Giỏ hàng

Bơm - các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 10

Đăng bởi Thế giới Van công nghiệp ngày bình luận

Hình 27 - Trình tự thử nghiệm cụm làm kín

10.3.1. Thử nghiệm chất lượng cụm làm kín

10.3.1.1. Mục đích

10.3.1.1.1. Để cung cấp cho người sử dụng cuối cùng tin tưởng rằng kiểu cụm làm kín được đề xuất được thực hiện theo yêu cầu của tiêu chuẩn này, mỗi cụm làm kín hoặc hệ thống làm kín phải được nhà sản xuất cụm làm kín thử nghiệm phù hợp trước khi đưa ra thị trường. Thử nghiệm chất lượng không phải là thử nghiệm chấp nhận. Mục đích thử nghiệm này là không thử nghiệm kích cỡ từng cụm làm kín riêng lẻ trong chất lỏng mà là đánh giá chất lượng của toàn bộ thiết kế phù hợp 10.3.1.3.

CHÚ THÍCH: Thử nghiệm chất lượng này nhằm cung cấp cho người sử dụng cuối cùng với các bằng chứng thực tế về khả năng để thực hiện độ tin cậy trong các môi trường khác nhau của cụm làm kín.

  • 10.3.1.1.2. Nếu được quy định, thực hiện thử nghiệm tùy chọn theo sự thỏa thuận của nhà sản xuất cụm làm kín và khách hàng.

Khách hàng có thể quy định các điều kiện thử nghiệm khác với thử nghiệm chất lượng tiêu chuẩn được áp dụng.

10.3.1.2. Phạm vi kiểm tra

10.3.1.2.1. Cụm làm kín phải được kiểm tra trên một sơ đồ thử nghiệm của nhà sản xuất cụm làm kín theo 10.3.1.2.2 to 10.3.1.2.12 và 10.3.1.3.

10.3.1.2.2. Cụm làm kín Loại 3 phải được kiểm tra sử dụng cùng một hệ, kiểu, thiết kế và cấp vật liệu đề xuất trong thiết kế cụm làm kín thương mại sẵn có.

10.3.1.2.3. Cụm làm kín Loại 1 và Loại 2 phải được kiểm tra sử dụng cùng một hệ, kiểu, thiết kế và cấp vật liệu đề xuất trong thiết kế cụm làm kín thương mại sẵn có. Tuy nhiên, việc lắp ráp sơ đồ thử nghiệm và vòng ăn khớp có thể thay đổi lẫn nhau với cụm làm kín Loại 3 định hướng tương tự vốn đã được kiểm tra cùng một cấu trúc mà không yêu cầu thử nghiệm bổ sung nào.

CHÚ THÍCH: Việc này làm giảm số lần kiểm tra và đưa ra các yếu tố khuyến khích để sử dụng các bộ phận chi tiết giữa các loại.

10.3.1.2.4. Bề mặt cụm làm kín của các vật liệu (kiểu loại, nhà cung cấp và cấp độ) có thể khả năng như các cặp ăn khớp cho các ứng dụng cụ thể theo nhóm do được thử nghiệm trong chất lỏng thử đại diện cùng nhóm với một trong các cụm làm kín Loại 1, Loại 2 hoặc Loại 3.

CHÚ THÍCH: Điều này đã giảm số lần kiểm tra đồng thời đảm bảo rằng việc kết hợp các vật liệu bề mặt đã thử nghiệm trong chất lỏng thử nghiệm đại diện.

10.3.1.2.5. Cụm làm kín phải được thử nghiệm trong bốn thử nghiệm chất lỏng khác nhau mà mẫu chất lỏng chi ra trong ba nhóm ứng dụng từ quy trình lựa chọn cụm làm kín được khuyến nghị (Phụ lục A). Các chất lỏng thử nghiệm: Nước, Propan, 20 % chất lỏng NaOH và dầu khoáng. Dầu khoáng là dầu khoáng màu trắng có khả năng làm việc ở nhiệt độ lên đến 315 °C (600 °F). Bảng 7 cho nhận biết chất lỏng thử nghiệm cho mỗi nhóm ứng dụng.

