Transcript Mechanical Seal관련 기술자료

ANSI B73.1 STANDARD PROCESS PUMPS WILL SATISFY YOUR ON-SITE CHEMICAL REQUIREMENTS
WITH BEST QUALITY AND MOST EFFICIENT PERFORMANCE.
Mechanical Seal관련 기술자료
(Trouble Shooting / API Plan等)
■ Mechanical Seal Trouble Shooting
☆ 이상 요인 및 대책 => (P-1) / (P-2) / (K-1) / (K-2) / (K-3)
■ Mechanical Seal Selection
☆M/Seal의 선정순서 => (P-1) / (K-1)
☆Technical Data =>(K-1)
■ Mechanical Seal Slurry에 대한 대책
■ 각종 용어 정리
☆ FLUSHING / QUENCHING / COOLING / DOUBLE M/SEAL 방식
/ FLUSHING 유량/기기의 정밀도
■ API PLAN
☆ API PLAN 11 / 13 / 23 / 31 / 32 / 52 / 53 / 54 / 62
☆ API 610 Piping Plan Drawing
☆ Typical Mechanical Seal Arrangement
WILO PUMP 연구실
Mechanical Seal Trouble Shooting
이상요인및 대책(P-1)
처리대책
요인
치수확인후 도면과 같이 수정
Lapping 및 예비품과 교환
설치위치불량
밀봉단면으로의 이물질유입
설
치
직
후
의
누
수
설
치
후
3
개
월
이
후
의
누
수
고정링의경사짐
고정링 삽입후 Gland와의평행도확인
=>Gland의 편측체결 수정
패킹개스켓류의손상
접촉부 교환/Corner면등 수정/예비품 교환
펌프의 精度(정도)불량
-축흔들림
-축의 End-Play
-진동
-Gland 직각도 -Stuffing Box동심도
조사후 부적합 부분 수정
Flushing유량부족/과다
Orifice,Strainer,Cooler의 Check
펌프체절운전
장기간의 체절운전 피할것.
단기간의 병렬운전시는 유량확인
냉각수의부족
各냉각수,Valve,수압의 Check
방청제의영향=>카아본의이상마모
투입량의 관리 -M/Seal도면상에 방청제 적용
방법이 들어있지 않은 경우는 재질면등 재검토
Slurry/Scale등의 이물혼입
(카아본의이상마모/Spring Retainer작동불량)
Strainer등에서 문제점이 없는경우는
M/Seal의 구조변경
압력,운전조건등과 관련한 M/Seal의 장착이
설계의도와 다르게 장착됨.
운전 조건의 조사/검토--Seal Maker 문의
밀봉단면의비틀림 (습동부가全周평균에
맞는지 확인./촉감에의한 Check)
이상이 있는경우 Lapping 또는 예비품의 교환
취
급
및
펌
프
의
문
제
운
전
조
작
상
의
문
제
시
일
자
O-Ring에 윤활유를 도포해도작동이 나쁜경우
체
예비품과 교환
의
문
상기조사결과 이상이 없는경우는 Seal Maker에 연락
제
Spring Retainer Ass’y의 작동불량
(축上에 설치한 상태에서 작동이 부드러운가?)
