Untuk memahami kebocoran pompa sentrifugal, penting untuk terlebih dahulu memahami operasi dasar pompa sentrifugal. Saat aliran masuk melalui lubang impeler pompa dan naik ke 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 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 disebabkan oleh kegagalan fungsi perangkat penyegel.
KEBUTUHAN AKAN SEAL MEKANIK
Segel mekanisadalah perangkat yang digunakan untuk mengontrol kebocoran antara poros yang berputar dan bejana berisi cairan atau gas. Tugas utamanya adalah mengontrol kebocoran. Semua segel mengalami kebocoran—kebocoran ini diperlukan untuk menjaga lapisan cairan tetap menutupi seluruh permukaan segel mekanis. Kebocoran yang keluar dari sisi atmosfer cukup rendah; kebocoran pada Hidrokarbon, misalnya, diukur dengan meter VOC dalam satuan bagian/juta.
Sebelum segel mekanis dikembangkan, para insinyur biasanya menyegel pompa dengan packing mekanis. Packing mekanis, material berserat yang biasanya diresapi pelumas seperti grafit, dipotong menjadi beberapa bagian dan dimasukkan ke dalam apa yang disebut "kotak isian". Sebuah gland packing kemudian ditambahkan di bagian belakang untuk memadatkan semuanya. Karena packing bersentuhan langsung dengan poros, ia membutuhkan pelumasan, tetapi tetap akan mengurangi tenaga kuda.
Biasanya, "cincin lentera" memungkinkan air pembilasan untuk diaplikasikan ke dalam 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 pembilasan menjauh dari proses untuk menghindari kontaminasi.
- mencegah air bilasan terkumpul di lantai (semprotan berlebih), yang merupakan perhatian OSHA sekaligus perhatian tata graha.
- lindungi kotak bantalan dari air bilasan, yang dapat mengontaminasi oli dan akhirnya menyebabkan kegagalan bantalan.
Seperti halnya setiap pompa, Anda perlu menguji pompa Anda untuk mengetahui biaya tahunan yang dibutuhkannya. 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 dengan 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. Ketika Anda mengoperasikan pompa di luar wilayah tersebut, Anda akan menimbulkan masalah aliran yang menyebabkan sistem gagal.
Kepala Hisap Positif Bersih (NPSH) Tidak Memadai: Jika kepala hisap pada pompa Anda tidak cukup, rakitan yang berputar dapat menjadi tidak stabil, menyebabkan kavitasi, dan mengakibatkan kegagalan segel.
Beroperasi dengan Kepala Mati:Jika Anda menyetel katup kontrol terlalu rendah untuk menekan pompa, aliran dapat terhambat. Aliran yang terhambat menyebabkan resirkulasi di dalam pompa, yang menghasilkan panas dan menyebabkan kegagalan segel.
Pengoperasian Kering & Ventilasi Segel yang Tidak Tepat: Pompa vertikal paling rentan karena segel mekanis terletak 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 beroperasi dalam kondisi ini.
Margin Uap Rendah:Ini adalah fluida yang menyala; hidrokarbon panas akan menyala setelah terpapar kondisi atmosfer. Saat lapisan fluida 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 permukaan segel.
2. Kegagalan Mekanis
Ketidaksejajaran poros, ketidakseimbangan kopling, dan ketidakseimbangan impeller dapat menyebabkan kegagalan segel mekanis. Selain itu, setelah pompa dipasang, jika pipa yang dibaut tidak sejajar, pompa akan mengalami tekanan yang cukup besar. 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 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 terkorosi. Terakhir, perhatikan distorsi permukaan akibat tekanan atau panas, karena segel mekanis di bawah tekanan tinggi justru akan melengkung, dan profil yang miring dapat menyebabkan kebocoran.
4. Kegagalan Desain Sistem
Anda memerlukan pengaturan pembilasan seal yang tepat, disertai pendinginan yang memadai. Sistem ganda memiliki fluida penghalang; pot seal tambahan harus berada di lokasi yang tepat, dengan instrumentasi dan perpipaan yang tepat. Anda perlu mempertimbangkan Panjang Pipa Lurus pada Hisap—beberapa sistem pompa lama yang sering kali berupa skid paket memiliki siku 90º pada hisap tepat sebelum aliran memasuki mata impeller. Siku ini menyebabkan aliran turbulen yang menciptakan ketidakstabilan pada rakitan yang berputar. Semua pipa hisap/keluar dan bypass juga perlu direkayasa dengan benar, terutama jika beberapa pipa telah diperbaiki selama bertahun-tahun.
5. Segala Hal Lainnya
Faktor-faktor lain-lain hanya menyumbang sekitar 8 persen dari semua kegagalan. Misalnya, sistem tambahan terkadang diperlukan untuk menyediakan lingkungan operasi yang dapat diterima bagi segel mekanis. Untuk sistem ganda, Anda memerlukan fluida tambahan yang berfungsi sebagai penghalang yang mencegah kontaminasi atau tumpahan fluida proses ke lingkungan. Namun, bagi sebagian besar pengguna, menangani salah satu dari empat kategori pertama akan memberikan solusi yang mereka butuhkan.
KESIMPULAN
Segel mekanis merupakan faktor utama dalam keandalan peralatan putar. Segel mekanis bertanggung jawab atas kebocoran dan kegagalan sistem, tetapi juga mengindikasikan masalah yang pada akhirnya dapat menyebabkan kerusakan serius di kemudian hari. Keandalan segel sangat dipengaruhi oleh desain segel dan lingkungan operasi.
Waktu posting: 26-Jun-2023