Mechanical seal hay Phớt cơ khí hay bộ làm kín cơ khí là bộ phận quan trọng của máy bơm, chịu trách nhiệm duy trì làm kín chất lỏng giữa trục quay và vỏ bơm tĩnh. Tuy nhiên, các bộ làm kín này có thể bị hỏng do nhiều yếu tố khác nhau, dẫn đến rò rỉ, giảm hiệu quả bơm và thời gian ngừng hoạt động tốn kém. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về những lý do hàng đầu dẫn đến hỏng bộ làm kín cơ khí trong máy bơm và cách phòng tránh chúng.
 |
| Mechanical seal |
1-Lựa chọn Mechanical seal không phù hợp
Chọn sai Mechanical seal có thể khiến nó bị hỏng. Hãy xem xét các yếu tố sau đây có thể góp phần gây ra hư hỏng:
• Khả năng tương thích với môi chất: Tất cả các bộ phận làm kín, chẳng hạn như mặt làm kín (seal face) và vòng đệm O-ring, không chỉ phải tương thích với chất lỏng quá trình được bơm mà còn với chất lỏng không xử lý được sử dụng để làm sạch, hơi nước, axit và chất tẩy, v.v. .
• Suy giảm vật lý: Sử dụng mặt bịt kín mềm (carbon ring) cho chất lỏng mài mòn, tuổi thọ sẽ ngăn. Chất lỏng nhạy cảm với lực cắt, như sô cô la, có thể bị vỡ và để lại chất rắn (chẳng hạn như bột ca cao) và đẩy chất lỏng ra ngoài (như dầu).
• Sự đóng cặn: Một số quy trình liên quan đến sự dao động lớn về nhiệt độ, độ nhớt, áp suất, tốc độ, v.v. Chất lỏng có xu hướng đông đặc (kết tinh) nhanh chóng cũng có thể hình thành vảy trên bề mặt phớt. Khi các cặn lắng này tích tụ trên các bề mặt bịt kín, khe hở bịt kín càng mở ra, gây rò rỉ. Các hạt mài mòn cũng có thể làm hỏng các bề mặt bịt kín.
• Nhiệt độ: Vật liệu o-ring đàn hồi có thể phồng lên khi nhiệt độ thay đổi. Các mặt cứng chịu mài mòn đặc biệt nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ.
• Độ nhớt: Các sản phẩm nhớt có thể hạn chế chuyển động tự do của Mechanical seal. Một số chất lỏng trở nên nhớt hơn khi lắc (như kem biến thành bơ).
Để tránh những hư hỏng này, điều cần thiết là phải chọn Mechanical seal phù hợp và đảm bảo rằng nó tương thích với chất lỏng quá trình và điều kiện vận hành. Kiểm tra các bảng tương thích hóa học để đảm bảo rằng vật liệu bịt kín tương thích với chất lỏng được bơm. Máy bơm thường xuyên bị mài mòn hoặc máy bơm bị hỏng sớm có thể cho thấy Mechanical seal bị hóa chất tấn công.
2-Lắp đặt/xử lý không đúng cách
Việc lắp đặt không đúng cách có thể làm hỏng Mechanical seal. Vòng đệm bịt kín được thiết kế để di chuyển cùng với trục và một số chuyển động ngang và dọc là bình thường. Tuy nhiên, nếu Mechanical seal được lắp đặt không đúng cách, nó có thể dẫn đến lực tác động quá mức và gây hư hại, có thể khiến lò xo Mechanical seal bị gãy hoặc các mặt bị mòn. Điều quan trọng là phải tuân theo các quy trình cài đặt thích hợp để tránh những vấn đề này.