CHÚ THÍCH: Việc thử nghiệm chất lỏng phải được lựa chọn mẫu theo trạng thái của chất lỏng mô tả trong quy trình lựa chọn cụm làm kín khuyến nghị (Phụ lục A). Các tính năng khi thử nghiệm chất lỏng là đại diện cho các tính năng của chất lỏng chỉ ra trong nhóm ứng dụng (ví dụ như độ nhớt, chất chống mòn, chất kết tinh, áp suất hơi, hyđrô cacbon hoặc phi hyđrô cacbon). Chất lỏng thử nghiệm được lựa chọn phải xem xét đến tính sẵn có và an toàn đối với các thử nghiệm trong môi trường thử nghiệm.

Bảng 7 - Sơ đồ chất lỏng thử nghiệm và sơ đồ lựa chọn nhóm ứng dụng

Nhóm ứng dụng

Chất lỏng thử nghiệm

Nước

Propan

NaOH (20 %)

Dầu khoáng

Không hyđrocacbon

Nước

X

 

 

 

Nước chua

X

 

 

 

Kiềm

 

 

X

 

Axit

X

 

 

 

Hyđrô cacbon không bay hơi

- 40 °C đến - 7 °C (- 40 °F đến 20°F)

 

X

 

 

- 7 °C đến 150 °C (20 °F đến 300 °F)

 

 

 

X

150 °C đến 400 °C (300 °F đến 750 °F)

 

 

 

X

Hyđrô cacbon bay hơi

- 40 °C đến - 7 °C (-40°F đến 20 °F)

 

X

 

 

- 7 °C đến 38 °C (20 °F đến 100 °F)

 

X

 

 

38°C đến 150°C (100°F đến 300°F)

 

 

 

X

10.3.1.2.6. Mỗi thử nghiệm chất lượng cho từng thử nghiệm chất lỏng phải bao gồm một trong các giai đoạn sau (xem Hình 28 đến Hình 32).

a) Giai đoạn động lực học phải được thử nghiệm ở nhiệt độ, áp suất và tốc độ không đổi (điểm cơ bản).

b) Giai đoạn tĩnh phải được thử nghiệm ở mức 0 r/min sử dụng cùng một nhiệt độ và áp suất như giai đoạn động lực học.

c) Giai đoạn tuần hoàn phải được thử nghiệm ở nhiệt độ và áp suất khác nhau bao gồm mở máy và tắt máy. Đối với các Hiđrocacbon bay hơi, giai đoạn thử nghiệm tuần hoàn phải bao gồm sai lệch trong hơi nước và quay về trạng thái chất lỏng (bay hơi và hồi lại).

CHÚ THÍCH: Các giai đoạn này được lựa chọn để đánh giá kiểu cụm làm kín theo dải vận hành (nhiệt độ và áp suất) xác định trong từng nhóm ứng dụng. Hình 28 đến Hình 32 trình bày đồ thị đại diện của thông số vận hành thử nghiệm đối với tất cả ba giai đoạn và mỗi chất lỏng thử. Các giai đoạn thử nghiệm được lựa chọn theo các điều kiện vận hành của bơm thực tế như là vận hành thông thường, chờ và mở máy/tắt máy.

