機(jī)械密封被用在無數(shù)的過程泵上;許多可用的密封配置在美國(guó)石油協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)(API-682)里面進(jìn)行了描述。這些標(biāo)準(zhǔn)也描述了許多現(xiàn)代工業(yè)實(shí)用的沖洗計(jì)劃(管路布置)。對(duì)于汽車、家居和類似的應(yīng)用場(chǎng)合,它們采用的密封組件都是全完包裹在泵體里面的,除此以外,沖洗液體流和相配套的管路布置被用來從密封表面將熱量帶走。
有許多機(jī)械密封的生產(chǎn)商,他們總體的策略看起來差不多:每一家都希望在合理的成本下提供安全的產(chǎn)品。然而,最好的機(jī)械密封生廠商的商業(yè)目標(biāo)要超過這些。他們的目標(biāo)在他們一直為用戶提供價(jià)值的市場(chǎng)營(yíng)銷活動(dòng)中得以體現(xiàn)。
優(yōu)秀的服務(wù)和客戶的高滿意度是良好的市場(chǎng)營(yíng)銷可見的好處之一。如果密封服務(wù)和設(shè)備供應(yīng)商向最終密封用戶提供最新的教育或培訓(xùn),那就會(huì)帶來額外的好處。
所有用戶和供應(yīng)商贊賞的目標(biāo)可以總結(jié)為3個(gè)C—溝通(Communication),合作(Cooperation)以及關(guān)心(Consideration)。這篇文章內(nèi)容更像是代表了各方良好關(guān)系的 “溝通方面”的典型。制造商應(yīng)該將向其用戶提示新機(jī)會(huì)作為其目標(biāo)。
這樣的機(jī)會(huì)的存在是基于API-682第四版中的新的沖洗計(jì)劃;它們是計(jì)劃03,55,65A和65B,還有計(jì)劃66和99。盡管這五個(gè)沖洗計(jì)劃及其衍生內(nèi)容并不為人熟知,在某些服務(wù)方面它們可以具有很大的優(yōu)勢(shì)。
圖1:API 沖洗計(jì)劃03確認(rèn)錐形填料箱環(huán)境。同時(shí)注意配有大的O形環(huán)的軸承座保護(hù)密封在軸向上運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)注意:為了繪圖方便,這些插圖可能在中心線以上顯示某些部分的布置;在實(shí)際的密封上,一個(gè)特定的部分可能位于底部附近。感謝所有圖片來源:AES-SEAL有限公司。
1. API 計(jì)劃03
新的API 計(jì)劃03(圖1所示)是一個(gè)很好的補(bǔ)充;它與API泵的錐形孔密封室有關(guān)。數(shù)十年以來,API泵一直都采用封閉的(圓柱形)密封室并且依賴管路布局來維持所選定的密封環(huán)境。然而,由于錐形孔填料盒現(xiàn)在已經(jīng)通過美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ANSI)的泵在污染環(huán)境服務(wù)時(shí)得到了很好的證明,我們現(xiàn)在也可以將錐形孔定義為滿足API規(guī)范的泵。
在計(jì)劃03中,沖洗液體流進(jìn)泵體中。錐形結(jié)構(gòu)促進(jìn)了密封室與泵之間的循環(huán)。通過使用錐形結(jié)構(gòu),大大的降低了固體沉積的風(fēng)險(xiǎn),前端的填料箱現(xiàn)在也成為泵的后拉式蓋板的一部分。新的泵會(huì)包含這種錐形設(shè)計(jì),通過改造或者升級(jí)過程,先已存在的泵也可以包含錐形設(shè)計(jì)。應(yīng)該注意到錐體應(yīng)該相對(duì)陡峭;30度到45度的傾角表現(xiàn)比較好。應(yīng)該避免很小的錐體傾角。
這樣的密封室結(jié)構(gòu)提升了循環(huán)性,反過來循環(huán)性又為密封提供了冷卻并排放了密封室里的空氣或水蒸氣。使用沖洗計(jì)劃03最多的是密封面產(chǎn)生的熱量相對(duì)小的場(chǎng)合。計(jì)劃03也可以用在允許固體沉積的老式圓柱體室的場(chǎng)合。為了更大程度地確保沒有固體沉積物,錐形孔偶爾會(huì)安裝防漩渦葉片(有時(shí)候被稱為“漩渦干擾梁”)。
