Kimyasal Proses Pompası Seçmeden Önce Neleri Bilmelisiniz?

Kimyasal Proses Pompası Nedir ve Neden Özel Dikkat Gerektirir?

bir kimyasal proses pompası kimyasal üretim, petrokimya rafinajı, farmasötik üretim, su arıtma ve ilgili proses endüstrilerinde aşındırıcı, toksik, aşındırıcı, yanıcı veya başka şekilde tehlikeli sıvıları işlemek için özel olarak tasarlanmış endüstriyel bir pompadır. Standart su pompaları veya genel kullanım amaçlı pompaların aksine, kimyasal proses pompaları, uzun servis aralıklarında güvenilir, sızıntısız çalışmayı sürdürürken, başlangıçtan itibaren agresif ortamların yıkıcı etkilerine direnecek şekilde tasarlanmıştır. Kimyasal proses ortamında pompa arızasının sonuçları, maliyetli üretim kesintilerinden yıkıcı güvenlik olaylarına kadar uzanır; bu nedenle pompa seçimi, malzeme spesifikasyonu ve sızdırmazlık düzenlemesi, genel endüstriyel uygulamalara göre çok daha büyük bir titizlikle ele alınır.

Kimyasal proses pompalarının arkasındaki tasarım felsefesi üç önceliğe odaklanır: muhafaza, dayanıklılık ve bakım kolaylığı. Muhafaza etme, arıza koşulları ve sızdırmazlık arızaları da dahil olmak üzere herhangi bir çalışma koşulunda proses sıvısının çevreye veya personele ulaşmasının önlenmesi anlamına gelir. Dayanıklılık, aylar yerine yıllarla ölçülen bir hizmet ömrü boyunca aşınmaya, korozyona ve termal strese direnen malzemelerin ve hidrolik tasarımların seçilmesi anlamına gelir. Bakım kolaylığı, pompanın, aşınan parçaların minimum sökme işlemiyle hızlı bir şekilde değiştirilebileceği, ortalama onarım süresinin kısaltılacağı ve tesislerin yedek parça stoklarını verimli bir şekilde yönetmesine olanak tanıyacak şekilde tasarlanması anlamına gelir. Herhangi bir kimyasal hizmet için ekipmanı belirlemeden önce, bu önceliklerin farklı pompa tasarımlarında nasıl ele alındığını anlamak çok önemlidir.

Ne Tür Kimyasal Proses Pompaları Mevcuttur ve Her Biri Ne Zaman Kullanılır?

Kimyasal proses pompaları, her biri belirli akışkan özelliklerine, akış hızı gereksinimlerine ve basınç koşullarına uygun çeşitli temel çalışma prensiplerine sahiptir. Bir uygulama için yanlış pompa tipinin seçilmesi, malzemeler ne kadar iyi seçilirse seçilsin verimin düşmesine, erken aşınmaya ve sık bakım müdahalelerine neden olur.

Santrifüj Proses Pompaları

Santrifüj pompalar, kimyasal proses tesislerinde en yaygın kullanılan türdür ve rafineriler, kimyasal kompleksler ve farmasötik tesislerdeki tüm pompa kurulumlarının çoğunluğunu oluşturur. Enerjiyi dönen bir pervane aracılığıyla akışkana aktarırlar ve akışkan salyangoz veya difüzör muhafazasından geçerken kinetik enerjiyi basınca dönüştürürler. Santrifüj pompalar, düşük viskoziteli akışkanlar, yüksek akış hızları ve orta ila yüksek basınçların gerekli olduğu uygulamalar için en uygunudur. Bazı konfigürasyonlarda kendinden emişlidirler, değişken hızlı sürücüler aracılığıyla kontrol edilmesi kolaydır ve pervane trimlemesi sayesinde geniş bir hidrolik performans yelpazesi sunarlar. ANSI B73.1 ve ISO 2858, kimyasal santrifüj pompalar için baskın boyut standartları olup, üreticiler arasında değiştirilebilirlik sağlar ve bakım ve yedek parça yönetimini basitleştirir.

