Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 3

12 tháng 12 2018

3.65. Nhà sản xuất cụm làm kín (seal manufacturer)

Đơn vị thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và cung cấp dịch vụ hỗ trợ cho các cụm làm kín và các hệ thống hỗ trợ làm kín kèm theo.

3.66. Vòng làm kín (seal ring)

Bề mặt làm kín tiếp xúc với vòng ăn khớp; nó được lắp một cách tùy động nhờ các lò xo và các hộp xếp.

3.67. Cụm làm kín thứ cấp (secondary seal)

Cơ cấu như: vòng đệm kín O hoặc miếng đệm graphit mềm dẻo, hoặc các hộp xếp ngăn chặn sự rò rỉ xung quanh các bộ phận làm kín khác.

3.68. Điều kiện làm việc (Service condition)

Giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất của nhiệt độ hoặc áp suất ở điều kiện tĩnh hoặc điều kiện động lực học.

3.69. Giá trị áp suất danh định làm kín tĩnh (static sealing-pressure rating)

Áp suất lớn nhất mà cụm làm kín có thể liên tục chịu được ở nhiệt độ cho phép lớn nhất trong khi trục không quay.

CHÚ THÍCH: Sau đó, cụm làm kín duy trì giá trị áp suất danh định làm kín động lực học.

3.70. ng lót cổ trục (throat bushing)

Cơ cấu tạo ra khe hở kín hạn chế xung quanh ống lót hoặc trục giữa cụm làm kín trong và bánh công tác.

3.71. Ống lót tiết lưu (throttle bushing)

Cơ cấu tạo ra khe hở kín hạn chế xung quanh ống lót hoặc trục tại mặt đầu bên ngoài của tấm nắp đệm của cụm làm kín cơ khí.

3.72. Tổng giá trị đọc được của thiết bị đo (total indicator reading)

Độ lệch tổng chỉ thị (total indicated runout)

TIR

Sự chênh lệch giữa các số đọc lớn nhất và nhỏ nhất của thiết bị chỉ báo có mặt số hoặc một thiết bị tương tự khi kiểm tra một mặt hoặc bề mặt hình trụ trong quá trình một vòng quay hoàn chỉnh của bề mặt được kiểm tra.

CHÚ THÍCH: Đối với một bề mặt hình trụ hoàn chỉnh, số đọc của thiết bị chỉ báo thể hiện độ lệch tâm bằng nửa số đọc. Đối với một mặt phẳng hoàn chỉnh, số đọc của thiết bị chỉ báo thể hiện một sự không vuông bằng với số đọc. Nếu đường kính được yêu cầu không hoàn toàn là hình trụ hoặc không phẳng, việc giải thích ý nghĩa của TIR phức tạp hơn và có thể tạo ra độ ô van hoặc độ vặn.

3.73. Cụm làm kín kiểu A (type A seal)

Cụm làm kín được cân bằng, được lắp bên trong, có cơ cấu đẩy, có thiết kế dạng hộp với nhiều lò xo và trong đó chi tiết cơ động thường chuyển động quay.

3.74. Cụm làm kín kiểu B (type B seal)

Cụm làm kín được cân bằng, được lắp trong, không có cơ cấu đẩy, (các hộp xếp bằng kim loại) trong đó chi tiết mềm dẻo thường chuyển động quay, và trong đó cụm làm kín thứ cấp là các vòng đàn hồi O.

3.75. Cụm làm kín kiểu C (type c seal)

Cụm làm kín được cân bằng, được lắp trong, không có cơ cấu đẩy, (các hộp xếp bằng kim loại) trong đó chi tiết mềm dẻo thường đứng yên, và trong đó cụm làm kín thứ cấp làm bằng graphit đàn hồi.

3.76. Nhà cung cấp (vendor)

Nhà cung cấp (supplier)

Nhà sản xuất thiết bị hoặc công ty đại diện của nhà sản xuất thường chịu trách nhiệm cung cấp dịch vụ

CHÚ THÍCH: Tiêu chuẩn này tập trung đến trách nhiệm giữa hai bên, được xác định là khách hàng và nhà cung cấp hoặc nhà cung cấp. Có rất nhiều bên liên quan đến việc mua và sản xuất thiết bị. Các bên này đóng những vai trò khác nhau tùy thuộc vào thứ tự của họ trong chuỗi. Họ có thể được gọi là khách hàng, nhà thầu, nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp phụ. Ví dụ, bên cung cấp một bảng điều khiển dầu bôi trơn có thể là nhà cung cấp bảng điều khiển của nhà sản xuất máy nén khí, nhà cung cấp phụ của khách hàng, và khách hàng các chi tiết nằm trong bảng đó. Tuy nhiên toàn bộ những thuật ngữ này có thể nói ngắn gọn là khách hàng và nhà cung cấp hoặc nhà cung cấp. Với lý do này, chỉ hai thuật ngữ này được định nghĩa. Việc nỗ lực định nghĩa các thuật ngữ khác có thể gây hiểu nhầm.