M/Seal자체의 설계/제작불량
Cf. Gland = Seal Cover
2
Mechanical Seal Trouble Shooting Logic Tree
이상요인및 대책(P-2)
밀봉단면의비틀림
A
A,B
D
E
Lapping불량 / 經時(장기간사용후의)변화 / 구조불량
Seal Cover등 Fit부 불량 / Flushing 유량불량
보관방법 불량-Seal Cover용 Stud Bolt 및 Nut의 과대조임 또는 한쪽으로 치우쳐 체결됨
과대압력/압력급변/이상저온/온도급변/냉각부족
밀봉단면의 이상마모
A
B
C
D
E
제작불량(Lapping불량/재질불량/과대면압)/ 설계불량(냉각부족/부식)
기기精度불량(과대진동/End-Play/과대압력/Alignment불량)
액질(방청제등 첨가제) / PV치
이물의 혼입(Slurry/Scale/용접Gas)/ 조입(짜맞춤)불량<이물의혼입>/(전식)電蝕
Dry운전/과대압력/냉각부족/잦은정전발생
장착위치불량
D
면압 과대/과소
밀봉단면과 축의직각도
A
B
D
제작불량(Seal Cover / 부품의 직각도 불량)
Stuffing Box 단면의 직각도 불량
Seal Cover가 한쪽 쏠려 체결
밀봉단면과축의동심도
A
B
제작불량(Seal Cover) /부품의 동심도 불량/끼워 맞춤부 틈새불량)
Stuffing Box (축의 동심도 불량/ 끼워맞춤부 틈새불량)
Set Screw Bolt의 느슨해짐
B
D
기기진동
설치불완전
Spring작동불량
A
C
D
제작불량(Drive Pin의 조임 불량)
이물의 혼입
조립불량(Spring Retainer 직각도) /EPR의 팽창
밀봉
단면
이외
에서의
누수
Seal Cover /Sleeve에서의누수
A
B
C
D
제작불량(마무리 불량)
Gasket 접촉부의 마무리 불량
부식(電蝕) /Gasket 재질 불량
Seal Cover의 체결불완전(편측체결) /Gasket 및 접촉부의 손상
O-Ring에서의 누수
A
B
C
D
E
재질/치수/마무리 불량
축/Sleeve/재질/치수/마무리 불량
재질 부적합
손상/파손
과대압력/이상온도
과대
토르
크
밀봉단면
A
D
E
과대면압 / 흡착
설치불량(과대면압/흡착)
Dry운전(과대압력/이상온도/냉각부족)
M/Seal과기기의 접촉
A
B
D
치수불량
축의 End-Play/배관/Alignment불량/치수불량
설치불량
밀
봉
단
면
A:Mechanical Seal 자체의 문제
D:Mechanical Seal 취급상의 문제
B:기기정밀도에 관한 문제
E:기기 운전 조작상의 문제
3
C:選度상의 문제
Mechanical Seal Trouble Shooting
걱 부위별 이상요인및 대책(K-1)
Primary Seal Faces (습동면)
유
형
전반적인 부식
Intergranular Corros-ion(미립자간의부식)
Stress Corrosion Cracking
Leaching Corrosion (걸름부식)
Seal Face의 변형
(Concavity-오목한형상,
Convexity-볼록한 형상,
Waviness-물결형상,
또는 불균일 접촉)
원
인
부적합한 재질
부적합한 재질
부적합한 공정
부적합한 재질
부적합한 공정
부적합한 재질
부적합한 재질
Seal에 미치는 과대한 유체압력
Secondary Seal의 과대한 부풀음
Seal의 조립 잘못(과대한 또는 불균일한 Clamping
또는 Bolting Stress,Weight 또는 End-Suction
Over-Hung Type의 Pump에서의 Misalignment)
내부 응력
재질의 재선정 또는 설계 변경
재조립
재 마무리
이물질 제거
과대한 PV치
좋지않은 Seal운전 조건을 유발하는
부적합한 Equipment 운전 (예:불충분한 윤활)
PV값을 낮추거나 설계 또는 재질을 상향조정
운전조건을 개선한다.
즉,냉각및 유체속도등을 조정 / 재질 및 설계 상향 조정
취급시 주의
재조립(수정)
재질개선 또는 제작공정 개선 (응력제거)
부적절한 취급
부적절한 조립(억지조립)
Stress-Corrosion Cracking
과대한 열응력 (불충분한 윤활등 부적절한 운전)
과대한 PV치
Seal에 미치는 과대한 유체압력
Secondary Seal이 과다하게 부풀어 오름
Edge Chipping
재질 재선정
재질 재선정
유체의 압력을 낮춤 / 재질 상향 조정 / 설계 상향 조정
응력 제거 및 재가공
마무리 작업 불량
섭동면에 이물질 침투
Fracture(파손)
대
책
재질 재선정
재질 재선정
작업공정개선,즉 용접방법,열처리등
재질 재선정
작업공정개선,즉 응력제거등
Seal에 미치는 과대한 유체압력
1> 과대한 Shaft Run Out
운전조건을 개선 또는 설계나 재질의 상향조정
PV치를 낮춘다
유체압력을낮추거나 설계또는재질을상향조정
재질을 재선정하거나 유체의 종류변경 또는 온도를 낮춘다.
