Prosessiteollisuuden kohtaamat haasteet ovat muuttuneet, vaikka se edelleen pumppaa nesteitä, joista osa on vaarallisia tai myrkyllisiä. Turvallisuus ja luotettavuus ovat edelleen ensiarvoisen tärkeitä. Käyttäjät kuitenkin lisäävät nopeuksia, paineita, virtausnopeuksia ja jopa nesteen ominaisuuksien (lämpötila, pitoisuus, viskositeetti jne.) vakavuutta prosessoidessaan monia eräprosesseja. Öljynjalostamojen, kaasunjalostuslaitosten sekä petrokemian ja kemiantehtaiden käyttäjille turvallisuus tarkoittaa pumpattavien nesteiden hävikin tai niille altistumisen hallintaa ja estämistä. Luotettavuus tarkoittaa pumppuja, jotka toimivat tehokkaasti ja taloudellisesti ja vaativat vähemmän huoltoa.
Oikein suunniteltu mekaaninen tiiviste takaa pumpun käyttäjälle pitkäaikaisen, turvallisen ja luotettavan pumpun suorituskyvyn todistetusti toimivan teknologian avulla. Lukuisien pyörivien laitteiden ja lukemattomien komponenttien joukossa mekaanisten tiivisteiden on todistettu toimivan luotettavasti useimmissa käyttöolosuhteissa.
PUMPUT JA TIIVISTEET – HYVÄ SOPIVA
On vaikea uskoa, että tiivisteettömän pumpputeknologian massatuotannosta prosessiteollisuudessa on kulunut lähes 30 vuotta. Uutta teknologiaa mainostettiin ratkaisuna kaikkiin mekaanisten tiivisteiden ongelmiin ja havaittuihin rajoituksiin. Jotkut ehdottivat, että tämä vaihtoehto poistaisi mekaanisten tiivisteiden käytön kokonaan.
Pian tämän kampanjan jälkeen loppukäyttäjät kuitenkin huomasivat, että mekaaniset tiivisteet voisivat täyttää tai ylittää lakisääteiset vuoto- ja suojausvaatimukset. Lisäksi pumppuvalmistajat tukivat teknologiaa tarjoamalla päivitettyjä tiivistekammioita korvaamaan vanhat puristustiiviste-"tiivistepesät".
Nykypäivän tiivistekammiot on suunniteltu erityisesti mekaanisille tiivisteille, mikä mahdollistaa vankemman teknologian patruunapohjaisessa järjestelmässä, helpottaa asennusta ja luo ympäristön, jossa tiivisteet toimivat täydellä potentiaalillaan.
SUUNNITTELUN EDISTYKSET
1980-luvun puolivälissä uudet ympäristömääräykset pakottivat teollisuuden tarkastelemaan paitsi päästöjen ja eristämisen lisäksi myös laitteiden luotettavuutta. Kemiantehtaiden mekaanisten tiivisteiden keskimääräinen korjausväli (MTBR) oli noin 12 kuukautta. Nykyään keskimääräinen korjausväli on 30 kuukautta. Tällä hetkellä öljyteollisuudessa, johon sovelletaan joitakin tiukimpia päästörajoja, keskimääräinen korjausväli on yli 60 kuukautta.
Mekaaniset tiivisteet säilyttivät maineensa osoittamalla kykynsä täyttää ja jopa ylittää parhaan käytettävissä olevan ohjaustekniikan (BACT) vaatimukset. Lisäksi ne tekivät niin pysyen samalla taloudellisena ja energiatehokkaana teknologiana, joka täyttää päästö- ja ympäristömääräykset.
Tietokoneohjelmien avulla tiivisteitä voidaan mallintaa ja prototyypata ennen valmistusta, jotta voidaan varmistaa, miten ne käsittelevät tiettyjä käyttöolosuhteita ennen niiden asentamista kentälle. Tiivisteiden valmistuksen suunnittelukyvykkyys ja tiivistepintojen materiaalien teknologia ovat kehittyneet niin pitkälle, että niitä voidaan kehittää yksilöllisesti sopiviksi prosessisovellukseen.
Nykypäivän tietokonepohjaiset mallinnusohjelmat ja -teknologia mahdollistavat 3D-suunnittelun tarkastelun, elementtimenetelmän (FEA), laskennallisen nestedynamiikan (CFD), jäykän kappaleen analyysin ja lämpökuvausdiagnostiikkaohjelmien käytön, jotka eivät aiemmin olleet helposti saatavilla tai olivat liian kalliita aiemman 2D-suunnittelun yhteydessä toistuvaan käyttöön. Nämä mallinnustekniikoiden edistysaskeleet ovat lisänneet mekaanisten tiivisteiden suunnittelun luotettavuutta.
Nämä ohjelmat ja teknologiat ovat johtaneet paljon kestävämpien komponenttien käyttöön standardoiduissa patruunatiivisteissä. Näihin kuuluvat jousien ja dynaamisten O-renkaiden poistaminen prosessinesteestä, ja joustava staattoriteknologia on noussut ensisijaiseksi suunnitteluratkaisuksi.
