Sappiamo che una tenuta meccanica dovrebbe funzionare finché il carbone non si consuma, ma la nostra esperienza ci dimostra che questo non accade mai con la tenuta originale installata nella pompa. Acquistiamo una nuova tenuta meccanica costosa e anche quella non si usura. Quindi la nuova tenuta è stata uno spreco di denaro?
Non proprio. Qui stai facendo qualcosa che sembra logico, stai cercando di risolvere il problema della guarnizione acquistandone una diversa, ma è come cercare di far fare una bella verniciatura a un'auto comprando una buona marca di vernice.
Se vuoi verniciare bene un'automobile, devi fare quattro cose: preparare la carrozzeria (riparazione della lamiera, rimozione della ruggine, levigatura, mascheratura, ecc.); acquistare una buona marca di vernice (non tutte le vernici sono uguali); applicare la vernice correttamente (con la giusta pressione dell'aria, senza gocce o colature e con frequenti levigature tra il primer e la finitura); e prendersi cura della vernice dopo l'applicazione (lavarla, cerarla e riporla in garage).
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Se hai eseguito correttamente queste quattro operazioni, quanto può durare la verniciatura di un'auto? Ovviamente per anni. Esci e guarda le auto che passano e vedrai prove di persone che non seguono queste quattro procedure. In effetti, è così raro che quando vediamo un'auto vecchia che ha un bell'aspetto, la fissiamo.
Anche per garantire una buona durata della guarnizione sono necessari quattro passaggi. Dovrebbero essere ovvi, ma vediamoli comunque.
Preparare la pompa per la guarnizione: questo è il lavoro sulla carrozzeria
Acquista una buona guarnizione – la buona vernice
Installare correttamente la guarnizione – applicare correttamente la vernice
Applicare il corretto controllo ambientale se necessario (e probabilmente lo è) – anche lavare e cerare
Esamineremo ciascuno di questi argomenti in dettaglio e, auspicabilmente, inizieremo ad aumentare la durata delle nostre tenute meccaniche fino al punto in cui la maggior parte di esse si usura. Queste informazioni si riferiscono alle pompe centrifughe, ma possono essere applicate anche a qualsiasi tipo di apparecchiatura rotante, inclusi miscelatori e agitatori.
Preparare la pompa per la guarnizione
Per prepararsi, è consigliabile effettuare un allineamento tra la pompa e il driver utilizzando un allineatore laser. Un adattatore per telaio a "C" o a "D" è una scelta ancora migliore.
Successivamente, si procede al bilanciamento dinamico del gruppo rotante, operazione che può essere eseguita utilizzando la maggior parte delle apparecchiature di analisi delle vibrazioni, ma se non si dispone del programma, è opportuno consultare il fornitore. È necessario assicurarsi che l'albero non sia piegato e che venga ruotato tra i centri.
È consigliabile evitare i manicotti dell'albero, poiché un albero pieno ha meno probabilità di flettersi ed è molto meglio per una tenuta meccanica; inoltre, è consigliabile cercare di ridurre la sollecitazione del tubo ove possibile.
Utilizzare una pompa con design "center line" se la temperatura del prodotto è superiore a 100 °C, poiché ciò ridurrà alcuni problemi di deformazione delle tubazioni in corrispondenza della pompa. Inoltre, utilizzare pompe con un basso rapporto lunghezza/diametro dell'albero. Questo è estremamente importante per le pompe a servizio intermittente.
Utilizzare una cassa stoppa sovradimensionata, evitare design conici e lasciare ampio spazio alla tenuta. Cercare di rendere la superficie della cassa stoppa il più perpendicolare possibile all'albero, cosa che si può fare utilizzando utensili di spianatura, e ridurre le vibrazioni utilizzando qualsiasi tecnica a propria conoscenza.