3.77. Chất làm ô nhiễm không khí nguy hiểm dễ bay hơi (volatile hazardous air pollutant)

VHAP

Bất kỳ hợp chất như được định nghĩa bởi tiêu đề 1, Phần A, Mục 112 của Tiêu chuẩn phát thải Quốc gia Mỹ về các chất ô nhiễm không khí nguy hiểm (NESHAPs) (Sự sửa đổi điều luật về khí sạch).

3.78. Kiểm tra có người làm chứng (witnessed inspection)

Thử nghiệm có người làm chứng (witnessed test)

Việc kiểm tra hoặc thử nghiệm mà khách hàng được thông báo về thời gian và việc kiểm tra thử nghiệm sẽ được thực hiện khi khách hàng hoặc đại diện bên khách hàng có mặt.

4. Các hệ thống làm kín

4.1. Các loại làm kín, các kiểu làm kín và các cấu trúc làm kín

4.1.1. Quy định chung

Các hệ làm kín có trong tiêu chuẩn này có thể được phân thành ba loại (1, 2 và 3), ba kiểu (A, B và C) và ba cấu trúc (1, 2 và 3). Ngoài ra, cụm làm kín của cấu trúc 2 và 3 có thể chia ra làm ba định hướng "mặt đối lưng", "lưng đối lưng" và "mặt đối mặt". Các dạng, các loại, các cấu trúc và các định hướng này được định nghĩa dưới đây:

Xem Hình 1 đến Hình 9 cho các giới thiệu điển hình.

4.1.2. Các loại làm kín

Có ba dạng làm kín như sau:

- Các cụm làm kín Loại 1 có định hướng được dùng trong các buồng làm kín của bơm không theo TCVN 9733 (ISO 13709), tốt nhất là đáp ứng được yêu cầu kích thước của tiêu chuẩn ASME B73.1, ASME B73.2 và kích thước buồng làm kín Kiểu C của ISO 3069 và những ứng dụng của chúng được giới hạn cho nhiệt độ buồng làm kín từ - 40 °C (- 40 °F) đến 260 °C (500°F ) và áp suất tuyệt đối lên đến 2,2 MPa (22 bar) (315 psi).

- Các cụm làm kín Loại 2 có định hướng được dùng trong các buồng làm kín đáp ứng các các yêu cầu kích thước đường bao buồng bơm theo TCVN 9733 (ISO 13709). Những ứng dụng của chúng được giới hạn cho nhiệt độ buồng làm kín từ - 40 °C (- 40 °F) đến 400 °C (750°F ) và áp suất tuyệt đối lên đến 4,2 MPa (42 bar) (615 psi).

- Các cụm làm kín Loại 3 cung cấp thiết kế làm kín đã được chứng minh bằng tài liệu và được thử nghiệm nghiêm ngặt. Toàn bộ hộp làm kín được yêu cầu thử nghiệm chất lượng như một cụm trong môi trường chất lỏng yêu cầu. Chúng đáp ứng được những yêu cầu về đường bao buồng làm kín của TCVN 9733 (ISO 13709) (hoặc tương đương), ứng dụng của chúng được giới hạn cho nhiệt độ buồng làm kín từ - 40 °C (- 40 °F) to 400 °C (750 °F) và áp suất tuyệt đối lên đến 4,2 MPa (42 bar) (615 psi).

Một bản tóm tắt sự khác nhau chính trong các loại làm kín được cho trong Phụ lục A.

Nhiệt độ và áp suất ngoài phạm vi của các loại này, hoặc liên quan đến chất lỏng không có trong Phụ lục A, có thể cần hướng dẫn lựa chọn công nghệ và sự làm kín hơn là được cung cấp trong tiêu chuẩn này.

