BengkelSeal

Mechanical Seal - Informasi Praktis

mechanical seal
 

Peralatan proses modern dengan poros berputar ( seperti pompa dan kompresor ) dilengkapi dengan kemasan kompresi atau sil mekanik untuk meminimalkan emisi cairan proses ke atmosfer. Kompresi packing bekerja pada prinsip kebocoran dikontrol sedangkan seal mekanik cenderung menutup dengan tidak ada kebocoran terlihat.
Biaya awal dari mechanical seal tinggi dibandingkan dengan kemasan kompresi. Namun daya yang dikonsumsi, pemeliharaan dan downtime menghabiskan dalam memperbarui atau mengencangkan packing kompresi overweigh biaya awal dari mechanical seal, yang bekerja tanpa pengawasan untuk waktu yang lama. Karena tidak adanya kebocoran terlihat, lingkungan bersih dan bahaya bebas ketika sil mekanik yang digunakan. Pada artikel ini, informasi yang diberikan pada bekerja dari mechanical seal, jenis sil mekanik, metode pengendalian lingkungan, parameter peralatan, petunjuk instalasi, start- up prosedur dan daftar periksa untuk mengidentifikasi penyebab segel kebocoran.

 

 

Working of a mechanical seal

Sebuah mechanical seal dasar adalah perangkat sederhana. Ini memiliki dua wajah datar berjalan terhadap satu sama lain. Wajah berputar dijamin dengan poros pompa sementara wajah stasioner diadakan di kelenjar. Ini adalah yang pertama dan yang paling penting dari empat jalur kebocoran mungkin (Primer Seal). Jalur kebocoran ini disegel dengan memberikan permukaan kawin benar-benar datar tegak lurus terhadap garis berputar poros tengah di mana mereka datang dalam kontak dan menjaga Film pelumasan yang sehat antara dua wajah kawin. Karena kedua permukaan terus bergerak dengan menghormati satu sama lain, ada generasi panas yang terus menguap film cair dan film cairan baru terbentuk. Uap ini terus melarikan diri ke atmosfer. Jadi mechanical seal tidak segel nol kebocoran. Selalu ada kebocoran terlihat dalam bentuk uap antara wajah.
Yang lain tiga jalur adalah:

  • Antara Rotating Wajah dan Shaft (Seal Secondary),
  • Antara Wajah Stationary dan Gland, dan
  • Antara Kelenjar dan Stuffing Box.

Kebocoran pada seal sekunder ditangkap oleh dinamis O-Ring, wedge atau bawah (elastomer, PTFE atau logam) geser. Bellow logam digunakan untuk aplikasi suhu tinggi.
Dua terakhir secara bersama-sama disebut sebagai "Tersier Seal", dan keduanya segel cukup sederhana karena tidak ada gerakan relatif antara dua bagian yang terlibat. Jalur kebocoran ini disegel oleh elastomer, PTFE, gasket, dll
Jika lengan poros digunakan, salah satu jalur kebocoran lebih statis akan berada di sana antara poros dan lengan poros. Kebocoran ini ditangkap oleh O-Ring atau gasket.
Meskipun kekuatan penutupan utama di wajah segel primer biasanya disediakan oleh tekanan dalam kotak isian, beberapa kekuatan diperlukan untuk menjaga mereka ditutup selama startup dan shutdown dan untuk mengurus gerakan poros. Gaya ini dipasok oleh pegas tunggal yang besar, serangkaian mata air kecil, atau pengaturan bellow.

 

Jenis mechanical seal

Ada banyak jenis anjing laut masing-masing memiliki keuntungan pasti seperti di bawah.
Segel dalam
Ketika segel dipasang dalam kotak isian pompa , hal itu disebut segel dalam. Segel di dalam lebih sulit untuk menginstal dan memelihara. Namun, keuntungan utama adalah bahwa adalah mungkin untuk mengontrol segel lingkungan di dalam kotak isian .
Segel luar
Segel luar terletak tempel kotak pompa isian . Dimana kotak isian yang dangkal dan tidak mungkin untuk menginstal segel dalam kotak isian , itu dipasang di luar . Hal ini juga mudah untuk menginstal dan memelihara . Karena danau disipasi panas dari bawah wajah segel , segel luar cocok untuk suhu rendah , kecepatan rendah dan tekanan rendah ( seperti dalam segel ini , tekanan fluida diberikan luar di segel wajah daripada ke dalam ) aplikasi .

