Izazovi s kojima se suočava procesna industrija promijenili su se iako one i dalje pumpaju tekućine, neke opasne ili otrovne. Sigurnost i pouzdanost i dalje su od primarne važnosti. Međutim, operateri povećavaju brzine, tlakove, protoke, pa čak i ozbiljnost karakteristika tekućine (temperaturu, koncentraciju, viskoznost itd.) tijekom obrade mnogih šaržnih operacija. Za operatere rafinerija nafte, postrojenja za preradu plina te petrokemijskih i kemijskih postrojenja, sigurnost znači kontrolu i sprječavanje gubitka ili izloženosti pumpanim tekućinama. Pouzdanost znači pumpe koje rade učinkovito i ekonomično, s manje potrebnog održavanja.
Pravilno dizajnirana mehanička brtva osigurava operateru pumpe dugotrajan, siguran i pouzdan rad pumpe s provjerenom tehnologijom. Među brojnim rotirajućom opremom i mnoštvom komponenti, mehaničke brtve dokazano pouzdano rade u većini vrsta radnih uvjeta.
PUMPE I BRTVE - DOBRO PRILAGOĐAVAJU
Teško je povjerovati da je prošlo gotovo 30 godina od masovne promocije tehnologije pumpi bez brtvi u procesnoj industriji. Nova tehnologija promovirana je kao rješenje za sve probleme i uočena ograničenja mehaničkih brtvi. Neki su sugerirali da bi ova alternativa u potpunosti eliminirala upotrebu mehaničkih brtvi.
Međutim, nedugo nakon ove promocije, krajnji korisnici su saznali da mehaničke brtve mogu zadovoljiti ili premašiti zakonske zahtjeve za curenje i zadržavanje. Nadalje, proizvođači pumpi podržali su tehnologiju pružajući ažurirane komore brtvi kako bi zamijenili stare kompresijske brtvene kutije.
Današnje komore brtvi posebno su dizajnirane za mehaničke brtve, što omogućuje robusniju tehnologiju u platformi patrona, olakšava ugradnju i stvara okruženje koje omogućuje brtvama da funkcioniraju u punom potencijalu.
NAPREDOVANJE U DIZAJNU
Sredinom 1980-ih, novi propisi o zaštiti okoliša prisilili su industriju da ne samo da obrati pozornost na zadržavanje i emisije, već i na pouzdanost opreme. Prosječno srednje vrijeme između popravaka (MTBR) za mehaničke brtve u kemijskom postrojenju bilo je otprilike 12 mjeseci. Danas je prosječni MTBR 30 mjeseci. Trenutno, naftna industrija, podložna nekim od najstrožih razina emisija, ima prosječni MTBR veći od 60 mjeseci.
Mehaničke brtve zadržale su svoj ugled pokazujući sposobnost ispunjavanja, pa čak i premašivanja zahtjeva najbolje dostupne tehnologije upravljanja (BACT). Nadalje, to su učinile uz ostanak ekonomične i energetski učinkovite tehnologije dostupne za ispunjavanje propisa o emisijama i zaštiti okoliša.
Računalni programi omogućuju modeliranje i izradu prototipova brtvi prije proizvodnje kako bi se potvrdilo kako će se nositi sa specifičnim radnim uvjetima prije ugradnje na terenu. Mogućnosti dizajna proizvodnje brtvi i tehnologija materijala za brtvene površine napredovale su do te mjere da se mogu razviti za potpuno prilagođavanje procesnoj primjeni.
Današnji programi i tehnologija računalnog modeliranja omogućuju korištenje 3D pregleda dizajna, analize konačnih elemenata (FEA), računalne dinamike fluida (CFD), analize krutog tijela i programa za termalno snimanje koji u prošlosti nisu bili lako dostupni ili su bili preskupi za čestu upotrebu s ranijim 2D nacrtima. Ovi napredci u tehnikama modeliranja povećali su pouzdanost dizajna mehaničkih brtvi.
Ovi programi i tehnologije doveli su do dizajna standardnih patronskih brtvi s mnogo robusnijim komponentama. To je uključivalo uklanjanje opruga i dinamičkih O-prstenova iz procesne tekućine i učinilo tehnologiju fleksibilnog statora dizajnom izbora.
