potenciais para determinar se precisa reparación ou unha nova instalación.
1. Fallos Operativos
Descoidar o punto de mellor eficiencia: está a operar a bomba no punto de mellor eficiencia (BEP) nunha curva de rendemento?Cada bomba está deseñada con un
Punto de eficiencia específico.Cando opera a bomba fóra desa rexión, crea problemas co fluxo que fan que o sistema falle.
Cabeza de succión positiva neta insuficiente (NPSH): se non ten suficiente cabeza de succión para a súa bomba, o conxunto xiratorio pode volverse inestable, causar cavitación e producir un fallo do selado.
Funcionamento con cabeza morta: se configura a válvula de control demasiado baixa para estrangular a bomba, pode atragantar o fluxo.O fluxo atragantado provoca a recirculación dentro da bomba, que xera calor e promove un fallo do selado.
Funcionamento en seco e ventilación inadecuada do selo: unha bomba vertical é a máis susceptible xa que o selo mecánico está situado na parte superior.Se ten unha ventilación inadecuada, o aire pode quedar atrapado ao redor do selo e non poderá evacuar a caixa de atasco.O selo mecánico fallará pronto se a bomba segue funcionando nestas condicións.
Baixa marxe de vapor: son fluídos intermitentes;os hidrocarburos quentes brillarán unha vez expostos ás condicións atmosféricas.Cando a película fluída atravesa o selo mecánico, pode parpadear no lado atmosférico e provocar un fallo.Este fallo ocorre a miúdo cos sistemas de alimentación de caldeiras: auga quente a 250-280ºF flash coa caída de presión nas caras de selado.
2. Avarías mecánicas
O desalineamento do eixe, o desequilibrio do acoplamento e o desequilibrio do impulsor poden contribuír aos fallos do selado mecánico.Ademais, despois de instalar a bomba, se ten tubos desalineados atornillados a ela, impartirá moita tensión na bomba.Tamén cómpre evitar unha mala base: a base é segura?¿Está rejuntado correctamente?Tes o pé brando?Está atornillado correctamente?E por último, comprobe os rodamentos.Se a tolerancia dos rodamentos se desgasta, os eixes moveranse e provocarán vibracións na bomba.
3. Fallos dos compoñentes do selado
Tes un bo par tribolóxico (o estudo da fricción)?Escolleches as combinacións de cara correctas?Que pasa coa calidade do material da cara do selo?Son os seus materiais axeitados para a súa aplicación específica?Seleccionou os selados secundarios axeitados, como xuntas e juntas tóricas, que están preparados para ataques químicos e térmicos?Os seus resortes non deben estar obstruídos nin os seus foles corroídos.Por último, estea atento ás distorsións da cara pola presión ou a calor, xa que un selo mecánico baixo unha gran presión se inclinará e o perfil sesgado pode provocar unha fuga.
4. Fallos de deseño do sistema
Necesitas un arranxo de selado adecuado, xunto cun arrefriamento suficiente.Os sistemas duais teñen fluídos de barreira;o recipiente de selado auxiliar debe estar no lugar correcto, coa instrumentación e as tubaxes correctas.Debe ter en conta a lonxitude do tubo recto na succión: algúns sistemas de bomba máis antigos que adoitan vir como un patín empaquetado inclúen un cóbado de 90º na succión xusto antes de que o fluxo entre no ollo do impulsor.O cóbado provoca un fluxo turbulento que crea inestabilidades no conxunto xiratorio.Tamén hai que deseñarse correctamente todas as tubaxes de succión/descarga e derivación, especialmente se algúns tubos foron reparados nalgún momento ao longo dos anos.
5. Todo o demais
Outros factores diversos representan só preto do 8 por cento de todos os fallos.Por exemplo, ás veces esíxense sistemas auxiliares para proporcionar un ambiente operativo aceptable para un selo mecánico.Para facer referencia aos sistemas duais, necesitas un fluído auxiliar que actúe como barreira que impida que a contaminación ou o fluído do proceso se derrame ao ambiente.Non obstante, para a maioría dos usuarios, abordar unha das catro primeiras categorías terá a solución que necesitan.
CONCLUSIÓN
Os selos mecánicos son un factor importante na fiabilidade dos equipos rotativos.Son responsables das fugas e fallos do sistema, pero tamén indican problemas que eventualmente provocarían graves danos no camiño.A fiabilidade do selo vese moi afectada polo deseño do selo e o ambiente operativo.
Por Frank Rotello, enxeñeiro mecánico de Cummins-Wagner Co.,Inc.
Hora de publicación: 04-xan-2022