Pozitif Deplasmanlı Pompalar

Proses akışkanı viskoz olduğunda, kaymaya karşı hassas olduğunda, hassas ölçüm gerektirdiğinde veya düşük akışla çok yüksek basınçta pompalanması gerektiğinde pozitif deplasmanlı pompalar uygun seçim haline gelir. Dişli pompalar, loblu pompalar, aşamalı boşluklu pompalar, diyaframlı pompalar ve pistonlu pompaların tümü bu kategoriye girer. Santrifüj pompalardan farklı olarak pozitif deplasmanlı pompalar, sistemin karşı basıncından bağımsız olarak devir veya strok başına sabit bir hacim sağlar; bu da onları dozaj uygulamaları ve santrifüjlü bir pervanenin etkili bir şekilde idare edemediği reçineler, polimerler, bulamaçlar ve macunlar gibi akışkanlar için ideal kılar. Pozitif deplasmanlı bir pompanın akış hızı, aşırı basınç oluşumuna ve potansiyel ekipman hasarına neden olabilecek bir tahliye vanasını kısmak yerine hız veya strok uzunluğu ayarlanarak kontrol edilir.

Manyetik Tahrikli ve Kapalı Motorlu Pompalar

Sıfır sızıntının mutlak bir gereklilik olduğu durumlarda (örneğin son derece toksik, kanserojen veya ultra saf sıvılarla çalışırken) manyetik olarak bağlanmış salmastrasız pompalar veya kapalı motorlu pompalar, mekanik salmastrayı tamamen ortadan kaldırır. Manyetik tahrikli bir pompada pervane, tahrik motoruna, torku bir muhafaza kabuğu boyunca ileten manyetik bir kaplin yoluyla bağlanır ve pompa gövdesine giren dönen bir şaft yoktur. Kapalı motorlu pompalar, motor statorunu ve pompa mahfazasını, proses sıvısının motor yataklarını yağladığı tek bir sızdırmaz ünitede birleştirir. Her iki tasarım da doğası gereği sızdırmazdır ve farmasötik API üretimi, klor kullanımı, hidroflorik asit servisi ve proses sıvısının eser miktarda emisyonunun bile kabul edilemez olduğu diğer uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kimyasal Proses Pompa Yapımında Hangi Malzemeler Kullanılır?

Malzeme seçimi, kimyasal proses pompası spesifikasyonunun teknik açıdan en zorlu yönüdür. Pompa gövdesi, pervane, şaft ve sızdırmazlık bileşenlerinin tümü, çalışma sıcaklığında yeterli mekanik mukavemeti korurken, proses akışkanının oluşturduğu spesifik aşındırıcı ve aşındırıcı saldırı mekanizmalarına dayanıklı olmalıdır. Aşağıdaki tablo en yaygın inşaat malzemelerini ve bunların tipik kimyasal hizmet uygulamalarını özetlemektedir:

Malzeme seçiminde yalnızca birincil proses sıvısı değil aynı zamanda temizlik maddeleri, sterilizasyon ortamı, eser miktardaki kirletici maddeler ve pompanın hizmet ömrü boyunca karşılaşabileceği olumsuz koşullar da dikkate alınmalıdır. Normal çalışma koşulları altında iyi performans gösteren ancak kostik temizleme döngüsü sırasında hızla paslanan bir pompa, zamanından önce arızalanacaktır. Hem pompa üreticisinin hem de uzman korozyon mühendisliği referanslarının korozyon veri tablolarına başvurmak ve mümkün olduğunda gerçek proses sıvısında kupon testiyle doğrulama yapmak, malzeme seçimi kararlarında en yüksek güveni sağlar.

Kimyasal Proses Pompalarında Mekanik Salmastralar Nasıl Çalışır ve Neden Önemlidir?

Mekanik salmastra, geleneksel olarak yalıtılmış bir kimyasal proses pompasındaki en yoğun bakım gerektiren ve arızaya en yatkın bileşendir. Proses sıvısının pompa gövdesinden çıktığı döner şaft boyunca kaçmasını önler, şaftın serbestçe dönmesine izin verirken muhafazayı korur. Mekanik salmastra, yay kuvveti ve akışkan basıncıyla temas halinde tutulan, biri mil ile birlikte dönen, diğeri salmastra yuvasında sabit olan, hassas bir şekilde bindirilmiş iki salmastra yüzeyinden oluşur. Yüzler arasındaki ince bir sıvı filmi, yağlama ve soğutma sağlar ve elastomerik ikincil contalar, conta bileşenlerinin etrafından sızıntıyı önler.