Balanced Seal

All seals are available in either unbalanced or balanced versions. A seal is unbalanced when fluid force to close the seal faces (due to the area of rotating seal face exposed to the pumped fluid in stuffing box) is greater than force acting on rotating seal face at the area of contact (pressure gradient between rotating and stationary seal faces). In simple terms, it has a seal closing force in excess of the actual pressure to be sealed. In a balance seal as seal face is subject to low force, less heat is generated and seal life is more. As a stepped shaft sleeve is required for balancing, coat of a balanced seal is higher than unbalanced seal.

Untuk menyeimbangkan segel , daerah berputar segel wajah terkena tekanan kotak isian berkurang menggunakan lengan poros melangkah . Dalam standar 70-30 seimbang desain segel yang digunakan oleh sebagian besar perusahaan seal manufaktur mekanik , hanya 70 % dari berputar area wajah segel terkena isian tekanan box seperti yang ditunjukkan dalam sketsa di atas .

Segel ganda
Ganda mekanik pengaturan segel digunakan untuk menangani cairan beracun , mudah menguap , berbahaya atau abrasif . Dalam susunan segel ganda , ada dua segel dengan cairan yang beredar di antara mereka . Cairan yang bersirkulasi antara segel disebut cairan penghalang jika tekanannya lebih tinggi dari isian tekanan kotak dan itu disebut cairan penyangga jika tekanannya lebih rendah dari tekanan kotak isian . Dua wajah segel yang dipasang di tiga konfigurasi yang berbeda seperti di bawah .

Back to back atau menghadapi berlawanan arah

 
 

Konfigurasi ini memerlukan tekanan fluida penghalang yang lebih tinggi antara segel . Dalam pengaturan ini segel kebocoran batin akan menyebabkan dilusi dari produk . Dalam kasus kegagalan sistem cairan penghalang , segel batin dapat meniup open dumping isi pompa ke lingkungan .

 
Tandem atau menghadap ke arah yang sama
 


Dalam konfigurasi ini dua kelenjar diperlukan untuk rumah kedua segel
dan ini menambah biaya serta kebutuhan ruang aksial.
Sebuah cairan penyangga tekanan rendah beredar antara segel,
menghilangkan kemungkinan pengenceran produk.
Dalam hal ini kehilangan pengaturan cairan penyangga tidak akan
menyebabkan segel wajah untuk membuka.
Konfigurasi ini umumnya ditemukan dalam aplikasi Oil Refinery.

Face to Face atau menghadap ke arah satu sama lain
 

 

Tatap muka konfigurasi adalah kompromi antara " kembali ke belakang " dan pengaturan tandem . Berikut setengah segel bertempat di kotak isian dan setengah lainnya di luar itu . Dalam pengaturan ini cairan penyangga tekanan rendah disuplai antara wajah segel .


Segel catridge
Desain catridge tidak ada komponen fungsional segel dasar perubahan . Dalam segel catridge , semua item kemas dan diatur untuk dimensi bekerja . Mereka menghilangkan perlu juru tulis garis dan membuat pengukuran kritis selama segel perakitan . Instalasi segel tersebut hanya membutuhkan pengetatan baut kelenjar .

Metode Pengendalian Lingkungan
Keberhasilan operasi dan dapat diandalkan dari mechanical seal tergantung pada kondisi yang dikenakan pada segel perakitan selama berjalan . Cairan yang disegel mengisi kotak isian di mana segel dipasang dan dengan demikian sifat fisik dan kimia dari cairan ini akan memiliki efek langsung pada operasi segel dan kehidupan . Bubur dan cairan membawa partikel padat sangat berbahaya karena ada kecenderungan untuk partikel padat untuk mengumpulkan di sekitar wajah kawin dan akhirnya bahkan memasuki celah film cairan antara wajah kawin . Keras partikel memasuki celah ini akan menyebabkan kegagalan seal wajah prematur .

Peningkatan operasi segel mungkin dengan mengendalikan lingkungan sekitarnya segel . Metode yang paling umum digunakan untuk kontrol pembilasan dan pendinginan

 

Pembilasan
Dalam pembilasan, cairan disuntikkan (melalui koneksi F seperti yang ditunjukkan pada API Gland - Rencana # 62) ke dalam kotak isian seperti yang memberi pengaruh atau jet ke wajah kawin. Cairan ini mungkin cairan yang sama yang sedang disegel, disadap dari titik pada tekanan yang lebih tinggi daripada yang ada di kotak isian, atau cairan lainnya, sebaiknya pada suhu yang lebih rendah, yang dapat diizinkan untuk mencampur dengan cairan disegel.
Flushing efektif membantu pendinginan dari area wajah segel kawin. Selain itu, pengenalan cairan bening bertekanan memastikan bahwa partikel yang padat hadir di media disegel tidak mengumpulkan dekat wajah penyegelan.

