Segel udara pompa booster ganda, yang diadaptasi dari teknologi segel udara kompresor, lebih umum digunakan di industri segel poros.Segel ini memberikan nol pembuangan cairan yang dipompa ke atmosfer, mengurangi hambatan gesekan pada poros pompa dan bekerja dengan sistem pendukung yang lebih sederhana.Manfaat ini memberikan biaya siklus hidup solusi yang lebih rendah secara keseluruhan.
Segel ini bekerja dengan memasukkan sumber gas bertekanan eksternal antara permukaan penyegelan bagian dalam dan luar.Topografi tertentu dari permukaan penyegelan memberikan tekanan tambahan pada gas penghalang, menyebabkan permukaan penyegelan terpisah, menyebabkan permukaan penyegelan mengapung di lapisan film gas.Kerugian gesekan rendah karena permukaan perapat tidak lagi bersentuhan.Gas penghalang melewati membran dengan laju aliran rendah, mengkonsumsi gas penghalang dalam bentuk kebocoran, yang sebagian besar bocor ke atmosfer melalui permukaan segel luar.Residunya meresap ke dalam ruang segel dan akhirnya terbawa oleh aliran proses.
Semua segel kedap udara ganda memerlukan cairan bertekanan (cairan atau gas) antara permukaan dalam dan luar rakitan segel mekanis.Sistem pendukung diperlukan untuk menyalurkan cairan ini ke seal.Sebaliknya, dalam segel ganda bertekanan berpelumas cairan, cairan penghalang bersirkulasi dari reservoir melalui segel mekanis, di mana ia melumasi permukaan segel, menyerap panas, dan kembali ke reservoir di mana ia perlu membuang panas yang diserap.Sistem pendukung segel ganda tekanan fluida ini rumit.Beban termal meningkat seiring dengan tekanan dan suhu proses dan dapat menyebabkan masalah keandalan jika tidak dihitung dan diatur dengan benar.
Sistem pendukung segel ganda udara bertekanan hanya memakan sedikit ruang, tidak memerlukan air pendingin, dan memerlukan sedikit perawatan.Selain itu, jika sumber gas pelindung tersedia, keandalannya tidak bergantung pada tekanan dan suhu proses.
Karena semakin banyaknya penggunaan segel udara pompa tekanan ganda di pasar, American Petroleum Institute (API) menambahkan Program 74 sebagai bagian dari publikasi API 682 edisi kedua.
74 Sistem pendukung program biasanya berupa seperangkat alat pengukur dan katup yang dipasang di panel yang membersihkan gas penghalang, mengatur tekanan hilir, dan mengukur tekanan dan aliran gas ke segel mekanis.Mengikuti jalur gas penghalang melalui panel Plan 74, elemen pertama adalah katup periksa.Hal ini memungkinkan pasokan gas penghalang diisolasi dari segel untuk penggantian elemen filter atau pemeliharaan pompa.Gas penghalang kemudian melewati filter penggabungan berukuran 2 hingga 3 mikrometer (µm) yang memerangkap cairan dan partikulat yang dapat merusak fitur topografi permukaan segel, sehingga menciptakan lapisan gas pada permukaan permukaan segel.Ini diikuti oleh pengatur tekanan dan manometer untuk mengatur tekanan pasokan gas penghalang ke segel mekanis.
Segel gas pompa tekanan ganda memerlukan tekanan pasokan gas penghalang untuk memenuhi atau melampaui tekanan diferensial minimum di atas tekanan maksimum di ruang segel.Penurunan tekanan minimum ini bervariasi menurut produsen dan jenis segel, namun biasanya sekitar 30 pon per inci persegi (psi).Sakelar tekanan digunakan untuk mendeteksi masalah apa pun pada tekanan pasokan gas penghalang dan membunyikan alarm jika tekanan turun di bawah nilai minimum.
Pengoperasian seal dikendalikan oleh penghalang aliran gas menggunakan flow meter.Penyimpangan dari laju aliran gas segel yang dilaporkan oleh produsen segel mekanis menunjukkan penurunan kinerja penyegelan.Berkurangnya aliran gas penghalang mungkin disebabkan oleh rotasi pompa atau migrasi fluida ke permukaan seal (dari gas penghalang atau fluida proses yang terkontaminasi).