유체압력을낮추거나 설계또는재질을상향조정
Run Out을줄이거나 설계또는재질을상향조정
과대한 Shaft Deflection
Excessive Shaft Whip
Shaft변형을줄이거나Seal Design을 상향조정
Shaft Whip을줄이거나Seal Design을 상향조정
4
Mechanical Seal Trouble Shooting
각 부위별 이상요인및 대책(K-2)
Primary Seal Faces (습동면)
원
유
형
Edge Chipping
대
인
Seal Face의 수직도가 어긋남
축에 직각이 되도록 재조립
유체의 온도를 유체의 Boiling Point보다 28℃ 이하로 낮춘다.
PV값을 줄인다.재질을 향상시킨다.
Seal의 Balance비 조정 또는 윤활을 향상시킨다.
Seal Face의 진동
Severe,
Uniform Adhesive Wear
(접착 마모)
PV값이 너무 높다
유체온도를 유체의 Boiling Point보다 28℃ 이하로 낮춘다.
용해된 고형분의 제거 섭동면 재질을 향상시킨다.
용해된 고형분의 퇴적
부적합한 조립(억지 조립)
미세한 마모성 물질이 Sealing 유막에 존재
2>
Heavy,Non-Uniform Wear
Galling and Grooving
Erosion(물리적부식)
Blistering(부풀음) of
Carbon Graphite Face
책
축방향으로 고정이 안됨
과대한 Shaft의 End-Play
윤활및 냉각의 불량
마모성 물질의 오염
PV값이 높다
마모성물질이 Seal Face에 들어감
부적합한 재질
과대한 PV치 또는 Cyclic PV치
부적합한 Seal Cooling
바르게 조립
유체에서 마모성 물질을 제거
축방향으로 고정을 시킴
End-Play를 없앤다
장치의운전조건개선/재질및설계의 상향조정
오염물의 제거 또는 재질 향상
PV값을 낮추거나 재질 향상
마모성 물질을 유체로부터 제거
섭동면 재질 향상
PV 또는Cyclic을 줄인다
Seal Cooling의 개선
Secondary Seals
유
형
Extrusion(돌출)
Chemical Attack
Cracking
Cuts,Tears and Splits
(절단/찢김/분활)
접촉부 주위에서의 부식
원
인
높은 압력
높은 온도
Excessive Swell
부적합한 재질
Excessive Temperature
Chemical Attack
Ozone Attack
취급 부주의
Poor Dispersion(소재분산불량)
Poor Knit
Inclusion(함침)
Material Overstressed(재질과다응력)
Crevice Corrosion(틈새부식)
Fretting Corrosion(기계적 부식)
5
대
책
압력을 낮추거나 설계 또는 재질 개선
온도를 떨어뜨리거나 설계 또는 재질 개선
재질 향상 또는 Seal Fluid 변경
적합한 재질 선정
효과적인 Cooling,재질개선 또는 PV치를 줄임
적합한 재질 선정
재질향상,오존농도를 떨어뜨림.Stress를 제거
정확한 취급
제작방법 수정
제작방법 수정
제작방법 수정
Stress를 줄이거나 재질 향상
Crevice를 없앰. Corrosion Resistence Coating
진동을 없앰. Corrosion Resistence Coating
Mechanical Seal Trouble Shooting
각 부위별 이상요인및 대책(K-3)
Hardware,General
유
형
전체적인 부식
Stress - Corrosion Cracking
Intergranular Corrosion
Hydogen Embrittlement
Fatigue
원
인
부적합한 재질
부적합한 재질
부적합한 공정
부적합한 재질
부적합한 제조공정
부적합한 제조공정
Excessive Stress or Vibration
Seal Face Vibration
대
책
재질 상향조정
재질 상향조정
공정개선(응력제거등)
재질 상향조정
정확한 작업공정 즉 열처리 및 용접
정확한 제조공정
Stress나 Vibration을 줄인다
Sealing 유체의 온도를 Boiling Point보다 28℃ 이하로 낮춤
Mechanical Drive
유
형
Torsional Shear
Axial Shear
Wear
원
인
윤활불량으로 인한 과대한 Torque
축방향고정장치의 고장으로 인한 과대한 Torque Set Screw를 Check Collar의 미끄러짐을
막아주는 다른 수단을 Check 한다.
Excessive Fluid Pressure로 인한 과대한 Torque 압력을 낮추거나 설계변경 (Balanced Seal로)
과대한 End-Play
End-Play를 없앰.