4.1.3. Các kiểu làm kín

Có ba kiểu làm kín như sau:

- Cụm làm kín Kiểu A là một thiết kế dạng hộp được cân bằng và được lắp bên trong, cụm làm kín có cơ cấu đẩy với nhiều lò xo và trong đó chi tiết cơ động thường quay. Cụm làm kín thứ cấp là vòng đệm làm kín đàn hồi O.

Các vật liệu được xác định trong Điều 6. Hướng dẫn về tiêu chuẩn vật liệu tương đương được cho trong Phụ lục B. Hình 7 mô tả biết cụm làm kín Kiểu A.

- Cụm làm kín Kiểu B là một thiết kế dạng hộp được cân bằng và được lắp bên trong, cụm làm kín không có cơ cấu đẩy (các hộp xếp bằng kim loại) chi tiết mềm dẻo thường quay. Cụm làm kín thứ cấp là vòng đệm làm kín đàn hồi O.

Các vật liệu được xác định trong Điều 6. Hướng dẫn về tiêu chuẩn vật liệu tương đương được cho trong Phụ lục B. Hình 8 mô tả cụm làm kín Kiểu B. Một cụm làm kín có hộp xếp bằng kim loại tạo ra lợi thế là chỉ có các cụm làm kín tĩnh thứ cấp. Nó có thể được xác định thay cho cụm làm kín tiêu chuẩn Kiểu A trong trường hợp làm việc ở nhiệt độ thấp.

- Cụm làm kín Kiểu C là một cụm làm kín không có cơ cấu đẩy (các hộp xếp bằng kim loại) được cân bằng và được lắp bên trong, chi tiết mềm dẻo thường đứng im, cụm làm kín thứ cấp là graphit mềm dẻo.

Các vật liệu được xác định trong Điều 6. Hướng dẫn về tiêu chuẩn vật liệu tương đương được cho trong Phụ lục B. Hình 9 mô tả cụm làm kín Kiểu C. Một cụm làm kín có hộp xếp đã được cân bằng. Cụm làm kín dạng hộp xếp kim loại tĩnh là lựa chọn ưu tiên cho làm việc ở nhiệt độ cao.

Cấu hình các hộp xếp tĩnh Kiểu C được lựa chọn là tiêu chuẩn vì sự lợi ích của nó nếu bích bít kín và trục mất sự bố trí vuông góc. Trong sự lắp ráp này, các hộp xếp có thể lệch sang vị trí cố định để tiếp xúc với mặt quay. Ở cấu trúc quay, Kiểu B, các hộp xếp phải uốn cong và thay đổi vị trí một lần cho mỗi vòng quay trục để điều tiết độ chệch của bề mặt tĩnh; tuy nhiên, các hộp xếp bằng kim loại quay có xu hướng sinh hạt từ giữa hộp xếp dạng hạt cốc hoặc các dạng hoạt động của ổ đỡ dạng hạt khác. Người sử dụng nên chú ý rằng các cụm làm kín có hộp xếp quay thường có xu hướng rung lắc, do vậy chúng thường được trang bị các tấm giảm chấn hoặc các cơ khấu khác để điều chỉnh độ rung. Các cụm làm kín có các hộp xếp tĩnh tránh được đáng kể hiện tượng này. Các cụm làm kín có các hộp xếp bằng kim loại tạo ra lợi thế là chỉ có các cụm làm kín tĩnh thứ cấp. Điều này cho phép chúng được ứng dụng trong điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao nơi không được sử dụng các vòng đệm làm kín đàn hồi O. Các cụm làm kín có các hộp xếp bằng kim loại cũng là một sự thay thế hiệu quả về giá thành cho những điều kiện hoạt động ở đó sự cản trở về hóa học hoặc giá thành của các vật liệu vòng làm kín O gặp vấn đề khó khăn.

Các cụm làm kín Kiểu A và Kiểu B phù hợp với nhiệt độ lên đến 176 °C (350 °F). Các cụm làm kín Kiểu C phù hợp với nhiệt độ cao lên đến 400 °C (750 °F).

4.1.4. Các cấu trúc làm kín

Có ba cấu trúc làm kín như sau:

- Cấu trúc 1: Các hệ làm kín có một cụm làm kín cho mỗi bộ phận làm kín;

- Cấu trúc 2: Hệ làm kín có hai cụm làm kín cho mỗi buồng làm kín bơm thủy lực, có khoảng trống giữa các cụm làm kín tại áp suất nhỏ hơn áp suất buồng làm kín;

- Cấu trúc 3: Các hệ làm kín có hai cụm làm kín cho mỗi buồng làm kín bơm thủy lực, sử dụng chất lỏng ngăn cung cấp ngoài tại áp suất lớn hơn áp suất buồng làm kín.