È fondamentale evitare che la pompa caviti, poiché le superfici di tenuta potrebbero aprirsi e danneggiarsi. Anche in caso di interruzione di corrente alla pompa mentre è in funzione, si possono verificare colpi d'ariete, quindi è necessario adottare misure preventive per evitare questi problemi.
Ci sono alcune cose che devono essere controllate quando si prepara la pompa per la tenuta, tra cui: che la massa del piedistallo della pompa/motore sia almeno cinque volte la massa dell'hardware appoggiato su di esso; che ci siano dieci diametri di tubo tra l'aspirazione della pompa e il primo gomito; e che la piastra di base sia livellata e cementata in posizione.
Mantenere la girante aperta regolata per ridurre le vibrazioni e i problemi di ricircolo interno, assicurarsi che i cuscinetti abbiano la giusta quantità di lubrificante e che acqua e solidi non penetrino nella cavità del cuscinetto. È inoltre consigliabile sostituire le guarnizioni a grasso o a labbro con guarnizioni a labirinto o frontali.
Assicuratevi di evitare tubi di ricircolo in mandata collegati alla cassa premistoppa; nella maggior parte dei casi, il ricircolo in aspirazione sarà migliore. Se la pompa è dotata di anelli di usura, assicuratevi di controllarne anche il gioco.
Le ultime cose da fare durante la preparazione della pompa sono assicurarsi che le parti a contatto con il liquido siano realizzate con materiali resistenti alla corrosione, poiché detergenti e solventi nelle tubazioni a volte causano problemi che il progettista non aveva previsto.
Quindi sigillare l'eventuale aria che potrebbe fuoriuscire dal lato di aspirazione della pompa e rimuovere quella che potrebbe essere rimasta intrappolata nella voluta.
Acquista un buon sigillo
Utilizzate design bilanciati idraulicamente che tengano sia in pressione che in vuoto e, se intendete utilizzare un elastomero nella guarnizione, provate a usare un o-ring. Questa è la forma migliore per molti motivi, ma non lasciate che nessuno carichi l'o-ring a molla, altrimenti non si fletterà o rotolerà come dovrebbe.
Si dovrebbero utilizzare anche guarnizioni anti-sfregamento, poiché l'sfregamento dell'albero è una delle principali cause di guasti prematuri delle guarnizioni.
Le tenute fisse (in cui le molle non ruotano con l'albero) sono migliori delle tenute rotanti (in cui le molle ruotano) per sigillare le emissioni fuggitive e qualsiasi altro fluido. Se la tenuta ha molle piccole, tenetele lontane dal fluido, altrimenti si intaseranno facilmente. Esistono molti modelli di tenute che presentano questa caratteristica anti-intasamento.
Una superficie dura e ampia è ideale per il movimento radiale che vediamo nelle applicazioni dei miscelatori e per quelle guarnizioni che sono fisicamente posizionate molto lontano dai cuscinetti.
Sarà inoltre necessario un qualche tipo di smorzamento delle vibrazioni per le guarnizioni a soffietto metalliche ad alta temperatura, poiché sono prive dell'elastomero che normalmente svolge tale funzione.
Utilizzare design che mantengano il fluido di tenuta a livello del diametro esterno della guarnizione, altrimenti la forza centrifuga lancerà solidi sulle facce sovrapposte, limitandone il movimento in caso di usura del carbone. Si consiglia inoltre di utilizzare carbone non caricato per le facce di tenuta, poiché è il tipo migliore e il costo non è eccessivo.
Inoltre, assicuratevi di saper identificare tutti i materiali delle guarnizioni, perché è impossibile risolvere i problemi di un "materiale misterioso".
Non lasciare che il fornitore ti dica che il suo materiale è proprietario e, se questo è il suo atteggiamento, trova un altro fornitore o produttore, altrimenti ti meriti tutti i problemi che avrai.
Cercare di tenere gli elastomeri lontani dalla superficie di tenuta. L'elastomero è la parte della tenuta più sensibile al calore e la temperatura massima si verifica sulle superfici.
