Untuk memahami kebocoran pompa sentrifugal, penting untuk terlebih dahulu memahami cara kerja dasar pompa sentrifugal. Saat aliran masuk melalui lubang impeler pompa dan naik melalui bilah impeler, fluida berada pada tekanan dan kecepatan yang lebih rendah. Ketika aliran melewati volute, tekanan meningkat dan kecepatan meningkat. Aliran kemudian keluar melalui saluran pembuangan, di mana tekanan tinggi tetapi kecepatan melambat. Aliran yang masuk ke pompa harus keluar dari pompa. Pompa memberikan head (atau tekanan), yang berarti meningkatkan energi fluida pompa.
Kegagalan komponen tertentu pada pompa sentrifugal, seperti kopling, hidrolik, sambungan statis, dan bantalan, akan menyebabkan seluruh sistem gagal, tetapi sekitar enam puluh sembilan persen dari semua kegagalan pompa disebabkan oleh kerusakan perangkat penyegel.
KEBUTUHAN AKAN SEGEL MEKANIK
Segel mekanisSeal adalah perangkat yang digunakan untuk mengontrol kebocoran antara poros yang berputar dan bejana berisi cairan atau gas. Tanggung jawab utamanya adalah untuk mengontrol kebocoran. Semua seal bocor—mereka harus bocor agar dapat mempertahankan lapisan fluida di seluruh permukaan seal mekanis. Kebocoran yang keluar dari sisi atmosfer relatif rendah; kebocoran pada hidrokarbon, misalnya, diukur oleh meter VOC dalam bagian/juta.
Sebelum segel mekanis dikembangkan, para insinyur biasanya menyegel pompa dengan kemasan mekanis. Kemasan mekanis, material berserat yang biasanya diresapi dengan pelumas seperti grafit, dipotong menjadi beberapa bagian dan dimasukkan ke dalam apa yang disebut "kotak isian". Kemudian, kelenjar kemasan ditambahkan di bagian belakang untuk memadatkan semuanya. Karena kemasan bersentuhan langsung dengan poros, ia membutuhkan pelumasan, tetapi tetap akan mengurangi daya kuda.
Biasanya, "cincin lentera" memungkinkan air bilas dialirkan ke kemasan. Air tersebut, yang diperlukan untuk melumasi dan mendinginkan poros, akan bocor ke dalam proses atau ke atmosfer. Tergantung pada aplikasi Anda, Anda mungkin perlu:
- Arahkan air bilas menjauh dari proses untuk menghindari kontaminasi.
- Mencegah air bilas menggenang di lantai (percikan berlebihan), yang merupakan masalah menurut OSHA dan juga masalah kebersihan.
- Lindungi kotak bantalan dari air bilas, yang dapat mencemari oli dan akhirnya menyebabkan kerusakan bantalan.
Seperti halnya pompa lainnya, Anda perlu menguji pompa untuk mengetahui biaya tahunan yang dibutuhkan untuk pengoperasiannya. Pompa jenis packing mungkin terjangkau untuk dipasang dan dipelihara, tetapi jika Anda menghitung berapa galon air yang dikonsumsi per menit atau per tahun, Anda mungkin akan terkejut dengan biayanya. Pompa jenis seal mekanis berpotensi menghemat banyak biaya tahunan Anda.
Mengingat geometri umum dari segel mekanis, di mana pun terdapat gasket atau o-ring, akan selalu ada potensi titik kebocoran:
- O-ring (atau gasket) dinamis yang terkikis, aus, atau rusak akibat gesekan saat segel mekanis bergerak.
- Kotoran atau kontaminasi di antara segel mekanis.
- Operasi di luar desain pada segel mekanis.
LIMA JENIS KEGAGALAN PERANGKAT PENYEGELAN
Jika pompa sentrifugal mengalami kebocoran yang tidak terkontrol, Anda harus memeriksa secara menyeluruh semua kemungkinan penyebabnya 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. Ketika Anda mengoperasikan pompa di luar wilayah tersebut, Anda menciptakan masalah pada aliran yang menyebabkan sistem gagal.
