Hi ha molts tipus diferents d'equips que requereixen segellar un eix giratori que passa per una carcassa estacionària.Dos exemples habituals són les bombes i els mescladors (o agitadors).Mentre que el bàsic
Els principis de segellat de diferents equips són similars, hi ha distincions que requereixen diferents solucions.Aquest malentès ha provocat conflictes com la invocació de l'American Petroleum Institute
(API) 682 (estàndard de segell mecànic de la bomba) quan s'especifiquen segells per a mescladors.Quan es consideren els segells mecànics per a bombes versus mescladors, hi ha algunes diferències òbvies entre les dues categories.Per exemple, les bombes sospeses tenen distàncies més curtes (normalment es mesuren en polzades) des de l'impulsor fins al coixinet radial en comparació amb un mesclador d'entrada superior típic (normalment es mesura en peus).
Aquesta llarga distància sense suport es tradueix en una plataforma menys estable amb major desnivell radial, desalineació perpendicular i excentricitat que les bombes.L'augment del desgast de l'equip planteja alguns reptes de disseny per als segells mecànics.Què passa si la deflexió de l'eix fos purament radial?El disseny d'un segell per a aquesta condició es podria aconseguir fàcilment augmentant les separacions entre els components giratoris i estacionaris juntament amb l'eixamplament de les superfícies de funcionament de la cara del segell.Com es sospita, els problemes no són tan senzills.La càrrega lateral dels impulsors, allà on es troben a l'eix del mesclador, imparteix una deflexió que es tradueix a través del segell fins al primer punt de suport de l'eix: el coixinet radial de la caixa de canvis.A causa de la deflexió de l'eix juntament amb el moviment del pèndol, la deflexió no és una funció lineal.
Això tindrà un component radial i un angular que crea una desalineació perpendicular al segell que pot causar problemes al segell mecànic.La deflexió es pot calcular si es coneixen els atributs clau de l'eix i la càrrega de l'eix.Per exemple, l'API 682 estableix que la deflexió radial de l'eix a les cares del segell d'una bomba ha de ser igual o inferior a 0,002 polzades de lectura total indicada (TIR) en les condicions més severes.Els rangs normals d'un mesclador d'entrada superior estan entre 0,03 i 0,150 polzades TIR.Els problemes dins del segell mecànic que es poden produir a causa d'una deflexió excessiva de l'eix inclouen un augment del desgast dels components del segell, components giratoris que entren en contacte amb components estacionaris danyosos, rodament i pessigament de l'anell tòric dinàmic (provocant una fallada en espiral de l'anell tòric o la cara penjada). ).Tot això pot provocar una reducció de la vida útil del segell.A causa del moviment excessiu inherent als mescladors, els segells mecànics poden presentar més fuites en comparació amb similars.segells de bomba, que pot provocar que el segell s'estiri innecessàriament i/o fins i tot fallades prematures si no es controla de prop.
Hi ha casos en què es treballa estretament amb els fabricants d'equips i s'entén el disseny de l'equip en què es pot incorporar un coixinet d'elements rodants als cartutxos de segellat per limitar l'angularitat a les cares de segell i mitigar aquests problemes.S'ha de tenir cura d'implementar el tipus de coixinet adequat i que s'entenguin completament les possibles càrregues del coixinet o el problema podria empitjorar o fins i tot crear un nou problema, amb l'addició d'un coixinet.Els venedors de segells haurien de treballar estretament amb els fabricants d'OEM i de coixinets per garantir un disseny adequat.
