หยุดความล้มเหลวของซีลในการใช้งานทางเคมี
ปั๊มหอยโข่งไร้ซีลพร้อมคัปปลิ้งแม่เหล็กได้รับความนิยมมากขึ้นในหมู่ผู้ใช้ปลายทางในอุตสาหกรรมเคมี แม่เหล็กโลกหายากได้ลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับข้อต่อแม่เหล็กโดยการลดมวลแม่เหล็กและแรงม้าที่ต้องการ นวัตกรรมนี้ช่วยลดต้นทุนของคัปปลิ้งและต้นทุนการดำเนินงานโดยรวม
ความล้มเหลวของซีลเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการบำรุงรักษาและการหยุดทำงานของปั๊ม หากซีลล้มเหลว ของเหลวจะไหลไปตามเพลาที่เชื่อมต่อมอเตอร์กับใบพัด แม้จะกำหนดการบำรุงรักษาไว้ก็ตาม ปั๊มจะต้องออกจากบริการเพื่อเปลี่ยนซีล
ในขณะที่เทคโนโลยีการผนึกเชิงกลได้รับการปรับปรุงเมื่อเวลาผ่านไป นวัตกรรมมักต้องการอุปกรณ์เพิ่มเติม ซีลเครื่องกลแบบคู่ ไม่ว่าจะแบบหันหลังชนกันหรือแบบตีคู่ เป็นเรื่องปกติสำหรับสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น การสูบน้ำด้วยสารเคมี
การบำรุงรักษาของเหลวกั้นในการออกแบบเหล่านี้มักจะหมายถึงการซื้อถังน้ำมันกั้น การควบคุม และแม้แต่ปั๊มเพิ่มเติม ซีลแก๊สเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง แต่ยังต้องการอุปกรณ์สนับสนุนที่อาจเกิดความเสียหายได้
ในตอนแรก ผู้ใช้ปลายทางจะพิจารณาเฉพาะปั๊มที่ไม่มีซีลเมื่อจัดการกับของเหลวอันตรายเท่านั้น ต้นทุนเริ่มต้นของปั๊มคู่แบบแม่เหล็กนั้นสูงกว่าการออกแบบที่ปิดสนิทตามอัตภาพมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ผู้ประกอบการมีความกังวลเกี่ยวกับต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของมากกว่าการใช้ทุนเบื้องต้น
ปั๊มคู่แม่เหล็กเริ่มแสดงความได้เปรียบด้านต้นทุนที่แท้จริง การออกแบบที่ไม่มีซีลแทนที่ปั๊มที่ปิดผนึกด้วยกลไกซึ่งจำเป็นต้องถอดออกทุกปีเพื่อการบำรุงรักษา ขยายช่วงเวลาการบริการและเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว การปล่อยมลพิษลดลงและความปลอดภัยดีขึ้น
ขณะนี้ผู้ปฏิบัติงานพิจารณาปั๊มไร้ซีลสำหรับบริการที่ไม่เคยมีเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา—การใช้งานที่ไม่เป็นอันตรายซึ่งยังคงยากและมีราคาแพงในการปิดผนึก
ในปั๊มหอยโข่ง เพลาจะส่งแรงบิดจากมอเตอร์ไปยังใบพัด ซีลป้องกันของเหลวที่สูบออกจากเพลา ซีลประกอบด้วยสองส่วน ส่วนหนึ่งอยู่กับที่และอีกส่วนหนึ่งหมุนได้ หน้าซีลมักทำจากคาร์บอน ทังสเตนคาร์ไบด์ หรือซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC)
ในปั๊มแม่เหล็กแบบไม่มีซีล แรงบิดของมอเตอร์จะหมุนตัวพาแม่เหล็ก หรือแม่เหล็กขับเคลื่อน แรงบิดจะถูกส่งผ่านเปลือกบรรจุไปยังแม่เหล็กด้านในหรือแม่เหล็กขับเคลื่อน แม่เหล็กส่งแรงบิดไปยังใบพัด สนามแม่เหล็กสร้างกระแสน้ำวนเมื่อไหลผ่านภาชนะโลหะ เปลือกเซรามิกป้องกันกระแสน้ำวนแต่สามารถบรรจุได้แรงดันจำกัดเท่านั้น กระแสน้ำวนเหล่านี้สร้างความร้อนโดยตรงระหว่างแม่เหล็ก และความร้อนนี้จะต้องกระจายออกไป
รูปที่ 1 เส้นทางการไหลของการไหลเวียนภายในโดยละเอียดสำหรับปั๊มที่มีใบพัดด้านหลังช่วยให้แรงดันเพิ่มขึ้นก่อนที่จะป้อนความร้อน (ภาพและกราฟิกได้รับความอนุเคราะห์จาก Dickow)
เส้นทางการไหล—การรวมกันของทางเดินผ่านเพลาปั๊ม, ตัวเรือนหรือทั้งสองอย่าง—นำความร้อนในของเหลวที่สูบออกไป ของเหลวเดินทางจากปั๊มออกไปยังแม่เหล็กที่ขับเคลื่อนและกลับไปที่การดูดหรือการปล่อย ของเหลวอาจส่งผลต่อหัวดูดที่เป็นบวกหากกลับไปที่จุดดูด
