Pengedap udara pam penggalak berganda, yang diadaptasi daripada teknologi pengedap udara pemampat, lebih biasa digunakan dalam industri pengedap aci. Pengedap ini memberikan pelepasan sifar cecair yang dipam ke atmosfera, memberikan rintangan geseran yang kurang pada aci pam dan berfungsi dengan sistem sokongan yang lebih ringkas. Manfaat ini memberikan kos kitaran hayat penyelesaian keseluruhan yang lebih rendah.
Pengedap ini berfungsi dengan memperkenalkan sumber gas bertekanan luaran antara permukaan pengedap dalam dan luar. Topografi permukaan pengedap tertentu memberikan tekanan tambahan pada gas penghalang, menyebabkan permukaan pengedap terpisah, menyebabkan permukaan pengedap terapung dalam filem gas. Kehilangan geseran adalah rendah kerana permukaan pengedap tidak lagi bersentuhan. Gas penghalang melalui membran pada kadar aliran yang rendah, memakan gas penghalang dalam bentuk kebocoran, yang kebanyakannya bocor ke atmosfera melalui permukaan pengedap luar. Sisa meresap ke dalam ruang pengedap dan akhirnya dibawa pergi oleh aliran proses.
Semua pengedap hermetik berganda memerlukan bendalir bertekanan (cecair atau gas) antara permukaan dalam dan luar pemasangan pengedap mekanikal. Sistem sokongan diperlukan untuk menghantar bendalir ini ke pengedap. Sebaliknya, dalam pengedap berganda tekanan pelincir cecair, bendalir penghalang beredar dari takungan melalui pengedap mekanikal, di mana ia melincirkan permukaan pengedap, menyerap haba dan kembali ke takungan di mana ia perlu menghilangkan haba yang diserap. Sistem sokongan pengedap berganda tekanan bendalir ini adalah kompleks. Beban haba meningkat dengan tekanan dan suhu proses dan boleh menyebabkan masalah kebolehpercayaan jika tidak dikira dan ditetapkan dengan betul.
Sistem sokongan pengedap berganda udara termampat tidak memerlukan banyak ruang, tidak memerlukan air penyejukan dan memerlukan sedikit penyelenggaraan. Di samping itu, apabila sumber gas pelindung yang boleh dipercayai tersedia, kebolehpercayaannya adalah bebas daripada tekanan dan suhu proses.
Disebabkan peningkatan penggunaan pengedap udara pam tekanan ganda di pasaran, Institut Petroleum Amerika (API) telah menambah Program 74 sebagai sebahagian daripada penerbitan edisi kedua API 682.
74 Sistem sokongan program biasanya merupakan satu set tolok dan injap yang dipasang pada panel yang membersihkan gas penghalang, mengawal tekanan hiliran dan mengukur tekanan dan aliran gas ke pengedap mekanikal. Mengikuti laluan gas penghalang melalui panel Pelan 74, elemen pertama ialah injap sehala. Ini membolehkan bekalan gas penghalang diasingkan daripada pengedap untuk penggantian elemen penapis atau penyelenggaraan pam. Gas penghalang kemudiannya melalui penapis penyatuan 2 hingga 3 mikrometer (µm) yang memerangkap cecair dan zarah yang boleh merosakkan ciri topografi permukaan pengedap, menghasilkan filem gas pada permukaan permukaan pengedap. Ini diikuti oleh pengatur tekanan dan manometer untuk menetapkan tekanan bekalan gas penghalang ke pengedap mekanikal.
Pengedap gas pam tekanan dua memerlukan tekanan bekalan gas penghalang untuk memenuhi atau melebihi tekanan pembezaan minimum di atas tekanan maksimum dalam ruang pengedap. Penurunan tekanan minimum ini berbeza-beza mengikut pengeluar dan jenis pengedap, tetapi biasanya sekitar 30 paun setiap inci persegi (psi). Suis tekanan digunakan untuk mengesan sebarang masalah dengan tekanan bekalan gas penghalang dan membunyikan penggera jika tekanan jatuh di bawah nilai minimum.
Operasi pengedap dikawal oleh aliran gas penghalang menggunakan meter aliran. Penyimpangan daripada kadar aliran gas penghalang yang dilaporkan oleh pengeluar pengedap mekanikal menunjukkan prestasi pengedap yang berkurangan. Aliran gas penghalang yang berkurangan mungkin disebabkan oleh putaran pam atau penghijrahan bendalir ke permukaan pengedap (daripada gas penghalang yang tercemar atau bendalir proses).
Selalunya, selepas kejadian sedemikian, kerosakan pada permukaan pengedap berlaku, dan kemudian aliran gas penghalang meningkat. Lonjakan tekanan dalam pam atau kehilangan separa tekanan gas penghalang juga boleh merosakkan permukaan pengedap. Penggera aliran tinggi boleh digunakan untuk menentukan bila intervensi diperlukan untuk membetulkan aliran gas tinggi. Titik set untuk penggera aliran tinggi biasanya dalam julat 10 hingga 100 kali ganda aliran gas penghalang biasa, biasanya tidak ditentukan oleh pengeluar pengedap mekanikal, tetapi bergantung pada berapa banyak kebocoran gas yang boleh ditoleransi oleh pam.
