Untuk memahami kebocoran pompa sentrifugal, penting untuk terlebih dahulu memahami pengoperasian dasar pompa sentrifugal. Saat aliran masuk melalui lubang impeller pompa dan naik ke bilah impeller, fluida berada pada tekanan dan kecepatan rendah. Saat aliran melewati volute, tekanan meningkat dan kecepatan meningkat. Aliran kemudian keluar melalui pembuangan, di mana tekanan tinggi tetapi kecepatan melambat. Aliran yang masuk ke pompa harus keluar dari pompa. Pompa memberikan tekanan (atau head), yang berarti meningkatkan energi fluida pompa.
Kegagalan komponen tertentu pada pompa sentrifugal, seperti kopling, sambungan hidrolik, sambungan statis, dan bantalan, akan menyebabkan kegagalan keseluruhan sistem, tetapi sekitar enam puluh sembilan persen dari semua kegagalan pompa diakibatkan oleh kegagalan fungsi perangkat penyegel.
KEBUTUHAN UNTUK SEAL MEKANIK
Segel mekanisadalah perangkat yang digunakan untuk mengendalikan kebocoran antara poros yang berputar dan bejana berisi cairan atau gas. Tugas utamanya adalah mengendalikan kebocoran. Semua segel mengalami kebocoran—harus ada lapisan cairan yang menutupi seluruh permukaan segel mekanis. Kebocoran yang keluar dari sisi atmosfer cukup rendah; kebocoran pada Hidrokarbon, misalnya, diukur dengan meteran VOC dalam satuan bagian/juta.
Sebelum segel mekanis dikembangkan, para teknisi biasanya menyegel pompa dengan pengepakan mekanis. Pengepakan mekanis, bahan berserat yang biasanya diresapi dengan pelumas seperti grafit, dipotong menjadi beberapa bagian dan dimasukkan ke dalam apa yang disebut "kotak isian". Sebuah kelenjar pengepakan kemudian ditambahkan ke bagian belakang untuk mengemas semuanya. Karena pengepakan bersentuhan langsung dengan poros, maka pengepakan memerlukan pelumasan, tetapi tetap akan mengurangi tenaga kuda.
Biasanya, "cincin lentera" memungkinkan air pembilasan diaplikasikan ke dalam kemasan. Air tersebut, yang diperlukan untuk melumasi dan mendinginkan poros, akan bocor ke dalam proses atau ke atmosfer. Bergantung pada aplikasi Anda, Anda mungkin perlu:
- arahkan air pembilasan menjauh dari proses untuk menghindari kontaminasi.
- mencegah air bilas terkumpul di lantai (semprotan berlebih), yang merupakan perhatian OSHA sekaligus perhatian tata graha.
- melindungi kotak bantalan dari air yang mengalir, yang dapat mencemari oli dan akhirnya mengakibatkan kegagalan bantalan.
Seperti halnya setiap pompa, Anda perlu menguji pompa untuk mengetahui biaya tahunan yang diperlukan untuk mengoperasikannya. Pompa pengepakan mungkin terjangkau untuk dipasang dan dirawat, tetapi jika Anda menghitung berapa galon air yang dikonsumsi per menit atau per tahun, Anda mungkin akan terkejut dengan biayanya. Pompa segel mekanis berpotensi menghemat banyak biaya tahunan.
Mengingat geometri umum segel mekanis, di mana pun terdapat paking atau cincin-O, terdapat titik kebocoran potensial:
- Cincin-O dinamis (atau paking) yang terkikis, aus, atau retak saat segel mekanis bergerak.
- Kotoran atau kontaminasi di antara segel mekanis.
- Operasi di luar desain dalam segel mekanis.
LIMA JENIS KEGAGALAN PERANGKAT PENYEGEL
Jika pompa sentrifugal menunjukkan kebocoran yang tidak terkendali, Anda harus memeriksa secara menyeluruh semua penyebab potensial untuk menentukan apakah Anda memerlukan perbaikan atau pemasangan baru.
1. Kegagalan Operasional
Mengabaikan Titik Efisiensi Terbaik: Apakah Anda mengoperasikan pompa pada Titik Efisiensi Terbaik (BEP) pada kurva kinerja? Setiap pompa dirancang dengan Titik Efisiensi tertentu. Bila Anda mengoperasikan pompa di luar wilayah tersebut, Anda menciptakan masalah dengan aliran yang menyebabkan sistem gagal.
Kepala Isap Positif Bersih (NPSH) Tidak Memadai: Jika kepala isap pompa Anda tidak cukup, rakitan yang berputar dapat menjadi tidak stabil, menyebabkan kavitasi, dan mengakibatkan kegagalan segel.