ใบพัดด้านหลังบนแม่เหล็กขับเคลื่อนช่วยให้ของเหลวอยู่ภายใต้แรงดันที่สูงขึ้นหลังจากดูดซับความร้อนจากกระแสน้ำวน แรงดันป้องกันของเหลวระเหยจากการกระพริบหลังจากเติมความร้อนลงในภาชนะ ใบพัดด้านหลังช่วยลดความจำเป็นในการทำความเย็นสำหรับยูทิลิตี้หรือการวางท่อที่มีค่าใช้จ่ายสูงเพื่อส่งของเหลวกลับไปยังถังดูด
รูปที่ 2 เส้นทางการไหลของการไหลเวียนภายในโดยละเอียดสำหรับปั๊มที่มีรูฉีดใบพัดช่วยให้ของเหลวคงอยู่เหนือแรงดันดูด
ภาพที่ 1 ปั๊มไร้ซีลส่งแรงบิดไปยังใบพัดผ่านชุดแม่เหล็กภายในเปลือกกักกัน ของเหลวที่สูบแล้วจะนำความร้อนที่เกิดจากแม่เหล็กออกไประหว่างการทำงาน
ในปั๊มแบบไม่มีซีล ความสมดุลของแรงขับที่ปลายเปียกมีความสำคัญ ปลายเปียกจะลอย ดังนั้นปลอกเพลาและตลับลูกปืนของปลอกต้องรองรับแรงขับในแนวรัศมีจากใบพัดและหมุนปลายเปียก ฟิล์มของไหลที่เสถียรและแรงอุทกพลศาสตร์รองรับการประกอบเพลา ของเหลวไม่หล่อลื่นตลับลูกปืนเพราะไม่ได้สัมผัสกัน
โหลดแรงขับตามแนวแกนอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงระหว่างที่ระบบขัดข้อง ปลายเปียกได้รับการออกแบบมาเพื่อลดแรงในแนวแกนจากปั๊ม แต่มักจะใช้วงแหวนสตาร์ทหรือตลับลูกปืนกันรุนแนวแกนเมื่อระบบมีการเปลี่ยนแปลง เมื่อช่องว่างระหว่างวงแหวนสตาร์ทกับพื้นผิวการผสมพันธุ์ปิดลง แรงจากวงแหวนสตาร์ทตัวอื่นจะเพิ่มขึ้น หากแรงดันดูดเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน ช่องว่างของวงแหวนสตาร์ทด้านหน้าจะปิดและช่องว่างของวงแหวนสตาร์ทด้านหลังจะเปิดขึ้น ปั๊มจะสร้างแรงถ่วงดุลตามทิศทางการดูดของปั๊มโดยอัตโนมัติ เมื่อจับคู่กับพื้นผิวตลับลูกปืน SiC การออกแบบนี้ช่วยให้ปลายเปียกไม่มีชิ้นส่วนที่ถือว่าเป็นชิ้นส่วนบำรุงรักษาตามปกติ
ผู้ใช้ปลายทางกำลังติดตั้งปั๊มไร้ซีลสำหรับการใช้งานทางเคมีมากขึ้นเรื่อยๆ ต้นทุนที่ลดลงของข้อต่อแม่เหล็กทำให้เทคโนโลยีนี้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับของเหลวอันตราย
พื้นผิวสึกหรอของปลอกเพลา ตลับลูกปืนของปลอก และแหวนสตาร์ทเครื่องมักทำจากคาร์บอนหรือ SiC ความแข็งรวมถึงความทนทานต่อการสึกหรอและความร้อนของ SiC ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานเกือบทุกประเภท การเคลือบที่คล้ายกับฝุ่นเพชรบนพื้นผิว SiC ช่วยเพิ่มการหล่อลื่นและยืดอายุการใช้งาน ในกรณีที่การไหลของของเหลวและฟิล์มที่เสถียรถูกรบกวน
ผู้ผลิตปั๊มไร้ซีลใช้วัสดุหลายอย่างสำหรับชิ้นส่วนที่เปียก ตั้งแต่เหล็กหล่อไปจนถึงโลหะผสมนิกเกิล ขึ้นอยู่กับบริการ วัสดุทั่วไปบางชนิด ได้แก่ เหล็กดัด เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าไร้สนิม 316 และสเตนเลสดูเพล็กซ์ พื้นที่เปียก แม้กระทั่งปั๊มทั้งหมด ในตอนนี้ถูกสร้างขึ้นจากเทอร์โมพลาสติก วัสดุเหล่านี้ทำงานได้ดีเมื่อสูบของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน แต่ต้องเผชิญกับข้อจำกัดที่ร้ายแรงในการใช้งานแรงดันสูงหรือที่อุณหภูมิสูง
การใช้งานที่รุนแรงมักต้องการแนวทางที่แปลกใหม่ เมื่อเลือกปั๊มสำหรับกระบวนการทางเคมีและปิโตรเคมี ผู้จัดการสถานที่ควรเปิดใจให้กว้างเกี่ยวกับวิธีรับมือกับความท้าทายในการปิดผนึกและการบำรุงรักษาปั๊มให้ดีที่สุด ปั๊มไร้ซีลช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือ ขยายเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว และลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ เทคโนโลยีนี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อการประหยัดและความปลอดภัยในสถานประกอบการใด ๆ โดยไม่คำนึงถึงการใช้งาน