Untuk memahami kebocoran pompa sentrifugal, penting untuk memahami terlebih dahulu pengoperasian dasar pompa sentrifugal.Saat aliran masuk melalui mata impeler pompa dan naik ke baling-baling impeler, fluida berada pada tekanan dan kecepatan rendah.Ketika aliran melewati volute, tekanan meningkat dan kecepatan meningkat.Aliran kemudian keluar melalui pelepasan, pada titik ini tekanannya tinggi namun kecepatannya melambat.Aliran yang masuk ke dalam pompa harus keluar dari pompa.Pompa memberikan head (atau tekanan), yang berarti meningkatkan energi fluida pompa.
Kegagalan komponen tertentu dari pompa sentrifugal, seperti kopling, hidrolik, sambungan statis, dan bantalan, akan menyebabkan keseluruhan sistem gagal, namun sekitar enam puluh sembilan persen dari seluruh kegagalan pompa disebabkan oleh tidak berfungsinya perangkat penyegel.
KEBUTUHAN SEGEL MEKANIK
Segel mekanisadalah alat yang digunakan untuk mengontrol kebocoran antara poros yang berputar dan bejana berisi cairan atau gas.Tanggung jawab utamanya adalah mengendalikan kebocoran.Semua segel bocor—hal ini harus dilakukan untuk menjaga lapisan cairan di seluruh permukaan segel mekanis.Kebocoran yang keluar dari sisi atmosfer cukup rendah;kebocoran pada Hidrokarbon, misalnya, diukur dengan VOC meter dalam satuan bagian/juta.
Sebelum segel mekanis dikembangkan, para insinyur biasanya menyegel pompa dengan kemasan mekanis.Pengemasan mekanis, bahan berserat yang biasanya diresapi dengan pelumas seperti grafit, dipotong menjadi beberapa bagian dan dimasukkan ke dalam apa yang disebut “kotak isian”.Kelenjar pengepakan kemudian ditambahkan ke bagian belakang untuk mengemas semuanya.Karena pengepakan bersentuhan langsung dengan poros, maka memerlukan pelumasan, namun masih memerlukan tenaga kuda.
Biasanya “cincin lentera” memungkinkan air siram 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 siram menjauh dari proses untuk menghindari kontaminasi.
- mencegah air siram terkumpul di lantai (penyemprotan berlebih), yang merupakan masalah OSHA dan juga masalah rumah tangga.
- lindungi kotak bantalan dari air siram, yang dapat mengkontaminasi oli dan akhirnya menyebabkan kegagalan bantalan.
Seperti halnya setiap pompa, Anda sebaiknya menguji pompa Anda untuk mengetahui biaya tahunan yang diperlukan untuk menjalankannya.Pompa pengepakan mungkin terjangkau untuk dipasang dan dirawat, namun 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 dari segel mekanis, di mana pun terdapat paking atau o-ring, maka akan terjadi titik kebocoran potensial:
- O-ring (atau paking) dinamis yang terkikis, aus, atau resah saat segel mekanis bergerak.
- Kotoran atau kontaminasi di sela-sela segel mekanis.
- Operasi di luar desain dalam segel mekanis.
LIMA JENIS KEGAGALAN PERANGKAT SEALING
Jika pompa sentrifugal menunjukkan kebocoran yang tidak terkendali, 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.Jika Anda mengoperasikan pompa di luar wilayah tersebut, Anda akan menimbulkan masalah pada aliran yang menyebabkan kegagalan sistem.
Kepala Hisap Positif Bersih (NPSH) Tidak Memadai: Jika Anda tidak memiliki kepala hisap yang cukup untuk pompa Anda, 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 mencekik pompa, Anda dapat menghambat aliran.Aliran tersendat menyebabkan sirkulasi ulang di dalam pompa, yang menghasilkan panas dan menyebabkan kegagalan segel.
