Để hiểu về hiện tượng rò rỉ ở bơm ly tâm, điều quan trọng là phải hiểu nguyên lý hoạt động cơ bản của bơm ly tâm. Khi dòng chảy đi vào qua lỗ cánh quạt và lên các cánh quạt, chất lỏng có áp suất và vận tốc thấp. Khi dòng chảy đi qua buồng xoắn ốc, áp suất và vận tốc tăng lên. Sau đó, dòng chảy thoát ra qua cửa xả, tại điểm này áp suất cao nhưng vận tốc giảm xuống. Dòng chảy đi vào bơm phải đi ra khỏi bơm. Bơm tạo ra cột áp (hoặc áp suất), có nghĩa là nó làm tăng năng lượng của chất lỏng trong bơm.
Một số lỗi ở các bộ phận của bơm ly tâm, chẳng hạn như khớp nối, hệ thống thủy lực, khớp tĩnh và ổ bi, sẽ khiến toàn bộ hệ thống bị hỏng, nhưng khoảng 69% các trường hợp hỏng bơm là do thiết bị làm kín bị trục trặc.
SỰ CẦN THIẾT CỦA PHỚT CƠ KHÍ
Một vòng đệm cơ khíLà một thiết bị được sử dụng để kiểm soát sự rò rỉ giữa trục quay và bình chứa chất lỏng hoặc khí. Chức năng chính của nó là kiểm soát sự rò rỉ. Tất cả các gioăng đều bị rò rỉ – chúng phải như vậy để duy trì một lớp màng chất lỏng trên toàn bộ bề mặt gioăng cơ khí. Lượng rò rỉ ra phía khí quyển khá thấp; ví dụ, lượng rò rỉ trong hydrocarbon được đo bằng máy đo VOC theo đơn vị phần triệu (ppm).
Trước khi phớt cơ khí được phát triển, các kỹ sư thường sử dụng gioăng cơ khí để làm kín bơm. Gioăng cơ khí, một loại vật liệu dạng sợi thường được tẩm chất bôi trơn như than chì, được cắt thành từng đoạn và nhét vào bên trong cái gọi là "hộp đệm". Sau đó, một vòng đệm được thêm vào phía sau để nén chặt mọi thứ. Vì gioăng tiếp xúc trực tiếp với trục nên nó cần được bôi trơn, nhưng vẫn sẽ làm giảm công suất.
Thông thường, một "vòng đèn lồng" cho phép phun nước rửa vào gioăng. Nước này, cần thiết để bôi trơn và làm mát trục, sẽ rò rỉ vào quy trình hoặc ra khí quyển. Tùy thuộc vào ứng dụng của bạn, bạn có thể cần:
- Hướng dòng nước xả ra xa khỏi quy trình để tránh ô nhiễm.
- Ngăn nước xả đọng trên sàn nhà (nước bắn tung tóe), đây vừa là vấn đề liên quan đến an toàn lao động theo quy định của OSHA, vừa là vấn đề liên quan đến vệ sinh nhà cửa.
- Bảo vệ hộp ổ trục khỏi nước xả, vì nước có thể làm ô nhiễm dầu và cuối cùng dẫn đến hỏng ổ trục.
Cũng như mọi loại bơm khác, bạn cần kiểm tra bơm để xác định chi phí vận hành hàng năm. Bơm màng có thể có chi phí lắp đặt và bảo trì phải chăng, nhưng nếu tính toán lượng nước tiêu thụ mỗi phút hoặc mỗi năm, bạn có thể sẽ ngạc nhiên về chi phí. Bơm phớt cơ khí có thể giúp bạn tiết kiệm được rất nhiều chi phí hàng năm.
Với cấu tạo hình học tổng quát của một gioăng cơ khí, bất cứ nơi nào có gioăng hoặc vòng chữ O, đều tiềm ẩn nguy cơ rò rỉ:
- Vòng chữ O (hoặc gioăng) động bị mòn, xước hoặc hư hỏng do ma sát khi gioăng cơ khí chuyển động.
- Bụi bẩn hoặc chất gây ô nhiễm giữa các gioăng cơ khí.
- Một sự cố hoạt động ngoài thiết kế bên trong các gioăng cơ khí.
NĂM LOẠI HỎNG HÓC THIẾT BỊ NIÊM PHONG
Nếu bơm ly tâm bị rò rỉ không kiểm soát được, bạn phải kiểm tra kỹ lưỡng tất cả các nguyên nhân có thể để xác định xem cần sửa chữa hay lắp đặt mới.
1. Sự cố vận hành
Bỏ qua điểm hiệu suất tối ưu: Bạn có đang vận hành máy bơm ở điểm hiệu suất tối ưu (BEP) trên đường cong hiệu suất không? Mỗi máy bơm được thiết kế với một điểm hiệu suất cụ thể. Khi bạn vận hành máy bơm ngoài vùng đó, bạn sẽ tạo ra các vấn đề về lưu lượng dẫn đến hệ thống bị lỗi.
Áp suất hút dương thực (NPSH) không đủ: Nếu áp suất hút của bơm không đủ, cụm quay có thể trở nên không ổn định, gây ra hiện tượng xâm thực và dẫn đến hỏng gioăng.