CHÚ DẪN

X Nhiệt độ, oC

Y Áp suất nhiệt độ, MPa

1 Các điều kiện điểm cơ bản

2 Chu kỳ nhiệt độ

3 Chu kỳ áp suất

4 Giai đoạn chất lỏng

5 Giai đoạn bay hơi

Hình 28 - Các thông số thử nghiệm nước

CHÚ DẪN :

X Nhiệt độ, °C

Y Áp suất tuyệt đối, MPa

  1. Các điều kiện điểm cơ bản
  2. Giai đoạn chất lỏng
  3. Giai đoạn bay hơi

Hình 29 - Các thông số thử nghiệm Propan

CHÚ DẪN :

X Nhiệt độ, oC

Y Áp suất tuyệt đối, MPa

  1. Các điều kiện điểm cơ bản
  2. Chu kỳ nhiệt độ
  3. Chu kỳ áp suất

Hình 30 - Các thông số thử nghiệm kiềm (NaOH)

CHÚ DẪN :

X Nhiệt độ, oC

Y Áp suất tuyệt đối, MPa

  1. Các điều kiện điểm cơ bản
  2. Chu kỳ nhiệt độ
  3. Chu kỳ áp suất

Hình 31 - Các thông số thử nghiệm dầu khoáng cho ứng dụng giữa - 7°C (20 oF) và 150 °C (300 °F)

CHÚ DẪN :

X Nhiệt độ, oC

Y Áp suất tuyệt đối, MPa

  1. Các điều kiện điểm cơ bản
  2. Chu kỳ nhiệt độ
  3. Chu kỳ áp suất

Hình 32 - Các thông số thử nghiệm dầu khoáng cho ứng dụng giữa 150 °C (300 °F) và 260 °C (500 °F)

10.3.1.2.7. Đối với mỗi kiểu cụm làm kín và chất lỏng thử nghiệm, các đường kính cân bằng định mức của các cụm làm kín được thử nghiệm phải là 50 mm (2 in) đến 75 mm (3 in) và 100 mm (4 in) đến 127 mm (5 in). Đối với các cụm làm kín bên ngoài phạm vi tiêu chuẩn này, phải xem xét đến việc thử nghiệm chất lượng.

CHÚ THÍCH: Hầu hết các ứng dụng cụm làm kín phải theo tiêu chuẩn này. Việc thử nghiệm các kích cỡ cũng xem xét đến phạm vi kích cỡ được xác định. Các tính năng kích cỡ vận hành và các kích cỡ thử nghiệm phải được xem xét tương tự.

10.3.1.2.8. Đối với cụm làm kín Cấu trúc 1, chứng minh tính năng của cụm làm kín phù hợp với 10.3.1.3.

10.3.1.2.9. Đối với cụm làm kín Cấu trúc 2, sử dụng các dòng chất lỏng đệm (2CW-CW):

a) Chứng minh tính năng của Cấu trúc có cụm làm kín trong không có cụm làm kín ngoài và chất lỏng đệm phù hợp với 10.3.1.3;

b) Chứng minh tính năng của Cấu trúc có cụm làm kín ngoài và chất lỏng đệm phù hợp với 10.3.1.3.

10.3.1.2.10. Đối với các cụm làm kín Cấu trúc 2, sử dụng một cụm làm kín chặn có hoặc không có bơm xả khí đệm (2CW-CS, 2NC-CS):

a) Đối với Cấu trúc sử dụng cụm làm kín trong tiếp xúc (2CW-CS), chứng minh tính năng của cụm làm kín trong, không có cụm làm kín ngoài và bơm xả khí đệm phù hợp với 10.3.1.3;

b) Chứng minh tính năng của Cấu trúc có cụm làm kín bên trong và cụm làm kín ngoài, nhưng không có bất kỳ bơm xả khí đệm phù hợp với 10.3.1.3;

c) Sau khi hoàn thành bước b), chứng minh tính năng cụm làm kín chặn phù hợp với 10.3.1.3.5.

10.3.1.2.11. Đối với Các cụm làm kín Cấu trúc 3 sử dụng dòng chất lỏng ngăn (3CW-F8, 3CW-FF, 3CW-BB):

a) Chứng minh tính năng của Cấu trúc có cụm làm kín trong không có cụm làm kín ngoài và dòng chất lỏng chất lỏng ngăn phù hợp với 10.3.1.3;

b) Chứng minh tính năng của Cấu trúc có cụm làm kín ngoài và chất lỏng ngăn phù hợp với 10.3.1.3.

