Construindo melhores sistemas de suporte de vedação mecânica

API 682 e você:construindo melhores sistemas de suporte de vedação mecânica

Sean Hunsicker, gerente de mercado, mercado químico e de refino

Os selos mecânicos tornaram-se a tecnologia de vedação dominante em refinarias e plantas químicas na década de 1980, fazendo com que o American Petroleum Institute (API) estabelecesse um comitê cujo único foco era escrever padrões para esses componentes. A primeira edição, API 682 Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps, foi publicada em 1994 com esta declaração de missão:anos de serviço ininterrupto em conformidade com os regulamentos de emissões." ¹ Notavelmente, o padrão inclui recomendações que, a menos que especificado de outra forma, adotam a tecnologia que provou ser segura e confiável. Atualmente em sua quarta edição, a API 682 continua a oferecer orientação baseada no serviço de processo para selos mecânicos e seus sistemas de suporte.

Embora grande parte da norma seja focada em selos mecânicos, uma parte significativa é dedicada aos sistemas de suporte de selos, pois eles são um componente crítico para o bom funcionamento do selo e do sistema de bomba. Como fabricante de sistemas de suporte de vedação, a Swagelok Company e nossos centros de vendas e serviços implementaram as melhores práticas da API 682 4ª Edição. Nesta postagem do blog, explicaremos quais são algumas dessas práticas recomendadas e como a implementação de recomendações da norma na construção e projeto de seus sistemas de suporte de vedação pode ajudá-lo a atingir suas metas de aumentar a confiabilidade e a segurança e reduzir custos.

Quais são as principais funções de um sistema de suporte de selo mecânico?

Antes de discutirmos as melhores práticas, vejamos as funções dos sistemas de suporte de vedação. Esses sistemas são projetados para um selo mecânico específico e um conjunto de condições de processo. Normalmente, eles fornecem um gás ou um líquido ao selo mecânico para regular o ambiente em que o selo opera, protegendo os equipamentos rotativos contra danos.

Esses sistemas têm quatro funções principais:

• Fornece lubrificação para vedar as faces
• Controle a pressão e a temperatura na câmara de vedação e na vedação
• Lave o selo de contaminação e/ou acúmulo de resíduos
• Evitar que o fluido do processo do sistema vaze para a atmosfera

Saiba mais sobre os sistemas de suporte de vedação mecânica no vídeo abaixo.

Reduzindo pontos de vazamento em potencial

Em toda a API 682 4 ^th Edição, há referências à redução do número de conexões em sistemas de suporte de vedação. Independentemente de a tubulação soldada ou tubulação ser selecionada para o sistema, os sistemas rosqueados são desencorajados. Toda conexão pode ser vista como um possível ponto de vazamento e possível risco de confiabilidade em aplicações de bombeamento de hidrocarbonetos. Vazamentos em sistemas de suporte de vedação próximos a bombas podem causar danos aos ativos, maior tempo de inatividade, problemas ambientais e riscos de segurança.

No passado, muitos sistemas de suporte de vedação eram construídos fora do tubo devido à tubulação ser historicamente preferida. Mais recentemente, fabricantes de vedações, usuários finais e OEMs de bombas implementaram a tubulação como uma solução de conexão em sistemas de suporte de vedação devido ao seu longo histórico de uso bem-sucedido em aplicações críticas em todo o mundo industrial. Como o especialista em equipamentos rotativos Heinz Bloch observou em um artigo recente sobre o Hydrocarbon Processing, “[o] American Petroleum Institute Standard 682 (API 682) começou a endossar o uso de tubulação para alguns planos de tubulação de vedação. Lamentavelmente, os compradores tradicionais ainda optam por tubos rígidos; estamos pedindo que reconsiderem. A API 682 (4ª edição) agora especifica as conexões do sistema de suporte de vedação quase de forma intercambiável.” ²

A tubulação pode ser utilizada para reduzir o número de conexões dobrando as linhas e usando adaptadores apropriados. Muitas vezes, as únicas conexões necessárias são aquelas na vedação e no sistema de vedação. Como o tubo é recozido, dobrar o trabalho do tubo endurece o metal, aumentando a resistência do tubo na curva. Tecnologias de conexão inovadoras, como adaptadores de flange e conectores macho estendidos, reduzem ainda mais o número de conexões de portas rosqueadas na vedação e nos potes de vedação, eliminando a necessidade de várias conexões. O uso de tubulação oferece mais benefícios financeiros quando examinamos os custos de MRO da bomba, vedação e sistema de suporte. Durante as operações de manutenção em que a “tubulação” ao redor das bombas é retrabalhada, o uso de tubulação elimina a necessidade de soldagem dispendiosa no local e pode ser instalado rapidamente para reduzir o tempo de inatividade.

Simplificando a operação e manutenção

Os sistemas de suporte de vedação são essenciais para a operação adequada da vedação e da bomba e, como tal, exigem inspeção visual regular. Tornar o trabalho de inspeção visual simples promove a confiabilidade e a segurança do sistema. Ao projetar sistemas de suporte de vedação, existem vários princípios de projeto de boas práticas a serem considerados uma vez que o plano de tubulação e o arranjo geral tenham sido selecionados.

1. A função do sistema deve ser aparente e o design intuitivo.

As vedações mecânicas são frequentemente danificadas quando as bombas são acionadas e paradas, às vezes como resultado da operação inadequada do sistema de suporte da vedação. Se o projeto do sistema de suporte de vedação facilitar a operação adequada, erros comuns no comissionamento de bombas podem ser evitados.