Qualsiasi prodotto pericoloso o costoso dovrebbe essere sigillato con doppie guarnizioni. Assicuratevi che il bilanciamento idraulico sia in entrambe le direzioni, altrimenti rischiate che una delle facce si apra in caso di inversione di pressione o sovrapressione.
Infine, se il progetto prevede un pezzo di carbonio pressato in un supporto metallico, assicuratevi che il pezzo sia stato pressato e non "ristretto". Il carbonio pressato si taglierà per adattarsi alle irregolarità del supporto metallico, contribuendo a mantenere piatte le superfici lappate.
Installare correttamente la guarnizione
Le guarnizioni a cartuccia sono l'unica soluzione sensata se si desidera apportare modifiche alla girante e sono molto più semplici da installare perché non è necessario realizzare una stampa o prendere misure per ottenere il carico frontale corretto.
Le guarnizioni doppie della cartuccia devono avere un anello di pompaggio incorporato e, ove possibile, si dovrebbe usare un fluido tampone (pressione inferiore) tra le guarnizioni per evitare problemi di diluizione del prodotto.
Evitare qualsiasi tipo di olio come fluido tampone a causa del suo basso calore specifico e della sua scarsa conduttività.
Durante l'installazione, mantenere la tenuta il più vicino possibile ai cuscinetti. Di solito c'è spazio sufficiente per estrarre la tenuta dalla cassa premistoppa e quindi utilizzare l'area della cassa premistoppa per installare una boccola di supporto che aiuti a stabilizzare l'albero rotante.
A seconda dell'applicazione, sarà necessario decidere se questa boccola di supporto debba essere trattenuta assialmente.
Le guarnizioni divise sono adatte anche a qualsiasi applicazione che non richieda doppie guarnizioni o sigillature per emissioni fuggitive (perdite misurate in parti per milione).
Le guarnizioni divise sono l'unica soluzione da utilizzare sulle pompe a doppia estremità, altrimenti sarà necessario sostituire entrambe le guarnizioni quando solo una si rompe.
Consentono inoltre di sostituire le guarnizioni senza dover effettuare un riallineamento con il driver della pompa.
Non lubrificare le superfici di tenuta durante l'installazione ed evitare che corpi solidi penetrino nelle superfici lappate. Se presente un rivestimento protettivo sulle superfici di tenuta, assicurarsi di rimuoverlo prima dell'installazione.
Se si tratta di una tenuta a soffietto in gomma, è necessario un lubrificante speciale che ne garantisca l'adesione all'albero. Normalmente si tratta di un fluido a base di petrolio, ma è possibile verificare con il proprio fornitore per esserne certi. Le tenute a soffietto in gomma richiedono inoltre una finitura dell'albero non superiore a 40 RMS, altrimenti la gomma avrà difficoltà ad aderire all'albero.
Infine, in caso di installazione in un'applicazione verticale, assicurarsi di sfiatare la camera di premistoppa in corrispondenza delle superfici di tenuta. Potrebbe essere necessario installare questo sfiato se il produttore della pompa non lo ha mai fornito.
Molte guarnizioni a cartuccia hanno uno sfiato incorporato che può essere collegato all'aspirazione della pompa o ad altri punti a bassa pressione nel sistema.
Prenditi cura del sigillo
L'ultimo passo per garantire una buona durata della tenuta è prendersene cura costantemente. Le tenute preferiscono sigillare un liquido fresco, pulito e lubrificante e, sebbene raramente ne abbiamo uno da sigillare, forse è possibile applicare un controllo ambientale nell'area della cassa premistoppa per trasformare il prodotto in uno di questi.
Se si utilizza una camera premistoppa rivestita, assicurarsi che la camicia sia pulita. Condensa e vapore sono i fluidi migliori per la circolazione attraverso la camicia.