조립 잘못됨
Seal Face의 수직도가 어긋남
Ex.Shaft Run out
Ex.Shaft 변형
Ex.Shaft End Play
재조립
축에 직각이 되도록 재조립
Run out을 교정
변형을 교정
End-Play 교정
Seal 유체온도를 Boiling Point보다 최저 28℃이하로 낮춤
Seal Face Vibration
Seal Hang Up
대
책
Seal Face로 가는 윤활 Flow를 원활히 해준다.
Flushing Line을 청소하던가 필요하다면
By-Pass Flushing Line을 추가한다.
용해된 고형분의 축적 또는 제품의
부식물 Sealing 유체의 산화물
또는 분해물의 축적
Non Pusher Seal로 교체.
재질은 내식성으로 상향 선정
Sealing Fluid 온도를 낮출것(Quench Seal)
(주)
1> Run out의 허용 범위는 축의 회전 속도에 의존함.
2> End Play는 Bearing의 외륜 또는 내륜과 Ball 또는 Roller와의 허용 틈새로 인한 축 방향의 흔들림으로서 Pump 기동시에 생기고 통상 운전중에는 없는 것으로 한
6
Mechanical Seal Selection
설계요인
液質
M/Seal의 선정순서(P-1)
구체적조건
고형물(固形物)
M/SEAL선정
Slurry 없음
Carbon vs 硬質材
Slurry 있음
硬質材 vs 硬質材
부식성의 有無
液溫
압력
周速 (V)
PV치
無
표준 硬質材
有
耐蝕 구조재
@External @Double seal
@Stick대책
60 ℃ 이하
냉각장치 불요
60 ℃ 이상
Cooler 설치
7 kgf/㎠ 이하
Unbalance형 Seal
7 kgf/㎠ 이상
Balance형 Seal
20 m/sec 미만
회전형 Seal
20 m/sec 이상
정지형 Seal
高 500 이상
遊動環形 Seal
中 500 이하
Pressing형 정지형 Seal
低 300 이하
회전형 표준구조
<참고자료>
M/Seal에서의 누설 가능한 경로
Stuffing Box의 손상 및 부식
Seal Plate Packing
Floating Seat Packing
Carbon의Chipping 또는 Crack
Spring의 잘못된 감김방향
Shaft의 흠집등의손상
Rotary Seal Ring Packing
7
Face Leakage
Mechanical Seal Selection 요령
M/Seal의 선정순서(P-2)
먼저 M/Seal을 사용함에 있어 형식,재질 및 플러싱 방법을 선정하는 경우 사용 조건에 대하여 다음표와 같이 상호 관련이 있기 때문에 간단하지 않으며,매우 까다롭
<<M/Seal의 선정 항목>>
Seal
구조
의
선정
■
■
비중/
점도/융점
언밸런스
/밸런스 의
선정
■
■
■
沸点/증기압
구조
재질의
선정
■
습동면
재질의
선정
■
부식성의
유무
유체의 특성
■
결정/
미립자의
유무
■
유체
온도
패킹
재질의
선정
■
■
Seal 장착부의
압력
Flushing
System의
검토
■
■
周速
(축경*회전수)
■
기기의
구조
<<사용 조건>>
M/Seal의 선정은 보통 다음의 순서로 한다.
● 액질에 대한 Seal 구조재의 선정
● Unbalance 형 또는 Balance형의 선정
● 냉각 방법의 검토
● M/Seal의 형식 표시
이것을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
◆ 액질에 대한 Seal 구조재의 선정 ◆
M/Seal은 정밀한 부품으로 구성되어 있고 밀봉 유체에 의하여 부식 및 손상을 일으켜서는 안된다. 따라서 M/Seal의 구조재는 밀봉 유체에 대하여 충분히
내식성이 있는 것을 선정하여야 하며,특히 습동재에있어서는 내식성뿐만 아니라,액의 온도,액성(沸点,점도,응고점등),슬러리의 유무등을 고려하여
선정해야 한다.일반적으로 습동재로 사용되고 있는 재질의 조합은 복잡하므로 Seal Maker에서 주로 결정한다.
습동재 이외의 구조재는 보통 SUS304,SUS316 이 표준재로서 사용되고 있지만,부식성 유체일때는 액질에 따라서 티타늄,Carpenter20(NAS 305),
Hastelloy 등의 내식 재료를 사용하여야 한다.