Tekanan Hisap Positif Bersih (NPSH) Tidak Cukup: Jika tekanan hisap pada pompa Anda tidak cukup, rakitan yang berputar dapat menjadi tidak stabil, menyebabkan kavitasi, dan mengakibatkan kegagalan segel.
Pengoperasian Tanpa Kepala Pengatur Kecepatan:Jika Anda menyetel katup kontrol terlalu rendah untuk membatasi aliran pompa, Anda dapat menyebabkan aliran tersumbat. Aliran tersumbat menyebabkan sirkulasi ulang di dalam pompa, yang menghasilkan panas dan mempercepat kerusakan segel.
Pengoperasian Kering & Ventilasi Segel yang Tidak Tepat: Pompa vertikal paling rentan karena segel mekanisnya terletak di bagian atas. Jika ventilasi tidak tepat, udara dapat terjebak di sekitar segel dan tidak dapat keluar dari kotak isian. Segel mekanis akan segera rusak jika pompa terus beroperasi dalam kondisi ini.
Batas Uap Rendah:Ini adalah cairan yang mudah menguap; hidrokarbon panas akan menguap begitu terpapar kondisi atmosfer. Saat lapisan fluida melewati segel mekanis, fluida tersebut dapat menguap di sisi atmosfer dan menyebabkan kegagalan. Kegagalan ini sering terjadi pada sistem pengumpan boiler—air panas pada suhu 250-280ºF menguap karena penurunan tekanan di seluruh permukaan segel.
2. Kegagalan Mekanis
Ketidaksejajaran poros, ketidakseimbangan kopling, dan ketidakseimbangan impeler semuanya dapat menyebabkan kegagalan segel mekanis. Selain itu, setelah pompa dipasang, jika Anda memasang pipa yang tidak sejajar, Anda akan memberikan banyak tekanan pada pompa. Anda juga perlu menghindari alas yang buruk: Apakah alasnya aman? Apakah sudah diplester dengan benar? Apakah ada bantalan yang lunak? Apakah sudah dibaut dengan benar? Dan terakhir, periksa bantalan. 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 tepat? Bagaimana dengan kualitas material permukaan segel? Apakah material Anda sesuai untuk aplikasi spesifik Anda? Sudahkah Anda memilih segel sekunder yang tepat, seperti gasket dan o-ring, yang siap menghadapi serangan kimia dan panas? Pegas Anda tidak boleh tersumbat atau bellow Anda berkorosi. Terakhir, perhatikan distorsi permukaan akibat tekanan atau panas, karena segel mekanis di bawah tekanan besar akan melengkung, dan profil yang miring dapat menyebabkan kebocoran.
4. Kegagalan Desain Sistem
Anda memerlukan pengaturan pembilasan segel yang tepat, beserta pendinginan yang memadai. Sistem ganda memiliki cairan penghalang; wadah segel tambahan perlu berada di lokasi yang tepat, dengan instrumentasi dan perpipaan yang benar. Anda perlu mempertimbangkan Panjang Pipa Lurus pada Hisap—beberapa sistem pompa lama yang seringkali datang sebagai paket skid menyertakan siku 90º pada hisap tepat sebelum aliran memasuki mata impeler. Siku tersebut menyebabkan aliran turbulen yang menciptakan ketidakstabilan pada rakitan yang berputar. Semua perpipaan hisap/pembuangan dan bypass juga perlu dirancang dengan benar, terutama jika beberapa pipa telah diperbaiki di beberapa titik selama bertahun-tahun.
5. Hal Lainnya
Faktor-faktor lain yang beragam hanya menyumbang sekitar 8 persen dari semua kegagalan. Misalnya, sistem bantu terkadang diperlukan untuk menyediakan lingkungan operasi yang dapat diterima untuk segel mekanis. Sebagai referensi untuk sistem ganda, Anda memerlukan cairan bantu untuk bertindak sebagai penghalang yang mencegah kontaminasi atau cairan proses tumpah ke lingkungan. Namun, bagi sebagian besar pengguna, mengatasi salah satu dari empat kategori pertama akan memberikan solusi yang mereka butuhkan.
KESIMPULAN
Segel mekanis merupakan faktor utama dalam keandalan peralatan berputar. Segel 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 operasinya.
Waktu posting: 26 Juni 2023