Vận hành không tải:Nếu bạn đặt van điều khiển ở mức quá thấp để điều tiết lưu lượng bơm, bạn có thể làm tắc nghẽn dòng chảy. Dòng chảy bị tắc nghẽn gây ra hiện tượng tuần hoàn ngược bên trong bơm, tạo ra nhiệt và làm tăng nguy cơ hỏng gioăng.
Chạy khô và thông hơi không đúng cách cho phớt: Bơm trục đứng dễ bị ảnh hưởng nhất vì phớt cơ khí được đặt ở phía trên. Nếu việc thông hơi không đúng cách, không khí có thể bị kẹt xung quanh phớt và không thể thoát ra khỏi hộp đệm. Phớt cơ khí sẽ sớm bị hỏng nếu bơm tiếp tục hoạt động trong điều kiện này.
Biên độ hơi thấp:Đây là các chất lỏng dễ bốc hơi; các hydrocacbon nóng sẽ bốc hơi khi tiếp xúc với điều kiện khí quyển. Khi màng chất lỏng đi qua gioăng cơ khí, nó có thể bốc hơi ở phía khí quyển và gây ra hư hỏng. Hư hỏng này thường xảy ra với hệ thống cấp nước nồi hơi—nước nóng ở 250-280ºF bốc hơi do sự giảm áp suất giữa hai mặt gioăng.
2. Hỏng hóc cơ khí
Lệch trục, mất cân bằng khớp nối và mất cân bằng cánh quạt đều có thể góp phần gây ra hỏng hóc phớt cơ khí. Ngoài ra, sau khi lắp đặt bơm, nếu các đường ống được bắt vít vào bơm không thẳng hàng, bạn sẽ tạo ra rất nhiều áp lực lên bơm. Bạn cũng cần tránh một nền móng không tốt: Nền móng có chắc chắn không? Có được trát vữa đúng cách không? Có bị lún không? Có được bắt vít đúng cách không? Và cuối cùng, hãy kiểm tra các ổ bi. Nếu dung sai của ổ bi bị mòn quá mức, trục sẽ di chuyển và gây ra rung động trong bơm.
3. Hỏng hóc các bộ phận gioăng
Bạn đã có một cặp gioăng phớt tốt về mặt ma sát (nghiên cứu về ma sát) chưa? Bạn đã chọn đúng các sự kết hợp bề mặt tiếp xúc chưa? Chất lượng vật liệu bề mặt gioăng như thế nào? Vật liệu của bạn có phù hợp với ứng dụng cụ thể của bạn không? Bạn đã chọn đúng các gioăng phụ, chẳng hạn như gioăng đệm và vòng chữ O, được chế tạo để chịu được tác động của hóa chất và nhiệt chưa? Lò xo của bạn không nên bị tắc nghẽn hoặc ống thổi bị ăn mòn. Cuối cùng, hãy chú ý đến sự biến dạng bề mặt do áp suất hoặc nhiệt độ, vì gioăng cơ khí dưới áp suất lớn thực sự sẽ bị cong vênh, và hình dạng bị lệch có thể gây ra rò rỉ.
4. Những sai sót trong thiết kế hệ thống
Bạn cần một hệ thống xả gioăng kín đúng cách, cùng với hệ thống làm mát đầy đủ. Hệ thống kép có chất lỏng ngăn cách; bình chứa gioăng phụ cần được đặt đúng vị trí, với thiết bị đo lường và đường ống chính xác. Bạn cần tính đến chiều dài đoạn ống thẳng ở đầu hút – một số hệ thống bơm cũ thường được đóng gói sẵn bao gồm một khuỷu 90º ở đầu hút ngay trước khi dòng chảy đi vào mắt cánh quạt. Khuỷu này gây ra dòng chảy rối, tạo ra sự không ổn định trong cụm quay. Tất cả các đường ống hút/xả và đường ống vòng cũng cần được thiết kế chính xác, đặc biệt nếu một số đường ống đã được sửa chữa tại một số thời điểm trong những năm qua.
5. Mọi thứ khác
Các yếu tố khác chỉ chiếm khoảng 8% tổng số lỗi. Ví dụ, đôi khi cần có các hệ thống phụ trợ để tạo ra môi trường hoạt động phù hợp cho gioăng cơ khí. Đối với hệ thống kép, cần có chất lỏng phụ trợ đóng vai trò như một lớp chắn ngăn ngừa ô nhiễm hoặc chất lỏng trong quá trình tràn ra môi trường. Tuy nhiên, đối với hầu hết người dùng, việc giải quyết một trong bốn loại lỗi đầu tiên sẽ mang lại giải pháp họ cần.
PHẦN KẾT LUẬN
Các gioăng cơ khí đóng vai trò quan trọng trong độ tin cậy của thiết bị quay. Chúng là nguyên nhân gây ra rò rỉ và hỏng hóc của hệ thống, đồng thời cũng là dấu hiệu của những vấn đề có thể dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng về sau. Độ tin cậy của gioăng phụ thuộc rất nhiều vào thiết kế gioăng và môi trường hoạt động.
Thời gian đăng bài: 26/06/2023