특히 Spring등의 가느다란 선재(線材)는 고급 재질을 사용하는것이 안전하다.
Gasket 및 축 패킹재에는 합성고무(니트릴,바이톤) 및 테프론이 일반적으로 사용되지만,특히 축 패킹의 경우에는 운동용으로서 기능을 발휘하여야 하며,
약간의 팽윤(膨潤,Swelling) 및 변형도 누설을 일으킬 우려가 있으므로 안전성을 보고 선택해야 한다.
합성고무 및 테프론등 패킹재의 사용 한계는 P.T.F.E에틸렌 수지는 “V 링”으로 사용되는데 사용온도 범위는 -80 ∼ +250℃,
니트릴 고무나 바이톤 등의 합성고무는 “O링”으로 주로 사용되는데
사용 온도 범위는 니트릴고무의 경우 -20 ∼ +80℃ , 바이톤의 경우 0 ∼ +150℃에서 사용하는 것이 바람직하다.
8
Mechanical Seal Selection 요령
M/Seal의 선정순서(P-2)
◆ 밸런스형 Seal 또는 언밸런스형 Seal의 선정 ◆
이것을 구분하는것은 상당히 어려우며,Balance Seal을 사용하려면 축 및 Sleeve에 단이 있게 하던가 또는 Stuffing Box의 내경을 상당히 크게 하여야 하고
또한 Unbalance Seal보다 가격이 비싸기 때문에 Seal의 선정시 세심한 주의를 기울여야 할 것이다.
Seal의 사용 조건이 제시되었을때 어떤 Seal을 사용할 것인가에 대한 요점이 되는것은 유체의 성질,특히 윤활성,휘발성 및 축봉부의 액의 압력,Seal Ring부의
주속등이지만 압력이 5 kgf/㎠G 이상이나, 7 kgf/㎠G 이상에서 반드시 Balance Seal을 사용한다고 하는 단순한 한계로 결정되는 것이 아니라는 것이다.
일반적인 경향으로서는 주속이 증가함에 따라 동일 유체에 대하여 Balance Seal에의 이행 한계 압력은 낮아지며 반대로 유체 압력이 높을때라도 Unbalance Seal을
사용하려고 하면 주속을 낮게 유지하지 않으면 안된다.
이 한계를 알기 위하여서는 유체의 윤활성,비등점과 M/Seal의 평균 주속에 의하여 한계 압력은 구분되어야 한다.
또한 습동재의 조합에 따라 Unbalance Seal의 사용한계는 달라진다.
Cf.주속(周速)에 대하여......
Seal의 구성 부품의 대부분이 회전측에 있는 회전형 M/Seal에서는 회전수가 증가하여 주속이 커지면 각 부품에 걸리는 원심력의 영향도 커진다.
그 중에서도 가장 큰 영향을 받는것은 스프링이다. 회전형의 M/Seal이 어느 정도의 주속까지 사용 가능한가 하는 것은 그 구조에 따라 다른 것은 당연하지만
대체로 20m/sec 정도가 회전형 seal의 한계라고 보는것이 옳을 것이다.따라서 사용 조건이 20 m/sec를 넘을 때에는 원심력을 받는것이 적은 원심형 seal을
고려하는 것이 옳다.
박용(舶用) 펌프,원자력용,프로세스 펌프,터어보 콤프레셔등은 특히 대형화 또는 고속화 하는 것이 증가하고 있어 정지형 seal을 사용하는 일이 많아졌다.
◆ 냉각 방법의 검토 ◆
M/Seal의 온도 한계를 지배하는 것은 sealing하려고 하는 액체의 성질(윤활성,증기압등),축 패킹 재질의 내열성,구조재의 내식성등 3가지이다.
액체의 성질 및 구조재의 내식성에 대하여서는 여러가지로 다르고 한마디로 말하기는 곤란하다.
여기에서는 일반적으로 사용 빈도가 잦은 청수 및 윤활성이 좋은 터어빈유의 액온에 대한 냉각 기준을 알아보면 다음과 같다.
온도구분
유체그룹
(℃)∼50
60
70
S
청수(淸水)
S + C 또는 S+ Q
S = Self Flushing
//
90
100
110
120
S+C 또는 S+Q
스터핑박스에 냉각 쟈켓을 설치한다.