Mengoperasikan Dead-Headed:Jika Anda menyetel katup kontrol terlalu rendah untuk membatasi pompa, Anda dapat menyumbat aliran. Aliran yang tersumbat menyebabkan resirkulasi di dalam pompa, yang menghasilkan panas dan menyebabkan kegagalan segel.
Pengoperasian Kering & Ventilasi Segel yang Tidak Tepat: Pompa vertikal adalah yang paling rentan karena segel mekanis diposisikan di atas. Jika ventilasi tidak tepat, udara dapat terperangkap di sekitar segel dan tidak dapat keluar dari kotak isian. Segel mekanis akan segera rusak jika pompa terus berjalan dalam kondisi ini.
Margin Uap Rendah:Ini adalah cairan yang menyala; hidrokarbon panas akan menyala setelah terpapar kondisi atmosfer. Saat lapisan cairan melewati segel mekanis, lapisan tersebut dapat menyala di sisi atmosfer dan menyebabkan kegagalan. Kegagalan ini sering terjadi pada sistem umpan boiler—air panas pada suhu 250-280ºF menyala dengan penurunan tekanan di seluruh permukaan segel.
2. Kegagalan Mekanik
Ketidaksejajaran poros, ketidakseimbangan kopling, dan ketidakseimbangan impeller semuanya dapat menyebabkan kegagalan segel mekanis. Selain itu, setelah pompa dipasang, jika Anda memiliki pipa yang tidak sejajar yang dibaut ke pompa, Anda akan memberikan banyak tekanan pada pompa. Anda juga perlu menghindari alas yang buruk: Apakah alasnya aman? Apakah natnya terpasang dengan benar? Apakah alasnya lunak? Apakah bautnya terpasang dengan benar? Dan terakhir, periksa bantalannya. Jika toleransi bantalan menipis, poros akan bergerak dan menyebabkan getaran pada pompa.
3. Kegagalan Komponen Segel
Apakah Anda memiliki pasangan tribologi (studi tentang gesekan) yang baik? Sudahkah Anda memilih kombinasi permukaan yang benar? Bagaimana dengan kualitas bahan permukaan segel? Apakah bahan Anda sesuai untuk aplikasi spesifik Anda? Sudahkah Anda memilih segel sekunder yang tepat, seperti gasket dan o-ring, yang disiapkan untuk serangan kimia dan panas? Pegas Anda tidak boleh tersumbat atau bellow Anda terkorosi. Terakhir, perhatikan distorsi permukaan akibat tekanan atau panas, karena segel mekanis di bawah tekanan besar sebenarnya akan melengkung, dan profil yang miring dapat menyebabkan kebocoran.
4. Kegagalan Desain Sistem
Anda memerlukan pengaturan flush seal yang tepat, beserta pendinginan yang memadai. Sistem ganda memiliki cairan penghalang; pot seal tambahan harus berada di lokasi yang tepat, dengan instrumentasi dan perpipaan yang benar. Anda perlu memperhitungkan Panjang Pipa Lurus pada Penghisapan—beberapa sistem pompa lama yang sering kali disertakan sebagai skid yang dikemas menyertakan siku 90º pada penghisapan tepat sebelum aliran memasuki mata impeller. Siku menyebabkan aliran turbulen yang menciptakan ketidakstabilan pada rakitan yang berputar. Semua pipa penghisapan/pembuangan dan bypass juga perlu direkayasa dengan benar, terutama jika beberapa pipa telah diperbaiki di beberapa titik selama bertahun-tahun.
5. Segala Hal Lainnya
Faktor-faktor lain-lain hanya mencakup sekitar 8 persen dari semua kegagalan. Misalnya, sistem tambahan terkadang diperlukan untuk menyediakan lingkungan operasi yang dapat diterima untuk segel mekanis. Untuk referensi sistem ganda, Anda memerlukan cairan tambahan untuk bertindak sebagai penghalang yang mencegah kontaminasi atau cairan proses tumpah ke lingkungan. Namun, bagi sebagian besar pengguna, menangani salah satu dari empat kategori pertama akan menghasilkan solusi yang mereka butuhkan.
KESIMPULAN
Segel mekanis merupakan faktor utama dalam keandalan peralatan berputar. Segel mekanis bertanggung jawab atas kebocoran dan kegagalan sistem, tetapi juga mengindikasikan masalah yang pada akhirnya akan menyebabkan kerusakan serius di kemudian hari. Keandalan segel sangat dipengaruhi oleh desain segel dan lingkungan pengoperasian.
Waktu posting: 26-Jun-2023