10.3.1.2.12. Đối với các cụm làm kín Cấu trúc 3, sử dụng dòng ngăn khí (3NC-BB, 3NC-FF, 3NC-PB):

a) Dòng ngăn khí được sử dụng trong quá trình thử nghiệm chất lượng phải là nitơ;

b) Chứng minh tính năng của cấu trúc phù hợp với 10.3.1.3;

c) Chứng minh tính năng của cấu trúc tại áp suất ngăn khí khác nhau phù hợp với 10.3.1.3.6.

10.3.1.3. Quy trình thử

10.3.1.13.1. Trình tự thử phải phù hợp với 10.3.1.3.2 đến 10.3.1.3.11 và thể hiện trong Hình 33. Trình tự thử bao gồm các giai đoạn động lực học, tĩnh và tuần hoàn. Ba giai đoạn thử này phải tiến hành liên tục mà không phải tháo cụm làm kín.

10.3.13.2. Giai đoạn động lực học trong khi thử nghiệm chất lượng phải tiến hành liên tục nhỏ nhất là 100 h với tốc độ 3 600 r/min dưới các điều kiện điểm cơ bản được cho trong Bảng 8.

10.3.13.3. Giai đoạn tĩnh trong khi thử nghiệm chất lượng phải tiến hành nhỏ nhất là 4 h ở tốc độ 0 r/min (tắt máy) dưới các điều kiện điểm cơ bản cho trong Bảng 8. Không được phép quay trục trong khi thử nghiệm tĩnh.

10.3.13.4. Giai đoạn tuần hoàn của thử nghiệm chất lượng phải được tiến hành ở nhiệt độ và áp suất cho trong Bảng 8 và được thực hiện như sau:

a) vận hành cụm làm kín tại điều kiện áp suất và nhiệt độ điểm cơ bản và tốc độ 3 600 r/min cho đến khi thiết lập cân bằng;

b) Giảm áp để tất cả chất lỏng trong buồng làm kín để bay hơi hoặc giảm đến áp suất kế 0 MPa (0 bar) (0 psi) đối với các chất lỏng không bay hơi (tăng áp suất hoặc thử nghiệm dầu). Thiết lập lại áp suất cơ bản;

c) Giảm nhiệt độ chất lỏng trong buồng làm kín để giảm tối thiểu nhiệt độ thử nghiệm tuần hoàn được cho trong Bảng 8. Thiết lập lại các điều kiện điểm cơ bản;

d) Tăng nhiệt độ chất lỏng trong buồng làm kín để tăng lớn nhất nhiệt độ thử nghiệm tuần hoàn được cho trong Bảng 8. Thiết lập lại các điều kiện điểm cơ bản. Đối với việc thử nghiệm dầu khoáng, sau khi đạt được điều kiện cơ bản, tăng áp suất chất lỏng trong buồng làm kín để tăng lớn nhất nhiệt độ thử nghiệm tuần hoàn được cho trong Bảng 8. Thiết lập lại các điều kiện điểm cơ bản;

e) Tắt dòng chức năng của cụm làm kín trong 1 min nếu có thể;

f) Dừng thử nghiệm (0 r/min) trong ít nhất 10 min;

g) Thiết lập các điều kiện điểm cơ bản và vận hành ở tốc độ 3 600 r/min;

h) Làm lại các bước từ b) đến g), bổ sung thêm 3 lần;

i) Làm lại các bước từ b) đến e);

j) Thiết lập lại dòng chức năng và cho phép thử nghiệm cụm làm kín đạt các điều kiện cân bằng (bao gồm phát thải hyđrô cacbon) ở điểm cơ bản; và

k) Dừng thử nghiệm (0 r/min). Duy trì các điều kiện điểm cơ bản nhỏ nhất trong 10 min.