MUKAUTETUN SUUNNITTELUN TESTAUSKYVY
Standardoitujen patruunatiivisteiden käyttöönotto on merkittävästi parantanut tiivistysjärjestelmien luotettavuutta niiden kestävyyden ja helpon asennuksen ansiosta. Tämä kestävyys mahdollistaa laajemman valikoiman käyttöolosuhteita luotettavalla suorituskyvyllä.
Lisäksi räätälöityjen tiivistejärjestelmien nopeampi suunnittelu ja valmistus ovat mahdollistaneet "hienosäätämisen" vaihtelevien pumpun käyttövaatimusten mukaan. Räätälöinti voidaan tehdä joko muuttamalla itse tiivistettä tai helpommin apujärjestelmäkomponenttien, kuten putkistosuunnitelman, avulla. Kyky hallita tiivisteympäristöä vaihtelevissa käyttöolosuhteissa tukijärjestelmän tai putkistosuunnitelmien avulla on ratkaisevan tärkeää tiivisteen suorituskyvyn ja luotettavuuden kannalta.
Luonnollinen kehitysaskel oli myös räätälöidympien pumppujen ja vastaavasti räätälöityjen mekaanisten tiivisteiden käyttöönotto. Nykyään mekaaninen tiiviste voidaan suunnitella ja testata nopeasti kaikenlaisissa prosessiolosuhteissa tai pumpun ominaisuuksissa. Tiivistepinnat, tiivistepesän mittaparametrit ja tiivisteen sovitus tiivistyspesään voidaan suunnitella ja valmistaa räätälöidysti monenlaisiin sovelluksiin. Standardien, kuten American Petroleum Instituten (API) standardin 682, päivittäminen on myös parantanut tiivisteiden luotettavuutta vaatimusten avulla, jotka validoivat tiivisteiden suunnittelua, materiaaleja ja toiminnallisuutta.
MUKAUTETTU ISTUVUUS
Tiivisteteollisuus kamppailee päivittäin tiivisteteknologian tuotteistumisen kanssa. Liian monet ostajat ajattelevat, että "tiiviste on tiiviste on tiiviste". Vakiopumpuissa voidaan usein käyttää samaa perustiivistettä. Kun pumppu asennetaan ja sitä käytetään tiettyihin prosessiolosuhteisiin, tiivistejärjestelmään tehdään kuitenkin jonkinlaisia mukautuksia vaaditun luotettavuuden saavuttamiseksi kyseisissä käyttöolosuhteissa ja kemiallisessa prosessissa.
Vaikka käytössä olisi sama vakiopatruunarakenne, on olemassa laaja valikoima räätälöintimahdollisuuksia materiaalikomponenttien valinnasta käytettyyn putkistosuunnitelmaan. Tiivistevalmistajan ohjeet tiivistysjärjestelmän komponenttien valinnassa ovat ratkaisevan tärkeitä tarvittavan suorituskykytason ja yleisen luotettavuuden saavuttamiseksi. Tämän tyyppinen räätälöinti voi mahdollistaa mekaanisten tiivisteiden normaalin käytön pidentämisen jopa 30–60 kuukauteen keskimääräisen käyttöiän (MTBR) 24 kuukauden sijaan.
Tällä lähestymistavalla loppukäyttäjät voivat olla varmoja siitä, että he saavat tiivistysjärjestelmän, joka on suunniteltu heidän tiettyyn käyttötarkoitukseensa, muotoonsa ja toimintaansa. Tämä ominaisuus antaa loppukäyttäjälle tarvittavan tiedon pumpun toiminnasta ennen sen asennusta. Ei tarvitse arvailla, miten pumppu toimii tai pystyykö se käsittelemään käyttötarkoitusta.
LUOTETTAVA SUUNNITTELU
Vaikka useimmat prosessinoperaattorit suorittavat samoja toimintoja, sovellukset eivät ole samoja. Prosessit toimivat eri nopeuksilla, eri lämpötiloissa ja eri viskositeeteilla, ja niissä käytetään erilaisia toimintatapoja ja erilaisia pumppukokoonpanoja.
Vuosien varrella mekaanisten tiivisteiden teollisuus on ottanut käyttöön merkittäviä innovaatioita, jotka ovat vähentäneet tiivisteiden herkkyyttä vaihteleville käyttöolosuhteille ja johtaneet luotettavuuden kasvuun. Tämä tarkoittaa, että jos loppukäyttäjällä ei ole valvontalaitteita, jotka varoittaisivat tärinästä, lämpötilasta, laakeri- ja moottorikuormituksista, nykypäivän tiivisteet useimmissa tapauksissa suorittavat silti ensisijaiset tehtävänsä.
JOHTOPÄÄTÖS
Luotettavuussuunnittelun, materiaalien parannusten, tietokoneavusteisen suunnittelun ja edistyneiden valmistustekniikoiden ansiosta mekaaniset tiivisteet osoittavat jatkuvasti arvonsa ja luotettavuutensa. Muuttuvista päästö- ja suojausvaatimuksista sekä turvallisuus- ja altistumisrajoista huolimatta tiivisteet ovat pysyneet haastavien vaatimusten edellä. Siksi mekaaniset tiivisteet ovat edelleen ensisijainen valinta prosessiteollisuudessa.
Julkaisun aika: 30. kesäkuuta 2022