Na API 682 4 ^th Edition, um Plano 32 é mostrado como vários instrumentos e componentes instalados em tubulações ou tubos. Embora funcionalmente correto, esse design fornece ao operador poucas informações sobre a operação do sistema, quais informações são importantes e por que são importantes. Se o sistema estiver localizado próximo ao selo de uma bomba, o operador agora precisa voltar para a bomba e se abaixar para ler as informações do instrumento. Criar até mesmo pequenos obstáculos para os operadores aumenta o risco de que os sinais de problema sejam perdidos e reduz a confiabilidade. Uma solução intuitiva é organizar esses componentes em um painel.

Colocar um plano de tubulação como o Plano 32 em um painel acomoda dois importantes princípios de projeto:identificação e operação adequadas. Isso proporciona os seguintes benefícios:

• Primeiro, o Plano 32 agora parece um sistema distinto. Em vez de ter apenas componentes localizados em um tubo ou tubo, eles são dispostos em um painel onde o caminho do fluxo pode ser identificado e todos os instrumentos estão disponíveis ao nível dos olhos.
• Além disso, a API 682 oferece suporte a essas considerações de design. Ele afirma:“Todos os controles e instrumentos devem estar localizados e dispostos de forma a permitir fácil visibilidade pelos operadores, bem como acessibilidade para testes, ajustes e manutenção” (9.1.5) ³ .
• Por último, os painéis podem incluir informações de numeração de peças, indicação do caminho do fluxo e instruções do operador. Essas melhorias ajudam a garantir a partida e o desligamento seguros e confiáveis ​​de bombas e sistemas de suporte de vedação.

2. O sistema deve ser projetado para facilitar a manutenção.

Embora a operação correta do sistema de suporte de vedação seja uma alta prioridade, deve-se considerar também o projeto de sistemas que sejam fáceis de manter. Os sistemas de suporte de vedação contêm itens de manutenção comum, como medidores de vazão, filtros e outros instrumentos visuais. A manutenção preventiva (PM) nesses sistemas deve ser simples e segura para os operadores. Se os filtros não estiverem convenientemente posicionados e disponíveis para purga, é improvável que A PM será realizada nos intervalos recomendados.

API 682 4 ^th A Edition também recomenda configurações de sangramento de bloco para todos os medidores. Se os sistemas não forem projetados com esse recurso, é provável que, à medida que os medidores falhem, os operadores fiquem sem informações críticas até a próxima parada ou projeto, quando a bomba e o sistema de suporte puderem ser desativados e o medidor substituído.

Por fim, há uma ampla variedade de conexões de tubulação e opções de projeto que permitem que todos os componentes que podem ser reparados em um sistema de suporte de vedação sejam facilmente removidos e substituídos enquanto continuam a operar o sistema. Para potes de foca, o 4 ^th A edição estipula “Operação local, ventilação, enchimento e drenagem devem ser realizados a partir do nível. A menos que especificado de outra forma, os sistemas que exigem o uso de uma escada ou degrau ou que exigem escalada na placa de base ou tubulação não são aceitáveis” (8.1.8) . ⁴ Muitas plantas têm vasos de vedação mais antigos com apenas um plugue no topo. Fazer com que os operadores subam uma escada para completar o pote pode expô-los aos vapores do processo e é uma prática geralmente insegura. Projetar o Plano 52s ou o Plano 53 com sistemas de enchimento como o mostrado abaixo é uma consideração de projeto simples e uma prática recomendada que promove uma manutenção segura.

Construindo melhores sistemas de suporte de vedação

A implementação desses princípios básicos de design de práticas recomendadas para o sistema de suporte de vedação mecânica aumenta a confiabilidade e reduz os custos. Para recapitular como você pode obter melhores resultados com seus sistemas:

• Considere usar tubos em vez de tubos soldados para reduzir os custos de instalação e manutenção. Isso também promoverá a confiabilidade por meio da redução de possíveis pontos de vazamento.
• Colocar as bombas off-line para corrigir pequenos problemas de instrumentação ou encher potes de vedação não deve ser aceitável. A localização desses sistemas em painéis, com rotulagem e design adequados para facilitar a manutenção, reduz a chance de erro do operador, o que pode danificar as vedações.

As falhas de vedação e os custos associados à substituição da vedação devem ser uma grande preocupação para os grupos de equipamentos rotativos em todas as plantas. Garantir que as melhores práticas e princípios de design da API 682 4ª Edição sejam seguidos ajuda a evitar esses custos e cria uma operação mais segura e confiável.

A Swagelok fornece projeto e montagem de sistemas de suporte de vedação por meio de nossa rede de mais de 200 centros de vendas e serviços autorizados. Oferecemos sistemas configuráveis, locais e confiáveis ​​que são melhores por design para ajudá-lo a reduzir custos, economizar tempo e melhorar a segurança de seu equipamento rotativo. kits de planos de vedação ou montagens para suas aplicações, entre em contato com sua equipe Swagelok local.

¹ Padrão API 682, Primeira Edição, 1994 “Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps”, American Petroleum Institute, Washington, D.C.

² Bloch, Heinz P., Considere a tubulação de aço inoxidável para conexões de vedação mecânica, processamento de hidrocarbonetos, março de 2018.

³ Padrão API 682, Quarta Edição, 2014 “Sistemas de Vedação de Eixo para Bombas Centrífugas e Rotativas”, American Petroleum Institute, Washington, D.C.

⁴ Padrão API 682, Quarta Edição, 2014 “Sistemas de Vedação de Eixo para Bombas Centrífugas e Rotativas”, American Petroleum Institute, Washington, D.C.