也要注意到圖1中的浮動(dòng)的外側(cè)節(jié)流閥套筒。設(shè)想出口部分位于底部,這樣的設(shè)計(jì)可以進(jìn)行泄漏監(jiān)控。
圖2:計(jì)劃55及在一個(gè)非承壓的液體緩沖回路上的雙向錐形泵環(huán)。
2.標(biāo)準(zhǔn)密封沖洗計(jì)劃55
在計(jì)劃55(圖2)中,有一個(gè)外部非承壓的緩沖液體系統(tǒng)為緩沖液體密封室提供清潔液體。計(jì)劃55采用雙(兩個(gè),串聯(lián))液體密封布置。緩沖液體一般保持的壓力要低于密封艙里的壓力,并且要小于0.28MPa(2.8 bar或40 psi)。
除了緩沖液體是不承壓的,計(jì)劃55和計(jì)劃54是類似的。圖2中所示的計(jì)劃55展示了一個(gè)有效的雙向錐形泵環(huán)。這種特殊的環(huán)極大地促進(jìn)了緩沖液體在泵與外部?jī)?chǔ)罐之間的通過外部熱交換器(冷卻器)進(jìn)行的移動(dòng)。同時(shí),使用錐形泵環(huán)的潛在好處是非常明顯的。正如圖2中所示,這樣一個(gè)模型,具有雙向功能以及在其葉片末端與相對(duì)的固定部件之間留有很寬的間隙。在泵的軸承發(fā)生變形的情況時(shí),這個(gè)寬間隙可以避免劃傷和產(chǎn)生大量的熱。
圖2中的外板密封是一個(gè)濕容器密封(API稱之為2CW-CW配置—雙接觸濕密封)并通常用在防止發(fā)生過程流體泄漏到空氣中的情況下,因此尺寸要最小并包含在內(nèi)的。許多用戶發(fā)現(xiàn)過程液體在接觸空氣時(shí)容易凝結(jié)的場(chǎng)合或者需要將內(nèi)部密封多余的熱量散發(fā)的場(chǎng)合更能發(fā)揮計(jì)劃55的優(yōu)勢(shì)。
通過查看幾家主要密封生產(chǎn)商的網(wǎng)站,用戶可以看到計(jì)劃55與計(jì)劃52的差別。對(duì)于計(jì)劃52,緩沖液體不一定是含在內(nèi)部的;由于計(jì)劃52的緩沖液體循環(huán)是通過外部泵或壓力系統(tǒng)建立的。如果指定使用計(jì)劃55,那么要仔細(xì)考慮緩沖液體來源的可靠性以及可能由過程液體或蒸汽對(duì)緩沖流體的污染。
然而,適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控儀表會(huì)為性能下降的主密封提供充分的報(bào)警。
圖3A和3B: 65A/B管路計(jì)劃通常用于標(biāo)準(zhǔn)泄漏檢測(cè)。
3. API計(jì)劃65A和65B
在計(jì)劃65A/B中,有一個(gè)用于處理冷凝泄漏的空氣泄漏收集和檢測(cè)系統(tǒng)。通過流向泄漏收集系統(tǒng)的過量流速檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)密封故障。圖3A和圖3B是想要說明有很多不同的密封配置是被允許使用的;重點(diǎn)主要是在泄露監(jiān)控。中心部分裝備了各種可用儀表中的一種。在任何情況下,圖3描述的是泵送液體在室溫下發(fā)生凝結(jié)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)安裝。
計(jì)劃65A/B的區(qū)別僅僅在于“A”使用節(jié)流襯套,而“B”在泄漏收集設(shè)定中使用了孔洞排列。
計(jì)劃65A/B在使用時(shí)通常采用單密封,因?yàn)轭A(yù)計(jì)的密封泄漏主要是液體,而不是氣體。管路連接到位于密封蓋板上的排水連接口,并將主要的密封泄漏引導(dǎo)到外部收集容器或系統(tǒng)中。