Pendinginan
Dalam pendinginan, cairan diperkenalkan (melalui koneksi Q seperti yang ditunjukkan pada API Gland - Rencana # 62) di sisi atmosfer atau luar segel kawin menghadapi yang baik membantu dalam pendinginan atau mempertahankan memerlukan suhu di wajah kawin. Ini juga menciptakan penghalang antara atmosfer dan segel wajah sebagai udara atmosfer menciptakan masalah untuk menutup wajah dalam beberapa kasus. Beberapa aplikasi seperti yang diberikan di bawah.
Ketika memompa media yang dingin (katakanlah di -. 40 deg C), kelembaban di atmosfer mengembun dan es terbentuk di bawah segel wajah menghambat operasinya.
Dalam hal minyak suhu tinggi ketika uap terus melarikan diri di atmosfer, mereka datang dalam kontak dengan oksigen dan membakar. Partikel karbon ini cerate masalah di daerah segel.
Media Kristalisasi masuk ke kristal ketika pelarut dalam itu akan menguap karena udara saat ini atmosfer wajah pukulan segel. Kristal ini menciptakan masalah untuk wajah segel.
American Petroleum Institute (API) garis isu panduan untuk membantu orang petroleum pilih dan kemudian pipa berbagai jenis kontrol untuk aplikasi penyegelan mekanik. Pengaturan pipa ini dijelaskan dalam API standar 610. 

Parameter peralatan
Untuk kinerja segel memuaskan , parameter peralatan akan menjadi seperti di bawah .
Gerakan radial dari poros ( runout / defleksi ) harus kurang dari 0,08 mm .
Gerakan aksial poros ( end play) harus kurang dari 0,26 mm .
Kotak isian wajah kuadrat ( face runout ) harus kurang dari 0,05 mm .
Isian kotak bore konsentrisitet ( sehubungan dengan poros ) harus kurang dari 0,13 mm .
Kotak isian harus bebas dari Gerinda dan tajam.
Poros / lengan harus bebas dari Gerinda dan tajam.
Silahkan lihat gambar / instruksi produsen untuk pemeriksaan atas . 

instruksi instalasi
Sebuah segel komponen adalah salah satu di mana setiap bagian dari segel harus dirakit pada peralatan individual. Ini membutuhkan keterampilan yang cukup besar dan waktu yang signifikan dibandingkan dengan pemasangan segel catridge. Selama instalasi dari mechanical seal mengurus berikut:.
• Merakit segel bagian dalam lingkungan yang bersih.
• Jangan gunakan palu untuk perakitan sebagai segel wajah yang halus dan mungkin retak / istirahat.
• Periksa segel bagian, kelenjar dan kotak isian bebas dari Gerinda, bermata tajam dan goresan / kerusakan.
• Periksa permukaan akhir di daerah elastomer menjadi sesuai rekomendasi produsen.
• Periksa set sekrup di kedua unit rotary atau drive kerah segel perakitan bebas di thread.
• Konfirmasi kekerasan poros / lengan harus sedemikian rupa sehingga setelah pengetatan sekrup set, berputar perakitan tidak mendapatkan longgar (jika set sekrup dikencangkan terhadap permukaan yang keras, mereka akan gagal untuk menahan perakitan di posisi yang diinginkan selama operasi). Atau, gunakan mengeras set sekrup.
• Ini adalah praktik yang baik untuk memeriksa pemasangan poros lengan, perakitan putar dan kelenjar tanpa O-Rings untuk memastikan yang pas bebas sebelum mengumpulkan mereka dengan O-Rings.
• Gunakan ukuran yang benar O-Rings di semua tempat.
• Jangan gunakan bekas O-Rings dan gasket.
• Jangan gunakan "direkatkan" O-Ring untuk "dinamis" aplikasi. Tempat keras akan dibuat yang akan mengganggu pergerakan O-Ring.
• Lumasi poros dan segel sekunder (O-Rings / bellow) sesuai rekomendasi produsen. Jika perakitan sulit, menerapkan air sebagai pelumasan. Segel bawah karet harus dilumasi dengan Vaseline. Tidak berlaku grease silikon pada mereka. EPR (Ethylene Propylene Rubber) elastomer tidak harus dilumasi dengan minyak berbasis minyak bumi. Untuk EPR penggunaan bahan minyak silikon.
• Pasang seal panjang lebar operasi yang benar sesuai gambar pabrik.
• Periksa arah helix dari coil untuk single musim semi segel. Helix harus RH untuk rotasi CW dan LH untuk CCW rotasi ketika melihat segel wajah.
• Kelenjar baut atau mur harus diperketat hanya cukup untuk efek segel gasket di kotak isian wajah. Hal ini dapat dicapai dengan awal jari pengetatan dan pengetatan lebih lanjut dengan ½ untuk ¾ bergantian. Selama pengetatan dapat mengakibatkan distorsi wajah segel.
• rakitan jenis Cartridge seal disediakan dengan aksial piring lokasi yang memegang perakitan bersama-sama sebelum instalasi di peralatan. Pastikan bahwa pelat lokasi aksial yang pindah dari alur disediakan di lengan poros setelah pas mereka.
• Ketika segel perakitan selesai, menghubungkan semua pipa, periksa bahwa semua kontrol lingkungan telah terhubung, dan semua lubang tidak terpakai dalam kotak isian / kelenjar yang terpasang.