Secara tradisinya, meter aliran tolok boleh ubah telah digunakan dan bukanlah sesuatu yang luar biasa bagi meter aliran julat rendah dan tinggi untuk disambungkan secara bersiri. Suis aliran tinggi kemudiannya boleh dipasang pada meter aliran julat tinggi untuk memberikan penggera aliran tinggi. Meter aliran kawasan boleh ubah hanya boleh dikalibrasi untuk gas tertentu pada suhu dan tekanan tertentu. Apabila beroperasi dalam keadaan lain, seperti turun naik suhu antara musim panas dan musim sejuk, kadar aliran yang dipaparkan tidak boleh dianggap sebagai nilai yang tepat, tetapi hampir dengan nilai sebenar.
Dengan pelancaran API 682 edisi ke-4, pengukuran aliran dan tekanan telah beralih daripada analog kepada digital dengan bacaan setempat. Meter aliran digital boleh digunakan sebagai meter aliran kawasan berubah-ubah, yang menukar kedudukan apungan kepada isyarat digital, atau meter aliran jisim, yang secara automatik menukar aliran jisim kepada aliran isipadu. Ciri membezakan pemancar aliran jisim ialah ia menyediakan output yang mengimbangi tekanan dan suhu untuk menyediakan aliran sebenar di bawah keadaan atmosfera standard. Kelemahannya ialah peranti ini lebih mahal daripada meter aliran kawasan berubah-ubah.
Masalah dengan menggunakan pemancar aliran adalah untuk mencari pemancar yang mampu mengukur aliran gas penghalang semasa operasi biasa dan pada titik penggera aliran tinggi. Sensor aliran mempunyai nilai maksimum dan minimum yang boleh dibaca dengan tepat. Antara aliran sifar dan nilai minimum, aliran output mungkin tidak tepat. Masalahnya ialah apabila kadar aliran maksimum untuk model transduser aliran tertentu meningkat, kadar aliran minimum juga meningkat.
Satu penyelesaiannya adalah dengan menggunakan dua pemancar (satu frekuensi rendah dan satu frekuensi tinggi), tetapi ini adalah pilihan yang mahal. Kaedah kedua adalah dengan menggunakan sensor aliran untuk julat aliran operasi biasa dan menggunakan suis aliran tinggi dengan meter aliran analog julat tinggi. Komponen terakhir yang dilalui oleh gas penghalang ialah injap sehala sebelum gas penghalang meninggalkan panel dan bersambung dengan pengedap mekanikal. Ini adalah perlu untuk mengelakkan aliran balik cecair yang dipam ke dalam panel dan kerosakan pada instrumen sekiranya berlaku gangguan proses yang tidak normal.
Injap sehala mesti mempunyai tekanan bukaan yang rendah. Jika pemilihan salah, atau jika pengedap udara pam tekanan dua mempunyai aliran gas penghalang yang rendah, dapat dilihat bahawa denyutan aliran gas penghalang disebabkan oleh pembukaan dan pemasangan semula injap sehala.
Secara amnya, nitrogen tumbuhan digunakan sebagai gas penghalang kerana ia mudah didapati, lengai dan tidak menyebabkan sebarang tindak balas kimia yang buruk dalam cecair yang dipam. Gas lengai yang tidak tersedia, seperti argon, juga boleh digunakan. Dalam kes di mana tekanan gas pelindung yang diperlukan adalah lebih besar daripada tekanan nitrogen tumbuhan, penggalak tekanan boleh meningkatkan tekanan dan menyimpan gas tekanan tinggi dalam penerima yang disambungkan ke salur masuk panel Plan 74. Botol nitrogen dalam botol biasanya tidak digalakkan kerana ia memerlukan penggantian silinder kosong secara berterusan dengan yang penuh. Jika kualiti pengedap merosot, botol boleh dikosongkan dengan cepat, menyebabkan pam berhenti untuk mengelakkan kerosakan selanjutnya dan kegagalan pengedap mekanikal.
Tidak seperti sistem penghalang cecair, sistem sokongan Plan 74 tidak memerlukan jarak dekat dengan pengedap mekanikal. Satu-satunya peringatan di sini ialah bahagian memanjang tiub berdiameter kecil. Penurunan tekanan antara panel Plan 74 dan pengedap boleh berlaku di dalam paip semasa tempoh aliran tinggi (degradasi pengedap), yang mengurangkan tekanan penghalang yang tersedia untuk pengedap. Meningkatkan saiz paip boleh menyelesaikan masalah ini. Sebagai peraturan, panel Plan 74 dipasang pada penyangga pada ketinggian yang sesuai untuk mengawal injap dan membaca bacaan instrumen. Pendakap boleh dipasang pada plat tapak pam atau di sebelah pam tanpa mengganggu pemeriksaan dan penyelenggaraan pam. Elakkan bahaya tersandung pada paip/paip yang menghubungkan panel Plan 74 dengan pengedap mekanikal.