스핀들油
터어빈油
기호 :
80
130
140
150∼
왼쪽것을 설치하고 플러싱 line에
Cooler를 설치한다
S, Cooler를 병용하고,냉각을 하도록 한다. // 액온 60℃ 이하가 되도록 한다.
// 스터핑 박스에 냉각 쟈켓을 설치한다.
Q = Quenching
//
C = Cooling
유체가 청수일때에는 일반적으로 매우 쉽게 생각하지만 M/Seal에 있어서는 유류(油類)를 Sealing할때보다 유체의 윤활성이 적기 때문에 가장 주의해야할
유체의 하나이다.
특히 온도의 상승에 따라 이 경향은 높아져 점도가 높은 윤활유등에서는, 150℃ 정도까지라도 냉각을 하지 않은 상태에서 습동재의 내마모성에 거의 영향을
주지 않으나, 청수일때에는 50℃를 넘으면 습동재의 마모량이 증가한다. 따라서 위의 표에서 보는바와 같이 청수의 경우는 습동면의 근처의 온도를 될수 있는대로
낮추는 냉각 방식을 선택하고 있다. 축패킹의 재질은 Seal 구조재의 선정을 설명할때 언급한바와 같으며 탄성이 큰 합성고무는 “O링”으로 하고
비교적 탄성이 적은 테프론을 사용할때에는 “V링”또는 “Wedge Ring”과 같은 형상을 많이 사용한다.
9
Mechanical Seal Selection
M/Seal의 선정순서(K-1)
PUMPS
Question
H
1. Horizontal인가? Vertical인가?
2. 유체가 유독한가?
3. Seal부위에서 유체가 기상(기체상태)인가?
4. 액체가 산인가?
5. 액체가 수용액인가?
6. 포화용액인가?
7. 결정화하는가?
8. 마모성 물질을 함유하고 있는가?
9. Cyclone Separator에 의해 마모성
물질을 제거할수 있는가?
10.액체가 공기와 접촉했을때,
인화성,부식성,분해성이 있는가?
11.Seal과 대기 사이에 Quenching
할수있는 Steam이나 액체가
있는가?
12.액체가 묽어짐에 관계없이
External Flushing을 할수 있는가?
Y
2.
Y
N
N
4.
N
N
Y
N
S
7.
M
N
8.
8.
S N
8.
M S
N
9.
Y
10.
10.
N
Y
약어
◆H:Horizontal
(수평형)
◆V:Vertical
(수직형)
◆Y:Yes
◆N:No
◆M:Much
(영향많음)
◆S:Slight
(약간있음)
N S M
N
Y
N
Y
N
Y
12.
A
F
G
N
12.
Y
E
8.
S N M
10.
Y
12.
D
Y
11.
Y
C
7.
8.
N S M
11.
B
Y
N
Y
N
N
A
6.
N
9.
N
5.
N
N
M 8.
N
Y
6.
Y
Y
4.
N
5.
Y
Y
2.
N
3.
Y
V
1.
Y
H
I
J
K
A
Seal Type 및 보조장치
기호
보
Type
조
장
치
A
B
C
D
E
Double RO / X-200
C1L(내마모/내산성)
C1L(내마모/내산성)
RO / CBR
RO
Pressurized Sealant between Seals
External Clean Flushing
F
G
RO / CBR
RO
Self Flushing with a Cyclone Separator
Self Flushing
Self Flushing with a Cyclone Separator,Steam or Liquid Quenching, Hard Faces
Self Flushing ,Close Fitting Neck Bush, Steam or Liquid Quenching, Hard Faces
H
I
J
K
RO / CBR
RO / CBR
RO / CBR
C1L(내마모/내산성)
Close Fitting Neck Bush,External Clean Flushing
Close Fitting Neck Bush,External Clean Flushing
Reverse Flushing
Reverse Flushing
10
API Plan
53
32
62
31
11
32,62
11,62
32
32
13
13
Mechanical Seal Selection
Technical Data (K-1)
Mechanical Seal에 있어서의 제일 중요한 섭동면의 재질은 유체의 부식성,사용온도,마모성 물질 함유량등에의하여 선정되며 최고 PV치 한계를 넘어서는 안된
또한 Packing 재질은 Sealing 유체의 화학적 성질,사용온도에 따라 선정한다.