MOGUĆNOST TESTIRANJA DIZAJNA PO NARUDŽBI
Uvođenje standardnih patronskih brtvi značajno je doprinijelo većoj pouzdanosti sustava brtvljenja zahvaljujući njihovoj robusnosti i jednostavnosti ugradnje. Ova robusnost omogućuje širi raspon uvjeta primjene s pouzdanim performansama.
Osim toga, brži dizajn i izrada prilagođenih brtvenih sustava omogućili su „fino podešavanje“ za različite zahtjeve rada pumpe. Prilagodba se može uvesti ili promjenama u samoj brtvi ili, lakše, putem pomoćnih komponenti sustava kao što je plan cjevovoda. Mogućnost kontrole okruženja brtve pod različitim radnim uvjetima putem potpornog sustava ili planova cjevovoda najvažnija je za performanse i pouzdanost brtve.
Također se dogodio prirodan napredak koji je uključivao više pumpi dizajniranih po narudžbi, s odgovarajućom prilagođenom mehaničkom brtvom. Danas se mehanička brtva može brzo dizajnirati i testirati za bilo koju vrstu procesnih uvjeta ili karakteristika pumpe. Površine brtve, dimenzijski parametri komore brtve i način na koji se brtva uklapa u komoru brtve mogu se dizajnirati i izraditi prema narudžbi za širok raspon primjena. Ažuriranje standarda kao što je standard 682 Američkog naftnog instituta (API) također je dovelo do veće pouzdanosti brtvi kroz zahtjeve koji potvrđuju dizajn, materijale i funkcionalnost brtvi.
PRILAGOĐENO KROJENJE
Industrija brtvi svakodnevno se bori s komodifikacijom tehnologije brtvi. Previše kupaca misli da je „brtva brtva brtva“. Standardne pumpe često mogu koristiti istu osnovnu brtvu. Međutim, kada se instalira i primjenjuje na specifične procesne uvjete, često se provodi neka vrsta prilagodbe u sustavu brtvljenja kako bi se postigla potrebna pouzdanost u tom specifičnom skupu radnih uvjeta i kemijskog procesa.
Čak i s istim standardnim dizajnom patrone, postoji širok raspon mogućnosti prilagodbe, od odabira materijalnih komponenti do korištenog plana cjevovoda. Smjernice o odabiru komponenti sustava brtvljenja od strane proizvođača brtvi ključne su za postizanje potrebne razine performansi i ukupne pouzdanosti. Ova vrsta prilagodbe može omogućiti mehaničkim brtvama da produže normalnu upotrebu do 30 do 60 mjeseci MTBR-a umjesto 24 mjeseca.
Ovim pristupom krajnji korisnici mogu biti sigurni da će dobiti sustav brtvljenja koji je dizajniran za njihovu specifičnu primjenu, oblik i funkciju. Ta sposobnost pruža krajnjem korisniku potrebno znanje o radu pumpe prije nego što se ona instalira. Nije potrebno nagađati o tome kako pumpa radi ili može li se nositi s primjenom.
POUZDAN DIZAJN
Iako većina operatera procesa obavlja iste funkcije, primjene nisu iste. Procesi se odvijaju različitim brzinama, različitim temperaturama i različitim viskoznostima, s različitim operativnim postupcima i različitim konfiguracijama pumpi.
Tijekom godina, industrija mehaničkih brtvi uvela je značajne inovacije koje su smanjile osjetljivost brtvi na različite radne uvjete i dovele do povećanja pouzdanosti. To znači da ako krajnji korisnik nema instrumente za nadzor koji bi davao upozorenja na vibracije, temperaturu, opterećenja ležajeva i motora, današnje brtve će u većini slučajeva i dalje obavljati svoje primarne funkcije.
ZAKLJUČAK
Kroz inženjering pouzdanosti, poboljšanja materijala, računalno potpomognuto projektiranje i napredne tehnike proizvodnje, mehaničke brtve i dalje dokazuju svoju vrijednost i pouzdanost. Unatoč promjenjivim emisijama i kontroli zadržavanja te sigurnosnim ograničenjima i ograničenjima izloženosti, brtve su ostale ispred izazovnih zahtjeva. Zato su mehaničke brtve i dalje preferirani izbor u procesnoj industriji.
Vrijeme objave: 30. lipnja 2022.