Để ngăn ngừa các lỗi do con người gây ra có thể gây hỏng Mechanical seal, điều quan trọng là phải tuân theo các quy trình khởi động thích hợp và tránh các lỗi lắp đặt như đập lên khớp nối (coupling), trục bằng búa. Xử lý các bộ phận Mechanical seal làm bằng vật liệu giòn như Carbon hoặc Silicon carbide cần phải thận trọng, vì ngay cả việc xử lý sai sót nhỏ cũng có thể dẫn đến sứt mẻ các mặt đệm bịt kín nhạy cảm. Ngay cả một lượng nhỏ bụi bẩn, dầu hoặc dấu vân tay cũng có thể ảnh hưởng đến sự thẳng hàng của các mặt được xếp chồng lên nhau. Khi một máy bơm không hoạt động, nó phải được làm sạch kỹ lưỡng để tránh đông đặc sản phẩm trên các vòng đệm kín, điều này có thể khiến các mặt vòng đệm bịt kín khóa lại với nhau và bị hỏng trong quá trình khởi động. Xử lý đúng cách các vòng đệm và vệ sinh máy bơm bằng CIP/COP có thể giúp ngăn ngừa các sự cố này.
Ghi chú:
CIP (Cleaning In Place) và COP (Cleaning Out of Place) là hai phương pháp được sử dụng để vệ sinh thiết bị trong quá trình sản xuất.CIP là phương pháp vệ sinh tại chỗ bằng cách sử dụng các hệ thống bơm, đường ống và van để lưu thông chất tẩy rửa trong các thiết bị như bồn, đường ống, bơm, van và bất kỳ thiết bị nào khác mà không cần tháo rời các bộ phận của thiết bị. Quá trình này giúp tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sự nguy hiểm liên quan đến việc tháo lắp các bộ phận.
COP là phương pháp vệ sinh bên ngoài (không phải tại chỗ) bằng cách tháo rời các bộ phận của thiết bị và vệ sinh chúng ở một nơi khác. Quá trình này bao gồm việc tháo rời các bộ phận, đưa chúng đến khu vực vệ sinh và sau đó lắp lại các bộ phận sau khi đã vệ sinh xong.
3-Chạy khô (Dry running)/Thiếu bôi trơn:
Một trong những yếu tố quan trọng trong việc ngăn chặn sự cố của Mechanical seal là đảm bảo rằng các bề mặt đệm kín được bôi trơn đúng cách. Nếu không bôi trơn, nhiệt có thể tích tụ và làm cho các vòng đệm bị hỏng. Có một số trường hợp có thể xảy ra tình trạng thiếu chất bôi trơn, chẳng hạn như khi máy bơm đang chạy khô và không có chất lỏng để bôi trơn các mặt đệm kín (seal face). Ngoài ra, khi một chất lỏng được bơm ở nhiệt độ cao hoặc gần với áp suất bay hơi của nó, nó có thể không cung cấp đủ chất lỏng bôi trơn. Trong máy bơm Mechanical seal kiểu kép (dual seal), sự cố có thể xảy ra nếu không có chất lỏng đệm. Để ngăn chặn các loại hư hỏng này, điều quan trọng là phải sử dụng Mechanical seal flush plans phù hợp và đảm bảo rằng chất lỏng dùng thổi rửa bôi trơn (flushing) được sử dụng tương thích với chất lỏng được bơm. Bằng cách thực hiện các bước này, có thể tránh được nhiều trường hợp hỏng seal do thiếu chất bôi trơn.
Ghi chú: Mechanical seal flush plans đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp chất lỏng bên ngoài đến mặt bịt kín (seal face) để giữ cho chúng được bôi trơn và làm mát. Mục đích của việc flushing (thổi rửa) là loại bỏ bất kỳ mảnh vụn nào có thể gây hại cho mặt bịt kín và đảm bảo có đủ chất bôi trơn giữa các mặt, để ngăn ngừa việc mài mòn và quá nhiệt. Flushing plans thường liên quan đến việc sử dụng chất lỏng sạch, chẳng hạn như nước hoặc chất lỏng quá trình tương thích, để cung cấp một luồng chất lỏng đến các mặt bịt kín. Các Flushing plans khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể và loại Mechanical seal đang được sử dụng. Việc lựa chọn và thực hiện đúng Flushing plans có thể giúp kéo dài tuổi thọ của seal và giảm rủi ro hỏng sớm.