PV치는 Seal의 선정에 있어 중요한 값으로 다음에 의해서 결정된다.
PV = 압력(bar) * 주속(m/sec)
= 압력(bar) * π * 축경(mm) * 회전속도(rpm)/60000
참고로,표준 대기압인 1 atm =1.0332 kgf/㎠ =760 mmHg = 10.33 mAq = 1.01325 Bar 임.
그림 . 섭동면 PV치의 한계
습동면 “PV” 한계치 ( bar * m/sec )
Other Fluids
Water & Aqueous Solutions (물 및 수용성 물질)
Unbalanced Seals
Balanced Seals
Unbalanced Seals Balanced Seals
Stainless Steel / Carbon
5.5
---
30
---
Lead Bronze / Carbon
23
---
36
---
Stellite / Carbon
49
85
52
580
Chrome Oxide / Carbon
70
440
---
---
Alumina Ceramic / Carbon
36
250
88
420
Tungsten Carbide/ Tungsten Carbide
44
500
71
420
Tungsten Carbide/ Carbon
70
700
88
1225
그림 . Packing 의 사용 온도 한계
Temperature ℃
Seal Material
Minimum(최소)
High Nitrile Rubber (NBR)
Ethylene Propylene Rubber (EPR)
Viton Fluoro Elastomer
PTFE (Teflon)
High Temperature Polymers (Kalrez)
Compressed Asbestos Fibre
Pure Graphite Materials
-30
-50
-30
-100
0
-100
-200
11
Maximum(최대)
120
150
200
250
300
400
3000
Mechanical Seal Slurry에 대한 대책
Technical Data (P-1)
Mechanical Seal에 있어서의 가장 어려운 문제중의 하나가 슬러리를 취급하는 유체에 M/Seal을 사용하는 경우가 될 것이다.
M/Seal의 습동재의 이상 마모및 Seal의 작동불량에 의한 누설등 claim의 원인을 조사해보면 경질(硬質) 및 연질(軟質)의 고형물이 유체중에 혼입,
또는 유체중의 결정의 석출(析出)과 같은 현상등을 찾아볼수 있을때가 많다.
이와 같은 유체에 대한 대책으로서 다음과 같은 방법이 있다.
a.슬러리의 영향을 적게하기 위하여 M/Seal자체에 대책을 강구한다.
b.M/Seal의 주변의 고형물 또는 결정을 제거한다.
c.고형물 또는 결정이 발생되지 않도록 한다.
이와같은 3가지 방법중 그때 그때 적합한 방법을 선택하여 시행하는 것이 슬러리에 대한 M/Seal의
대책이다.
이상 3가지 방법을 바탕으로 그 대책에 대하여 설명해 보기로 하자.
◆ 대상으로 되는 유체 및 그 대책 ◆
A.유체중에 연질 또는 경질의 고형물이 혼입되었을때
=> ○ M/Seal 자체에 대책을 강구한다.(구조의 특별설계등.)
○ External Flushing을 한다.
○ Cyclone Separator를 설치한다.
○ Double Mechanical Seal을 사용한다.
B.유체의 온도 변화로 응고 또는 결정을 석출할때
=> ○ 유체의 온도가 너무 낮지 않게 한다.
C.M/Seal의 섭동면에서 농축되어 결정(結晶) 또는 고형물(固形物)이 석출될때
=> ○ 습동재에 대하여 특별한 배려를 한다.(Flushing을 한다.)
D.화학반응에 의하여 고형물을 생성할때
=> ○ Flushing 유량을 충분하게 하고 Quenching을 한다.
○ Double Mechanical Seal을 사용한다.
위에서 슬러리를 함유하는 유체일때의 대상에 대하여 설명하였지만, 먼저 그 유체의 성상(性狀)을 충분하게 알아야 하는것이 중요하며
그 조사결과에 따라 대책을 세우지 않으면 만족한 결과를 얻을수가 없다.여러가지의 대책에 대하여서도 External Flushing의 채택여부에 대해서는
그 장치의 내용을 충분히 파악하여야 할 것이다. 이와 같은 부분에 대해서 Field에서 단순히 대책을 세우기는 힘들 것이다.
그러므로 이와같은 유체에 대한 근본적인 대책은 Mechanical Seal Maker에 문의를 해야할 것이다.