Provare a installare una boccola in carbonio all'estremità della scatola premistoppa, in modo da fungere da barriera termica e aiutare a stabilizzare la temperatura della scatola premistoppa.
Il lavaggio è il metodo di controllo ambientale definitivo, poiché diluisce il prodotto, ma se si utilizza la guarnizione corretta, non sarà necessario molto lavaggio. 18 o 19 litri all'ora (nota: ho detto ora, non minuto) dovrebbero essere sufficienti per quel tipo di guarnizione.
È inoltre opportuno mantenere il fluido in movimento nella camera di tenuta per evitare l'accumulo di calore. Il ricircolo per aspirazione rimuoverà i solidi più pesanti del prodotto da sigillare.
Poiché questa è la condizione più comune per i fanghi, usate il ricircolo per aspirazione come standard. Inoltre, imparate quando non utilizzarlo.
Il ricircolo di scarico consente di aumentare la pressione nella camera di tenuta per evitare che il fluido vaporizzi tra le superfici lappate. Evitare di dirigere la linea di ricircolo verso le superfici lappate, poiché potrebbe danneggiarle. Se si utilizza un soffietto metallico, la linea di ricircolo può fungere da sabbiatrice e tagliare le sottili piastre del soffietto.
Se il prodotto è troppo caldo, raffreddare l'area del premistoppa. È importante ricordare che questi controlli ambientali sono spesso più importanti quando la pompa è ferma, poiché le temperature di ammollo e il raffreddamento in fase di arresto possono modificare drasticamente la temperatura del premistoppa, causando un cambiamento di stato del prodotto.
I prodotti pericolosi richiederanno una guarnizione di tipo API. se si sceglie di non utilizzare tenute doppie. La boccola di sicurezza, parte della configurazione API., proteggerà la guarnizione da danni fisici in caso di perdita di un cuscinetto durante il funzionamento della pompa.
Assicurarsi che i collegamenti API siano eseguiti correttamente. È facile confondere le quattro porte e far entrare la linea di lavaggio o di ricircolo nella porta di raffreddamento.
Cercare di non immettere troppo vapore o acqua attraverso il raccordo di raffreddamento, altrimenti entrerà nella cassa del cuscinetto. Una perdita dal raccordo di scarico è spesso percepita dagli operatori come un guasto della guarnizione. Assicurarsi che conoscano la differenza.
Implementazione di questi suggerimenti per la tenuta
Qualcuno fa mai tutte queste quattro cose? Purtroppo no. Se lo facessimo, l'85 o il 90% delle nostre guarnizioni si usurerebbe, invece del 10 o 15% che si consuma. La guarnizione prematuramente guasta con abbondante superficie di carbonio residua continua a essere la regola.
La scusa più comune che sentiamo per spiegare la scarsa durata delle nostre guarnizioni è che non c'è mai tempo per fare le cose per bene, seguita dal luogo comune: "Ma c'è sempre tempo per ripararle". Molti di noi adottano uno o due accorgimenti necessari e notano un aumento della durata delle guarnizioni. Non c'è niente di male nell'aumentare la durata delle guarnizioni, ma questo è ben lontano dall'usurarle.
Pensateci un attimo. Se la guarnizione dura un anno, quanto può essere grave il problema? La temperatura non può essere troppo alta o la pressione troppo elevata. Se così fosse, non ci vorrebbe un anno per guastare la guarnizione. Per lo stesso motivo, il prodotto non può essere troppo sporco.
Spesso scopriamo che il problema è semplicemente dovuto al design di una guarnizione che danneggia l'albero, causando una perdita attraverso la bussola o l'albero danneggiato. Altre volte scopriamo che la causa è il lavaggio utilizzato per pulire le linee una volta all'anno, e nessuno cambia i materiali delle guarnizioni per contrastare questa minaccia ai componenti delle guarnizioni.
Data di pubblicazione: 25 agosto 2023