Seringkali, setelah kejadian seperti itu, terjadi kerusakan pada permukaan penyegelan, dan kemudian aliran gas penghalang meningkat.Lonjakan tekanan pada pompa atau hilangnya sebagian tekanan gas penghalang juga dapat merusak permukaan perapat.Alarm aliran tinggi dapat digunakan untuk menentukan kapan intervensi diperlukan untuk memperbaiki aliran gas tinggi.Titik yang dikehendaki untuk alarm aliran tinggi biasanya berkisar antara 10 hingga 100 kali aliran gas penghalang normal, biasanya tidak ditentukan oleh produsen segel mekanis, namun bergantung pada seberapa banyak kebocoran gas yang dapat ditoleransi oleh pompa.
Secara tradisional, flowmeter pengukur variabel telah digunakan dan tidak jarang flowmeter rentang rendah dan tinggi dihubungkan secara seri.Sakelar aliran tinggi kemudian dapat dipasang pada pengukur aliran rentang tinggi untuk memberikan alarm aliran tinggi.Pengukur aliran area variabel hanya dapat dikalibrasi untuk gas tertentu pada suhu dan tekanan tertentu.Saat beroperasi dalam kondisi lain, seperti fluktuasi suhu antara musim panas dan musim dingin, laju aliran yang ditampilkan tidak dapat dianggap sebagai nilai akurat, namun mendekati nilai sebenarnya.
Dengan dirilisnya API 682 edisi ke-4, pengukuran aliran dan tekanan telah berpindah dari analog ke digital dengan pembacaan lokal.Pengukur aliran digital dapat digunakan sebagai pengukur aliran area variabel, yang mengubah posisi pelampung menjadi sinyal digital, atau pengukur aliran massa, yang secara otomatis mengubah aliran massa menjadi aliran volume.Fitur yang membedakan pemancar aliran massa adalah bahwa mereka memberikan keluaran yang mengkompensasi tekanan dan suhu untuk menghasilkan aliran sebenarnya dalam kondisi atmosfer standar.Kerugiannya adalah perangkat ini lebih mahal dibandingkan flowmeter area variabel.
Masalah dengan menggunakan pemancar aliran adalah menemukan pemancar yang mampu mengukur aliran gas penghalang selama operasi normal dan pada titik alarm aliran tinggi.Sensor aliran memiliki nilai maksimum dan minimum yang dapat terbaca secara akurat.Antara aliran nol dan nilai minimum, aliran keluaran mungkin tidak akurat.Masalahnya adalah ketika laju aliran maksimum untuk model transduser aliran tertentu meningkat, laju aliran minimum juga meningkat.
Salah satu solusinya adalah dengan menggunakan dua pemancar (satu frekuensi rendah dan satu frekuensi tinggi), namun ini merupakan pilihan yang mahal.Metode kedua adalah dengan menggunakan sensor aliran untuk rentang aliran operasi normal dan menggunakan sakelar aliran tinggi dengan pengukur aliran analog rentang tinggi.Komponen terakhir yang dilewati gas penghalang adalah katup periksa sebelum gas penghalang meninggalkan panel dan terhubung ke segel mekanis.Hal ini diperlukan untuk mencegah aliran balik cairan yang dipompa ke panel dan kerusakan instrumen jika terjadi gangguan proses yang tidak normal.
Katup periksa harus memiliki tekanan pembukaan yang rendah.Jika pemilihannya salah, atau jika segel udara pada pompa bertekanan ganda memiliki aliran gas penghalang yang rendah, terlihat bahwa denyut aliran gas penghalang disebabkan oleh pembukaan dan pemasangan kembali katup periksa.
Umumnya, nitrogen tanaman digunakan sebagai gas penghalang karena mudah didapat, inert dan tidak menyebabkan reaksi kimia yang merugikan pada cairan yang dipompa.Gas inert yang tidak tersedia, seperti argon, juga dapat digunakan.Dalam kasus di mana tekanan gas pelindung yang diperlukan lebih besar dari tekanan nitrogen pabrik, penambah tekanan dapat meningkatkan tekanan dan menyimpan gas bertekanan tinggi dalam penerima yang terhubung ke saluran masuk panel Plan 74.Botol nitrogen dalam kemasan umumnya tidak disarankan karena memerlukan penggantian silinder kosong secara terus-menerus dengan silinder penuh.Jika kualitas segel menurun, botol dapat segera dikosongkan, menyebabkan pompa berhenti untuk mencegah kerusakan lebih lanjut dan kegagalan segel mekanis.