Pengoperasian yang Kering & Ventilasi Segel yang Tidak Tepat: Pompa vertikal adalah yang paling rentan karena segel mekanis diposisikan di atas.Jika ventilasi Anda tidak tepat, udara dapat terperangkap di sekitar segel dan tidak dapat keluar dari kotak isian.Segel mekanis akan segera rusak jika pompa terus bekerja dalam kondisi ini.
Margin Uap Rendah:Ini adalah cairan yang berkedip-kedip;hidrokarbon panas akan menyala setelah terkena kondisi atmosfer.Saat film fluida melewati segel mekanis, film tersebut dapat berkedip di sisi atmosfer dan menyebabkan kegagalan.Kegagalan ini sering terjadi pada sistem umpan boiler—air panas pada suhu 250-280ºF dengan penurunan tekanan pada permukaan segel.
2. Kegagalan Mekanis
Ketidaksejajaran poros, ketidakseimbangan kopling, dan ketidakseimbangan impeler semuanya dapat menyebabkan kegagalan segel mekanis.Selain itu, setelah pompa dipasang, jika pipa Anda tidak sejajar, Anda akan memberikan banyak tekanan pada pompa.Anda juga perlu menghindari basis yang buruk: Apakah basis tersebut aman?Apakah sudah terpasang dengan benar?Apakah Anda memiliki kaki yang lembut?Apakah sudah dibaut dengan benar?Dan terakhir, periksa bantalannya.Jika toleransi bantalan menipis maka poros akan bergerak dan menimbulkan getaran pada pompa.
3. Kegagalan Komponen Segel
Apakah Anda memiliki pasangan tribologi (ilmu yang mempelajari gesekan) yang bagus?Sudahkah Anda memilih kombinasi menghadap yang benar?Bagaimana dengan kualitas bahan permukaan segel?Apakah materi Anda sesuai untuk aplikasi spesifik Anda?Sudahkah Anda memilih segel sekunder yang tepat, seperti gasket dan o-ring, yang dipersiapkan untuk serangan kimia dan panas?Pegas Anda tidak boleh tersumbat atau pipa Anda terkorosi.Terakhir, hati-hati terhadap distorsi permukaan akibat tekanan atau panas, karena segel mekanis di bawah tekanan besar justru akan bengkok, dan profil yang miring dapat menyebabkan kebocoran.
4. Kegagalan Desain Sistem
Anda memerlukan pengaturan seal flush yang tepat, bersama dengan pendinginan yang cukup.Sistem ganda memiliki cairan penghalang;pot segel tambahan harus berada di lokasi yang tepat, dengan instrumentasi dan perpipaan yang benar.Anda perlu mempertimbangkan Panjang Pipa Lurus pada Pengisapan—beberapa sistem pompa lama yang sering kali dikemas dalam bentuk selip dilengkapi siku penghisap 90º tepat sebelum aliran memasuki mata impeler.Siku menyebabkan aliran turbulen yang menciptakan ketidakstabilan pada rakitan yang berputar.Semua pipa hisap/pengosongan dan pipa bypass juga perlu direkayasa dengan benar, terutama jika beberapa pipa telah diperbaiki selama bertahun-tahun.
5. Segalanya Lainnya
Faktor lain-lain lainnya hanya menyumbang sekitar 8 persen dari seluruh kegagalan.Misalnya, sistem bantu terkadang diperlukan untuk menyediakan lingkungan pengoperasian yang dapat diterima untuk segel mekanis.Untuk referensi sistem ganda, Anda memerlukan cairan tambahan yang berfungsi sebagai penghalang yang mencegah kontaminasi atau cairan proses tumpah 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 berputar.Mereka bertanggung jawab atas kebocoran dan kegagalan sistem, namun mereka juga menunjukkan masalah yang pada akhirnya akan menyebabkan kerusakan serius di kemudian hari.Keandalan segel sangat dipengaruhi oleh desain segel dan lingkungan pengoperasian.
Waktu posting: 26 Juni 2023