Tek ve Çift Mekanik Salmastralar

bir single mechanical seal is the simplest and most economical arrangement, appropriate for fluids that are not highly toxic, do not polymerize or crystallize on the seal faces, and can tolerate a minimal controlled leakage to atmosphere. Double mechanical seals consist of two seal sets arranged either back-to-back or face-to-face, with a barrier or buffer fluid circulated between them by an external seal support system. The barrier fluid is maintained at a pressure above or below the process fluid pressure depending on the configuration, preventing any process fluid from reaching the atmosphere even if the inner seal faces wear. Double seals are mandated by environmental regulations and safety codes for pumps handling volatile organic compounds, carcinogens, and other hazardous substances classified under emissions standards such as EPA 40 CFR Part 63 or the EU Industrial Emissions Directive.

Kimyasal Hizmete Yönelik Sızdırmazlık Yüzü Malzemeleri

Sızdırmazlık yüzeyi malzemesi eşleştirmesi kimyasal hizmette kritik öneme sahiptir. Silisyum karbür ve silisyum karbür, mükemmel sertlik, kimyasal direnç ve termal iletkenlik sunan en yaygın yüksek performanslı kombinasyondur. Kuru çalışma direncinin gerekli olduğu veya proses akışkanının zayıf yağlama sağladığı durumlarda silikon karbüre karşı karbon grafit tercih edilir. Hidroflorik asit ve diğer florür içeren akışlar için, silisyum karbür florürler tarafından saldırıya uğradığından tungsten karbür veya özel seramik yüzey malzemeleri belirtilir. Elastomerik O-halkalar ve ikincil contalar da proses sıvısıyla uyumlu olmalıdır; EPDM, Viton (FKM), PTFE ve Kalrez'in (FFKM) her biri farklı kimyasal uyumluluk aralıklarını ve sıcaklık sınırlarını kapsar.

Pompa Seçiminden Önce Hangi Temel Performans Parametreleri Tanımlanmalıdır?

birccurate hydraulic and process data are prerequisites for selecting a chemical process pump that will operate reliably at its best efficiency point and meet the process system's requirements throughout its operating range. Submitting incomplete or estimated data to a pump manufacturer leads to oversized or undersized equipment, excessive recirculation, cavitation, and mechanical failures that become apparent only after commissioning.

• Akış hızı: Pompanın sağlaması gereken normal çalışma akışını, minimum sürekli kararlı akışı ve maksimum akışı tanımlayın. Sürekli olarak minimum kararlı akışın altında çalışan santrifüj pompalar, devridaim, titreşim ve pervane ile conta bileşenlerinin daha hızlı aşınmasına neden olur.
• Toplam diferansiyel kafa: Statik yükseklik farkını, boru sürtünme kayıplarını, bağlantı kayıplarını ve emme ve boşaltma kapları arasındaki basınç farkını hesaba katarak, belirtilen akış hızında sistem direncini hesaplayın. Bu, yalnızca boşaltma kabının basıncı değil, pompanın üretmesi gereken basınçtır.
• Net pozitif emme yüksekliği mevcut (NPSHa): Emme kabı basıncı, akışkan buhar basıncı, statik yük ve emme hattı sürtünme kayıplarına göre pompa emme flanşındaki NPSHa'yı hesaplayın. Pompanın gerekli NPSHr'si, çark erozyonuna ve hidrolik dengesizliğe neden olan kavitasyona karşı yeterli bir marj sağlamak için NPSHa'nın en az 0,5 ila 1,0 metre altında olmalıdır.
• Akışkan özellikleri: Çalışma sıcaklığındaki akışkan yoğunluğunu ve viskozitesini, buhar basıncını, katı madde içeriğini ve varsa parçacık boyutunu ve polimerleşme, kristalleşme veya birikinti oluşturma eğilimini sağlayın. Yaklaşık 50 santimetrenin üzerindeki viskozite, pompanın yayınlanmış su bazlı performans eğrilerine düzeltme faktörlerinin uygulanmasını gerektirir.
• Çalışma sıcaklığı aralığı: Başlatma veya buhar çıkışı sırasında normal çalışma sıcaklığını, maksimum bozulma sıcaklığını ve minimum sıcaklığı belirtin. Yüksek sıcaklıkta pompa bileşenleri arasındaki termal genleşme farklılıkları boşlukları, yatak yüklerini ve conta performansını etkiler.
• Görev sınıflandırması: Pompayı sürekli çalışma, aralıklı çalışma veya yedek hizmet olarak sınıflandırın. Sürekli çalışan pompalar, yalnızca ara sıra kısa sürelerle çalışan pompalara göre daha muhafazakar boyutlandırma ve daha sağlam conta ve yatak düzenlemeleri gerektirir.