Berbeda dengan sistem penghalang cair, sistem pendukung Plan 74 tidak memerlukan jarak dekat dengan segel mekanis.Satu-satunya peringatan di sini adalah bagian memanjang dari tabung berdiameter kecil.Penurunan tekanan antara panel Plan 74 dan seal dapat terjadi di dalam pipa selama periode aliran tinggi (degradasi seal), sehingga mengurangi tekanan penghalang yang tersedia pada seal.Menambah ukuran pipa dapat mengatasi masalah ini.Biasanya, panel Plan 74 dipasang pada dudukan pada ketinggian yang nyaman untuk mengontrol katup dan membaca pembacaan instrumen.Braket dapat dipasang pada pelat dasar pompa atau di samping pompa tanpa mengganggu pemeriksaan dan pemeliharaan pompa.Menghindari bahaya tersandung pada pipa/pipa yang menghubungkan panel Plan 74 dengan segel mekanis.
Untuk pompa antar bantalan dengan dua segel mekanis, satu di setiap ujung pompa, tidak disarankan untuk menggunakan satu panel dan saluran keluar gas penghalang terpisah ke setiap segel mekanis.Solusi yang disarankan adalah menggunakan panel Plan 74 terpisah untuk setiap segel, atau panel Plan 74 dengan dua output, masing-masing dengan rangkaian pengukur aliran dan sakelar alirannya sendiri.Di daerah dengan musim dingin yang dingin, panel Plan 74 mungkin perlu melewati musim dingin.Hal ini dilakukan terutama untuk melindungi peralatan listrik panel, biasanya dengan membungkus panel di dalam kabinet dan menambahkan elemen pemanas.
Fenomena yang menarik adalah laju aliran gas penghalang meningkat seiring dengan menurunnya suhu pasokan gas penghalang.Hal ini biasanya tidak disadari, namun dapat terlihat jelas di tempat dengan musim dingin yang dingin atau perbedaan suhu yang besar antara musim panas dan musim dingin.Dalam beberapa kasus, mungkin perlu menyesuaikan titik setel alarm aliran tinggi untuk mencegah alarm palsu.Saluran udara panel dan pipa/pipa penghubung harus dibersihkan sebelum panel Plan 74 digunakan.Hal ini paling mudah dicapai dengan menambahkan katup ventilasi pada atau di dekat sambungan segel mekanis.Jika katup pembuangan tidak tersedia, sistem dapat dibersihkan dengan melepaskan tabung/tabung dari segel mekanis dan kemudian menyambungkannya kembali setelah pembersihan.
Setelah menyambungkan panel Plan 74 ke segel dan memeriksa kebocoran pada semua sambungan, pengatur tekanan kini dapat disesuaikan dengan tekanan yang disetel dalam aplikasi.Panel harus menyuplai gas penghalang bertekanan ke segel mekanis sebelum mengisi pompa dengan cairan proses.Segel dan panel Plan 74 siap digunakan ketika prosedur commissioning dan ventilasi pompa telah selesai.
Elemen filter harus diperiksa setelah satu bulan beroperasi atau setiap enam bulan jika tidak ditemukan kontaminasi.Interval penggantian filter akan tergantung pada kemurnian gas yang disuplai, namun tidak boleh lebih dari tiga tahun.
Tarif gas penghalang harus diperiksa dan dicatat selama inspeksi rutin.Jika denyut aliran udara penghalang yang disebabkan oleh pembukaan dan penutupan katup periksa cukup besar untuk memicu alarm aliran tinggi, nilai alarm ini mungkin perlu ditingkatkan untuk menghindari alarm palsu.
Langkah penting dalam dekomisioning adalah isolasi dan depresurisasi gas pelindung harus menjadi langkah terakhir.Pertama, isolasi dan kurangi tekanan pada casing pompa.Setelah pompa dalam kondisi aman, tekanan pasokan gas pelindung dapat dimatikan dan tekanan gas dikeluarkan dari pipa yang menghubungkan panel Plan 74 ke segel mekanis.Kuras semua cairan dari sistem sebelum memulai pekerjaan pemeliharaan apa pun.
Segel udara pompa tekanan ganda yang dipadukan dengan sistem pendukung Plan 74 memberi operator solusi segel poros tanpa emisi, investasi modal yang lebih rendah (dibandingkan dengan segel dengan sistem penghalang cairan), pengurangan biaya siklus hidup, jejak sistem pendukung yang kecil, dan persyaratan servis minimum.
Jika dipasang dan dioperasikan sesuai dengan praktik terbaik, solusi penahanan ini dapat memberikan keandalan jangka panjang dan meningkatkan ketersediaan peralatan berputar.
We welcome your suggestions on article topics and sealing issues so that we can better respond to the needs of the industry. Please send your suggestions and questions to sealsensequestions@fluidsealing.com.
Mark Savage adalah manajer grup produk di John Crane.Savage meraih gelar Bachelor of Science di bidang Teknik dari University of Sydney, Australia.Untuk informasi lebih lanjut kunjungi johncrane.com.
Waktu posting: 08-Sep-2022