Les aplicacions de segellat del mesclador solen ser de baixa velocitat (de 5 a 300 girs per minut [rpm]) i no poden utilitzar alguns mètodes tradicionals per mantenir frescos els fluids de barrera.Per exemple, en un pla 53A per a segells dobles, la circulació del fluid de barrera es proporciona mitjançant una funció de bombeig interna com un cargol de bombeig axial.El repte és que la funció de bombeig es basa en la velocitat de l'equip per generar flux i les velocitats típiques de mescla no són prou altes per generar cabals útils.La bona notícia és que la calor generada per la cara del segell no és generalment el que fa que la temperatura del fluid de barrera augmenti en unsegell del mesclador.És el remull tèrmic del procés que pot provocar un augment de les temperatures del fluid de barrera, així com fer que els components de segellat, les cares i els elastòmers més baixos, per exemple, siguin vulnerables a altes temperatures.Els components inferiors del segell, com ara les cares del segell i les juntes tòriques, són més vulnerables a causa de la proximitat al procés.No és la calor la que danya directament les cares del segell, sinó la viscositat reduïda i, per tant, la lubricitat del fluid de barrera a les cares inferiors del segell.Una mala lubricació provoca danys a la cara a causa del contacte.Es poden incorporar altres característiques de disseny al cartutx de segell per mantenir baixes les temperatures de barrera i protegir els components del segell.
Els segells mecànics per a mescladors es poden dissenyar amb bobines de refrigeració internes o jaquetes que estiguin en contacte directe amb el fluid de barrera.Aquestes característiques són un sistema de llaç tancat, de baixa pressió i de baix cabal que fa circular aigua de refrigeració per ells actuant com un intercanviador de calor integral.Un altre mètode és utilitzar una bobina de refrigeració al cartutx de segellat entre els components inferiors del segell i la superfície de muntatge de l'equip.Una bobina de refrigeració és una cavitat per la qual pot fluir l'aigua de refrigeració a baixa pressió per crear una barrera aïllant entre el segell i el recipient per limitar la remull de calor.Una bobina de refrigeració dissenyada correctament pot evitar temperatures excessives que poden provocar danyscares de segelli elastòmers.El remull de calor del procés fa que la temperatura del fluid de barrera augmenti.
Aquestes dues característiques de disseny es poden utilitzar conjuntament o individualment per ajudar a controlar les temperatures al segell mecànic.Molt sovint, els segells mecànics per a mescladors s'especifiquen per complir amb l'API 682, 4a edició, Categoria 1, tot i que aquestes màquines no compleixen els requisits de disseny de l'API 610/682 funcionalment, dimensionalment i/o mecànicament.Això pot ser perquè els usuaris finals estan familiaritzats i còmodes amb l'API 682 com a especificació de segell i no coneixen algunes de les especificacions de la indústria que són més aplicables a aquestes màquines/segells.Process Industry Practices (PIP) i Deutsches Institut fur Normung (DIN) són dos estàndards de la indústria que són més adequats per a aquests tipus de segells: els estàndards DIN 28138/28154 s'han especificat durant molt de temps per als fabricants de mescladors a Europa i PIP RESM003 s'ha utilitzat com a un requisit d'especificació per a segells mecànics en equips de mescla.Fora d'aquestes especificacions, no hi ha estàndards de la indústria comunament practicats, cosa que condueix a una gran varietat de dimensions de la cambra de segellat, toleràncies de mecanitzat, deflexió de l'eix, dissenys de caixa de canvis, arranjaments de coixinets, etc., que varia d'OEM a OEM.
La ubicació i la indústria de l'usuari determinaran en gran mesura quina d'aquestes especificacions seria la més adequada per al seu llocsegells mecànics del mesclador.L'especificació de l'API 682 per a un segell de mesclador pot suposar una despesa i una complicació addicionals innecessàries.Tot i que és possible incorporar un segell bàsic qualificat per API 682 a una configuració de mesclador, aquest enfocament sol comportar un compromís tant pel que fa al compliment de l'API 682 com en la idoneïtat del disseny per a aplicacions de mesclador.La imatge 3 mostra una llista de diferències entre un segell de categoria 1 API 682 i un segell mecànic de mesclador típic
Hora de publicació: 26-octubre-2023