Bảng 8 - Các thông số thử nghiệm chất lượng cụm làm kín

Các điều kiện thử nghiệm chất lượng

Chất lỏng thử nghiệm

Thử nghiệm chất lỏng ngăn/đệm đối với cụm làm kín kép

Điểm cơ bản Động lực học và tĩnh

Phạm vi theo dải

Áp suất a MPa

Nhiệt độ b

Áp suất a MPa

Nhiệt độ b

Nước

glicol/nước

0,4

80 °C (180 °F)

0,1 đến 0,4

20 °C đến 80 °C

(70 °F đến 180°F)

Propan

Dầu điêzen

1,8

30 °C (90 °F)

1,1 đến 1,8

30°C (90°F)

20 % NaOH

glicol/nước

0,8

20°C (70 °F)

0,1 đến 0,8

20 °C đến 80 °C

(70°F đến 180°F)

Dầu khoáng sử dụng 20 °C (70 °F) đến 90 °C (200 °F)

Dầu điêzen

0,8

20°C(70°F)

0,1 đến 1,7 (Kiểu B và C) 0,1 đến 3,5 (Kiểu A)

20 °C đến 90 °C (70 °F đến 200 °F)

Dầu khoáng sử dụng 150°C (300°F) đến 400 °C (750 oF)

Dầu khoáng

0,8

400 °C (750 °F)

0,1 đến 1,7 (Kiểu B và C) 0,1 đến 3,5 (Kiểu A)

150°C đến 400°C (300 °F đến 750 °F)

a Phạm vi dung sai áp suất phải là ± 2 %.

b Phạm vi dung sai nhiệt độ phải là ± 2,5 °C (4,5 oF).

10.3.1.3.5. Cùng với các yêu cầu trong 10.3.1.2.10, phải thử nghiệm Cấu trúc 2 của cụm làm kín chặn vận hành khô mà không phải tháo rời cùng với cụm làm kín trong ở các điều kiện điểm cơ bản như sau (xem Hình 34).

a) Vận hành liên tục giai đoạn nén khí ít nhất là 100 h ở tốc độ 3 600 r/min trong khí propan ở áp suất kế của 0,07 MPa (0,7 bar) (10 psi) và nhiệt độ cung cấp giữa 20°C (68 °F) và 40 °C (104 °F). Phải đo các chất thải bằng EPA, Phương pháp 21.

b) Khi hoàn thành bước a), tăng áp cụm làm kín, sử dụng nitơ, không khí và tiến hành thử nghiệm phù hợp quy trình thử nghiệm không khí cho trong 10.3.4. Việc giảm áp có thể vượt quá các yêu cầu trong 10.3.4 nhưng phải ghi lại mỗi phút, và không được phép quay trục trong quá trình thử nghiệm.

c) Khi hoàn thành bước b), làm đầy khu vực buồng làm kín chặn bằng dầu điêzen tại nhiệt độ giữa 20 °C và 40 °C (68 °F và 104 °F) và tăng áp đến áp kế của 0,28 MPa (2,8 bar) (40 psi). Khởi động lại, duy trì áp suất và vận hành ít nhất là 100 h ở tốc độ 3 600 r/min. Ghi lại tốc độ rò rỉ.

d) Khi hoàn thành bước c), thử nghiệm cụm làm kín tĩnh trong nhiên liệu điêzen ít nhất trong vòng 4 h ở tốc độ 0 r/min (tắt máy) ở áp suất kế của 1,7 MPa (17 bar) (246 psi); Không được phép quay trục trong khi thử nghiệm tĩnh và phải báo cáo tốc độ rò rỉ.

CHÚ THÍCH: Trong khi thử nghiệm chất lượng của cụm làm kín Cấu trúc 2, cụm làm kín chặn vận hành ở áp suất thấp trong hơi nước hoặc chất lỏng rò rỉ từ cụm làm kín trong. Áp suất kế của 0,28 MPa (2,8 bar) (40 psi) chỉ để tham khảo nhằm giả định áp suất dầu ống loe lớn nhất.