Bagi pam antara galas dengan dua pengedap mekanikal, satu di setiap hujung pam, adalah tidak digalakkan untuk menggunakan satu panel dan saluran keluar gas penghalang berasingan untuk setiap pengedap mekanikal. Penyelesaian yang disyorkan adalah menggunakan panel Pelan 74 yang berasingan untuk setiap pengedap, atau panel Pelan 74 dengan dua output, setiap satu dengan set meter aliran dan suis alirannya sendiri. Di kawasan yang mempunyai musim sejuk yang sejuk, mungkin perlu untuk melindungi panel Pelan 74 daripada musim sejuk. Ini dilakukan terutamanya untuk melindungi peralatan elektrik panel, biasanya dengan membungkus panel di dalam kabinet dan menambah elemen pemanasan.
Satu fenomena yang menarik ialah kadar aliran gas penghalang meningkat dengan penurunan suhu bekalan gas penghalang. Ini biasanya tidak disedari, tetapi boleh menjadi ketara di tempat-tempat yang mempunyai musim sejuk yang sejuk atau perbezaan suhu yang besar antara musim panas dan musim sejuk. Dalam beberapa kes, mungkin perlu melaraskan titik tetap penggera aliran tinggi untuk mengelakkan penggera palsu. Saluran udara panel dan paip/paip penyambung mesti dibersihkan sebelum memasang panel Pelan 74 untuk digunakan. Ini paling mudah dicapai dengan menambah injap bolong pada atau berhampiran sambungan pengedap mekanikal. Jika injap pembilasan tidak tersedia, sistem boleh dibersihkan dengan memutuskan sambungan tiub/tiub daripada pengedap mekanikal dan kemudian menyambungkannya semula selepas pembersihan.
Selepas menyambungkan panel Pelan 74 kepada pengedap dan memeriksa semua sambungan untuk kebocoran, pengatur tekanan kini boleh dilaraskan kepada tekanan yang ditetapkan dalam aplikasi. Panel mesti membekalkan gas penghalang bertekanan kepada pengedap mekanikal sebelum mengisi pam dengan bendalir proses. Pengedap dan panel Pelan 74 sedia untuk dimulakan apabila prosedur pentauliahan dan pengudaraan pam telah selesai.
Elemen penapis mesti diperiksa selepas sebulan beroperasi atau setiap enam bulan jika tiada pencemaran ditemui. Selang penggantian penapis bergantung pada ketulenan gas yang dibekalkan, tetapi tidak boleh melebihi tiga tahun.
Kadar gas penghalang perlu diperiksa dan direkodkan semasa pemeriksaan rutin. Jika denyutan aliran udara penghalang yang disebabkan oleh pembukaan dan penutupan injap sehala cukup besar untuk mencetuskan penggera aliran tinggi, nilai penggera ini mungkin perlu ditingkatkan untuk mengelakkan penggera palsu.
Satu langkah penting dalam penyahtauliahan ialah pengasingan dan penyahtekanan gas pelindung harus menjadi langkah terakhir. Pertama, asingkan dan nyahtekanan selongsong pam. Sebaik sahaja pam berada dalam keadaan selamat, tekanan bekalan gas pelindung boleh dimatikan dan tekanan gas dikeluarkan dari paip yang menghubungkan panel Pelan 74 ke pengedap mekanikal. Toskan semua bendalir dari sistem sebelum memulakan sebarang kerja penyelenggaraan.
Pengedap udara pam tekanan berganda yang digabungkan dengan sistem sokongan Pelan 74 menyediakan penyelesaian pengedap aci sifar pelepasan kepada pengendali, pelaburan modal yang lebih rendah (berbanding pengedap dengan sistem penghalang cecair), kos kitaran hayat yang berkurangan, jejak sistem sokongan yang kecil dan keperluan perkhidmatan minimum.
Apabila dipasang dan dikendalikan mengikut amalan terbaik, penyelesaian pembendungan ini dapat memberikan kebolehpercayaan jangka panjang dan meningkatkan ketersediaan peralatan berputar.
We welcome your suggestions on article topics and sealing issues so that we can better respond to the needs of the industry. Please send your suggestions and questions to sealsensequestions@fluidsealing.com.
Mark Savage ialah pengurus kumpulan produk di John Crane. Savage memegang Ijazah Sarjana Muda Sains dalam Kejuruteraan dari Universiti Sydney, Australia. Untuk maklumat lanjut, layari johncrane.com.
Masa siaran: 8-Sep-2022