外部收集儲(chǔ)罐(“容器”)通常不是由密封生產(chǎn)商提供的;該“容器”可以是一條油乎乎的排水溝或者工廠里其他符合環(huán)境要求的液體收集系統(tǒng)。在密封內(nèi)部,過量的流速可以通過位于儲(chǔ)罐下游的孔洞來控制并引導(dǎo)進(jìn)儲(chǔ)罐,引起液位計(jì)發(fā)出報(bào)警。
圖4:在計(jì)劃65A中,少量的泄漏是通過一個(gè)孔口流出的;大量的泄漏會(huì)通過液位指示傳感器(“LIT”)來標(biāo)記。
計(jì)劃65A(圖4)中現(xiàn)實(shí)的孔洞一般為5毫米(大約0.25英寸);為了避免排水管道中有液體存積,孔洞應(yīng)該位于垂直的管道上。管道允許旁通孔洞以實(shí)現(xiàn)有效的過量泄漏自排放。如圖所示,可以采用壓力傳感器作為液位指示傳感器(LIT)的一個(gè)備選監(jiān)控。
圖5:計(jì)劃65B,針形截止閥可以經(jīng)過精細(xì)調(diào)整而適用。主要泄漏可以旁通此閥而被引流。少量泄漏的流速可以通過LIT裝置監(jiān)控。
如圖5所示,計(jì)劃65B與65A很相似。一個(gè)針形截止閥可以調(diào)整到滿足用戶的需要。主要泄漏通過旁通此閥而流走。泄漏流速可以通過LIT進(jìn)行穩(wěn)定的監(jiān)控。泄漏收集儲(chǔ)罐同樣需要安裝在密封蓋板下面,從而可以利用重力將液體從密封引流到儲(chǔ)罐。通常在密封和儲(chǔ)罐之間安裝一個(gè)閥門;在運(yùn)行的時(shí)候必須保持打開并僅僅在受控制的維護(hù)情況時(shí)關(guān)閉。
4.計(jì)劃66如何精細(xì)調(diào)整泄漏檢測(cè)
計(jì)劃66(圖6)是一個(gè)泄漏檢測(cè)計(jì)劃,經(jīng)常被管道工業(yè)用于遠(yuǎn)程應(yīng)用場(chǎng)合。在這里,大流量泄漏是主要問題。請(qǐng)注意開孔合適的(或配有閥門的)壓力傳感器是如何連接到這個(gè)盒式密封的中央部分。在發(fā)生大流量泄漏時(shí),引發(fā)的壓力上升會(huì)觸發(fā)報(bào)警。
圖6:API計(jì)劃66經(jīng)常在遠(yuǎn)程管線服務(wù)中使用。
這種方式可能對(duì)于粘性更大的液體具有同樣的效果。實(shí)際上,在生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了替代的版本,在出口處采用關(guān)閉的閥門而不是孔洞。該閥門需要定期打開來排放“正常的”或合理預(yù)期的密封泄漏。將排放之間的時(shí)間間隔做個(gè)趨勢(shì)圖,用戶可以獲得單密封在這種情況下(或甚至故障趨勢(shì))的精確數(shù)據(jù)。
在遠(yuǎn)距離管線泵送過程中,軸承保護(hù)異常重要。
圖6提示作者將這提供給讀者。正如在下列幾張圖片中所示,圖6中展示了高級(jí)軸承保護(hù)密封。
5. API計(jì)劃99 – 全方位計(jì)劃
還可能有一種目前API標(biāo)準(zhǔn)中沒有定義的管路計(jì)劃設(shè)計(jì)—一個(gè)根據(jù)客戶訂單執(zhí)行的計(jì)劃。有一定知識(shí)的客戶還是想要聽取制造商的建議和經(jīng)驗(yàn)。
扼要重述和總結(jié)一下我們開篇時(shí)的段落:有許多機(jī)械密封的生產(chǎn)商,他們總體的策略看起來差不多。關(guān)注穩(wěn)定性的用戶所感興趣的是特殊的密封和特殊的應(yīng)用。這樣的用戶經(jīng)常向那些以合理成本交付安全產(chǎn)品為首要目的的密封制造商尋求幫助。
這些公司也許與你的傳統(tǒng)的聯(lián)盟伙伴不同;按照定義,他們是那些一直以提供價(jià)值為市場(chǎng)策略的制造商。他們必須能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)質(zhì)服務(wù)和用戶的高滿意度。而且他們必須有指導(dǎo)別人的意愿。我們認(rèn)定他們是愿意向最終密封用戶傳遞最新教育和培訓(xùn)的密封服務(wù)和產(chǎn)品供應(yīng)商。