Hizmet Ömrünü Maksimuma Çıkarmak İçin Kimyasal Proses Pompalarının Bakımı Nasıl Yapılmalıdır?

Bakım uygulamaları yetersizse, en iyi şekilde tanımlanmış kimyasal proses pompası bile düşük performans gösterecek ve zamanından önce arızalanacaktır. Pompa tipine, hizmetin ciddiyetine ve prosesin kritikliğine göre uyarlanmış, yapılandırılmış, güvenilirlik merkezli bir bakım programı, kullanım ömrü maliyetlerini ve plansız arıza sürelerini en aza indirmeye yönelik en etkili yaklaşımdır.

• Mekanik salmastra yıkama planı yönetimi: Her rutin incelemede conta yıkama veya bariyer sıvısı sisteminin doğru akış hızında ve basınçta çalıştığını doğrulayın. Yıkama akışı kaybı, kimyasal serviste erken conta arızasının başlıca nedenidir ve yıkama sistemi göstergelerinin basit bir şekilde izlenmesiyle sıklıkla önlenebilir.
• Titreşim izleme: Pompa ve motor yataklarına titreşim sensörleri takın ve devreye alma sırasında temel titreşim imzalarını oluşturun. Artan titreşim seviyeleri, ciddi bir arıza meydana gelmeden haftalar önce pervane aşınmasını, kavitasyonu, yanlış hizalamayı veya rulman bozulmasını gösterir ve acil onarımlar yerine planlı bakım yapılmasına olanak tanır.
• birlignment verification: Çalışma sırasındaki termal büyüme, pompa ve motor mili merkez hatlarını soğuk hizalama konumlarına göre hareket ettirir. Sıcak servisteki pompalar, şaft hizalamasının yalnızca kurulum sırasında ortam sıcaklığında değil, çalışma sıcaklığında da doğru olmasını sağlamak için ters kadranlı gösterge veya lazer hizalama ekipmanı kullanılarak sıcak olarak hizalanmalıdır.
• Rulman yağlama yönetimi: Gresle yağlanan yataklar için üreticinin yağlama programını tam olarak takip edin. Aşırı gresleme, az gresleme kadar zararlıdır ve çalkalama kayıpları nedeniyle rulmanların aşırı ısınmasına neden olur. Yağla yağlanan rulman çerçeveleri, rulman hasarı meydana gelmeden önce kirlenmeyi veya bozulmayı tespit etmek için düzenli yağ seviyesi kontrolleri ve periyodik yağ analizi gerektirir.
• Hidrolik performans eğilimi: Pompa diferansiyel basıncını ve akış hızını düzenli aralıklarla izleyin ve çalışma noktasını pompanın performans eğrisine göre çizin. Çalışma noktasının daha düşük yüke ve daha yüksek akışa doğru kayması, pervanenin aşınmasını veya aşınmış aşınma halkalarından kaynaklanan iç devridaimi gösterir; daha yüksek yüke ve daha düşük akışa doğru kayma ise emme kısıtlaması veya tıkanmayı gösterir.

Pompa onarım geçmişini belgelemek ve tekrarlanan arıza modellerini analiz etmek, bakım mühendislerinin temel nedenleri belirlemesine ve arıza döngüsünü bozan tasarım veya operasyonel değişiklikleri uygulamasına olanak tanır. Belirli bir serviste her üç ila altı ayda bir conta değişimi gerektiren pompalar, conta tasarımının, yıkama düzeninin veya çalışma koşullarının revize edilmesi gerektiğine dair açık bir sinyal gönderiyor ve temel nedeni ele almak, kronik conta değişimini normal bakım faaliyeti olarak kabul etmekten her zaman daha uygun maliyetli oluyor.