Prosedur start -up
Jaga berikut sebelum memulai peralatan dan operasi untuk pertama kalinya setelah instalasi mechanical seal .
• Peralatan harus sejajar dengan drive sesuai rekomendasi pabrikan .
• Periksa poros untuk gerakan bebas . Manual memutar poros beberapa berubah . Jika poros mengikat karena alasan apapun , menyelidiki dan memperbaikinya .
• Aktifkan semua sistem tambahan seperti flush, memuaskan , garis pembatas dan melampiaskan kotak isian sampai semua udara yang terjebak telah dirilis .
• Pompa harus memiliki NPSH yang memadai dan harus bekerja dengan keluar kavitasi dan getaran .
• Tidak ada suara harus datang dari kotak isian .
• generasi panas yang berlebihan tidak harus ada . Hal ini mungkin karena bagian stasioner menghubungi poros berputar atau berputar segel bagian yang berhubungan dengan perumahan peralatan .
• Periksa segel . Kebocoran sedikit harus berhenti ketika wajah " dipakai di "


Penyebab Kebocoran Seal
Kehidupan operasi meterai selesai ketika wajah baik telah dipakai seluruhnya . Jika wajah baik telah benar-benar dipakai , penyebab kegagalan jelas dan tidak ada pemeriksaan lebih lanjut diperlukan kecuali ini terjadi dalam waktu yang sangat singkat . Jika kedua wajah utuh , segel bagian harus diperiksa . Masalah seal utama dan kemungkinan penyebab adalah seperti di bawah .

 
Seal Masalah
Kemungkinan Penyebab / Corrective Action
Seal meludah dan berdesis ( "wajah muncul " )
dalam operasi .
Seal vapourizing fluida pada interface segel . 
Hal ini dapat disebabkan oleh pendinginan yang tidak memadai
dari wajah segel
atau segel ketidakseimbangan
Seal menetes terus .
Hal ini dapat terjadi jika wajah segel tidak datar , distorsi segel wajah 
atau kerusakan untuk menutup wajah .
Distorsi piring kelenjar karena over pengetatan .
Kerusakan segel sekunder selama instalasi .
Overaged O - Rings .
Kegagalan musim semi .
Erosi / korosi segel bagian .
Seal berbunyi ( memberikan suara ) 
selama operasi .
Cairan tidak memadai untuk melumasi wajah segel .
Akumulasi debu karbon di luar kelenjar.
Cair tidak memadai untuk melumasi wajah segel .
Kehidupan segel singkat .
Cairan abrasif .
Misalignment dari peralatan dengan driver-nya .
Getaran tinggi .
 

 Catatan:

API 682 ( Shaft sistem untuk pompa sentrifugal dan rotary penyegelan ) mensyaratkan bahwa sistem penyegelan yang disediakan , " memiliki probabilitas tinggi memenuhi tujuan dari setidaknya tiga tahun tanpa gangguan layanan sekaligus mematuhi peraturan emisi " .