CHÚ THÍCH 1: Sự khác nhau chính giữa hệ cấu trúc 2 và cấu trúc 3 là hai khái niệm ngăn ngừa sự rò rỉ và sự giới hạn rò rỉ chất lỏng công tác. Tham khảo các định nghĩa liên quan và các Sơ đồ dòng chức năng trong Phụ lục A.

CHÚ THÍCH 2: Trong cấu trúc 2 và cấu trúc 3, cụm làm kín chặn (3.13) có thể là một cụm làm kín ướt truyền thống hoặc một cụm làm kín khô. Cụm làm kín trong sử dụng Sơ đồ dòng chức năng tiêu biểu của các cụm làm kín cấu trúc 1. Nếu cụm làm kín chặn là một thiết kế cụm làm kín ướt truyền thống, một dòng đệm chất lỏng không áp sẽ được cấp cho buồng làm kín chặn (3.14). Nếu cụm làm kín chặn là một cụm làm kín khô, thì có thể được sử dụng môi trường đệm khí.

Các thiết kế công nghệ và phương pháp làm kín mới cũng được đề cập đến như sau:

- các cụm làm kín ướt tiếp xúc (CW): kiểu làm kín ở đó các bề mặt đối tiếp không được thiết kế để cố ý tạo ra các lực khí động hoặc thủy động để duy trì một khe cách ly đặc trưng (tham khảo các định nghĩa);

- các cụm làm kín không tiếp xúc (NC) (ướt hoặc khô): kiểu làm kín ở đó các bề mặt ăn khớp được thiết kế để có ý tạo ra các lực khí động lực học hoặc thủy động lực học để duy trì một khe cách ly đặc trưng; (tham khảo các định nghĩa) và

- các cụm làm kín chặn (CS), tiếp xúc hay không tiếp xúc: Thiết kế kiểu làm kín với một chi tiết mềm dẻo, vòng làm kín và vòng ăn khớp lắp trong buồng làm kín chặn;

Hình 1 đặt tất cả các khái niệm trong một sơ đồ, cung cấp một phương pháp tổng hợp để nhìn vào mối tương quan của chúng.

4.1.5. Các định hướng làm kín

Cấu trúc 2 và các cụm làm kín cấu trúc 3 có thể được chia theo ba định hướng dưới đây:

- mặt đối lưng: hệ làm kín kép trong đó một vòng ăn khớp được lắp ráp giữa hai chi tiết mềm dẻo và một chi tiết mềm dẻo được lắp ráp giữa hai vòng ăn khớp;

- lưng đối lưng: hệ làm kín kép trong đó cặp đôi chi tiết mềm dẻo được lắp đặt giữa các vòng ăn khớp;và

- mặt đối mặt: hệ làm kín kép trong đó cả hai vòng ăn khớp được lắp đặt giữa chi tiết mềm dẻo.

4.2. Các mục tiêu

Các hệ thống làm kín trục phù hợp với tiêu chuẩn này phải đáp ứng được các mục tiêu sau đây:

a) Toàn bộ các cụm làm kín phải được vận hành liên tục trong 25 000 h không cần thay thế;

b) Các cụm làm kín chặn vận hành liên tục trong 25 000 h không phải thay thế (các cụm làm kín khô hoặc ướt) tại bất kỳ áp suất buồng làm kín chặn nào bằng hoặc nhỏ hơn sự điều chỉnh bộ chuyển mạch có áp rò rỉ của cụm làm kín [không vượt quá áp suất kế là 0,07 MPa (0,7 bar) (10 psi)] và ít nhất trong 8 h tại điều kiện của buồng làm kín;

c) Tất cả các cụm làm kín nên vận hành trong 25 000 h không cần phải thay thế trong khi vừa phải phù hợp với quy định phát thải của địa phương vừa phải đạt được giá trị sàng lọc lớn nhất là 1 000 ml/m3 (1 000 ppm vol) như đã được đo bởi Phương pháp 21 EPA cho dù có đòi hỏi chặt chẽ hơn.

Xem lại: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 2

Xem tiếp: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 4