Rung động và sai lệch cân chỉnh có thể dẫn đến nhiều vấn đề khác nhau, chẳng hạn như hỏng Mechanical seal do những lý do sau:
- Trục bơm và trục động cơ truyền động không đồng tâm, trục bị cong hoặc vênh, vòng bi bị mòn hoặc lỏng, hoặc các bộ phận quay mất cân bằng có thể gây ra rung động.
- Chạy máy bơm vượt quá giới hạn thiết kế cũng có thể gây ra rung động, dẫn đến sứt mẻ bề mặt bịt kín và hở mặt bịt kín.
- Việc hở mặt bịt kín (seal face) có thể cho phép chất gây ô nhiễm xâm nhập giữa các mặt, dẫn đến mòn sớm.
5- Xâm thực (Cavitation)
Cavitation xảy ra khi một máy bơm hoạt động ngoài đường cong đặc tính, dẫn đến mài mòn nhanh các bộ phận, bao gồm cả vòng đệm kín. Vận hành máy bơm ở ngoài của đường cong đặc tính có thể tạo ra độ rung và tiếng ồn lớn, có thể làm hỏng các bề mặt bịt kín. Đảm bảo rằng máy bơm được vận hành trong phạm vi đường cong đặc tính của nó để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và hư hỏng vòng đệm bịt kín.
6-Quá Nhiệt
Nhiệt độ chất lỏng cao có thể làm cho vật liệu bằng chất dẻo như vòng o-ring trong các Mechanical seal bị phồng lên hoặc chảy ra, hạn chế hiệu quả của chúng và dẫn đến rò rỉ. Điều này có thể do quá trình tuần hoàn chất lỏng kéo dài hoặc do chính quá trình. Để tránh quá nhiệt, hãy theo dõi nhiệt độ quá trình và đảm bảo rằng máy bơm được vận hành trong giới hạn nhiệt độ của nó. Việc lắp đặt cảm biến nhiệt độ hoặc công tắc nhiệt có thể giúp phát hiện nhiệt độ cao và cho phép người vận hành thực hiện hành động khắc phục trước khi xảy ra hư hỏng.
7- Chuyển động trục do mòn vòng bi:
Nếu trục có chuyển động hướng kính lớn do mòn bearing, nó có thể khiến Mechanical seal hấp thụ các lực này, dẫn đến mòn sớm và hỏng hóc. Việc kiểm tra và bảo dưỡng trục và ổ trục thường xuyên có thể giúp ngăn ngừa hiện tượng mài mòn và chuyển động hướng kính quá mức.
8-Trục bị Mòn
Một số vật liệu đàn hồi có thể làm tăng độ mài mòn của trục (như Viton có hệ số ma sát cao hơn so với các vật liệu khác. Ma sát tăng cao này có thể gây ra sự mài mòn bổ sung trên trục) và nếu trục bị mòn theo thời gian, vòng đệm bịt kín có thể không khít, khiến chất lỏng bị rò rỉ. Kiểm tra độ mòn của trục và thay thế nếu cần, trước khi lắp Mechanical seal mới.
Ghi chú: Viton là một thương hiệu được đăng ký của công ty chuyên sản xuất cao su DuPont Performance Elastomers LLC, được sử dụng để chỉ một loại cao su đặc biệt chịu được nhiệt độ cao và hóa chất. Viton được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, bao gồm cả trong sản xuất bơm và các hệ thống đường ống, do tính năng kháng hóa chất và chịu nhiệt tốt của nó.
Tóm lại, hư hỏng Mechanical seal thường là sự kết hợp của nhiều yếu tố trên. Nó có thể được ngăn chặn bằng cách hiểu nguyên nhân và thực hiện các biện pháp phòng ngừa cần thiết.
----
Nhận xét
Đăng nhận xét
Các bạn có câu hỏi gì, cứ mạnh dạn trao đổi nhé, baoduongcokhi sẵn sàng giải đáp trong khả năng của mình.