12
각종 용어 정리
Technical Data (P-1)
■ FLUSHING ■
의미 그대로 씻어내는 것으로,Seal 주변의 액을 교체하여 습동면에 발생하는 마찰열을 제거하고 또한 액중에 혼입되어 있는 불순물을 씻어내고
Seal 주변의 액온을 내리는 방법중의 하나이다.
A.SELF FLUSHING
:Sealing 하려고 하는 액체 그 자체로 Flushing하는 방법으로 Stuffing Box와 펌프의 송출측 또는 흡입측과 배관하여 그 배관도중에 Orifice
또는 Needle Valve등을 설치하여 유량을 조절한다.
(1) Dead End Self Flushing
송출측(고압측)으로부터 Stuffing Box에 배관하여 Flushing하는 방법으로 보통 가장 많이 사용된다.
고온의 액체및 슬러리를 함유하는 액체의 경우에는 Cooler,Cyclone Separator,Strainer등을 같이 설치하여야 한다.
(2) Pump Through Flushing
펌프의 송출측(고압측)으로부터 Stuffing Box에 배관하고 또한 Stuffing Box에서 흡입측(저압)으로 액(液)을 빼내는 방법이다.
스터핑 박스의 Neck Bush의 간격을 작게 하므로 Seal 주변의 압력을 낮출수가 있다.
(3) Reverse Self Flushing
스터핑 박스에서 흡입측으로 배관하여 플러싱하는 방법으로서 펌프의 송출 압력과 스터핑 박스의 압력차가 작은 경우에 사용한다.
(4) Partial Circulation
플러싱의 순환회로를 폐회로로 하는 방법이며,스터핑 박스의 유체를 축에 부착시킨 순환링의 펌프 작용에 의하여 순환시켜서 펌프의 외부에 설치한
냉각기로 냉각한 다음,Seal의 습동부에 주입하는 방법이다.
스터핑 박스의 압력과 송출 압력의 차가 작고 또한 Cooler를 설치하고 싶을때 또는 Seal부만을 냉각하고자 할때 사용한다.
B.EXTERNAL FLUSHING
:Flushing액을 다른 계통에서 보내와 깨끗한 액을 스터핑 박스에 주입하는 방법으로서,다음과 같은 액체를 취급할때에 보통의 Self Flushing으로서는
M/Seal의 기능이 제대로 발휘되지 못할때에 사용된다.
○ 고온의 유체
○ 고형입자를 함유한 유체
○ 고점도의 유체
○ 强부식성 유체
○ 윤활성이 적은 유체
○ 습동면에 점착하는 유체
엑스터널 플러싱을 할때에는 다른 계통의 액을 주입하는 것이므로 그 양은 적은 것이 좋으며,Neck Bush로서 카아본,테프론 및 軟금속을 사용하고
축과의 간격을 작게 하지 않으면 안된다. 이의 방법으로 Rip Packing 및 Floating Ring을 사용하기도 한다.
■ QUENCHING ■
M/Seal의 고정환의 뒷쪽으로부터 섭동부에 청수 및 유류등의 냉각액을 직접 보내는 방식으로서 냉각효과가 매우 크다.
밀봉유체가 융점(融点)이 높은액,응고성액(凝固性液) 및 결빙성액(結晶性液)일때에는 각 액질에 따라 Steam,용제(溶劑) 및 청수등을 넣어서
습동면의 응고 방지 및 습동면 부근의 세척등의 목적으로도 이용된다.
또 밀봉유체가 저온액일때에는 부동액을 봉입하여서 습동면의 결빙을 방지하기도 하고 메탄올에 의한 시동전(始動前) 습동면의 해빙등에도 이용된다.
그리고 저압의 송풍기등의 개스 Seal의 경우에는 M/Seal을 외장형을 사용하고,회전측에서 액을 주입하는 방법도 있다.
또한 Quenching 압력이 너무 높으면 스터핑 박스내에 냉각액이 유입하게 되므로 냉각액의 압력을 0.5 kg/㎠G 정도 이하로 유지해야 한다.또한 액온이
150℃를 넘는 고온일때 Quenching에 의하여 습동면을 냉각하려고 할때는 냉각제로서 주로 청수가 사용되지만 수중의 함유고형분(含有固形分)이 많을 때
축 또는 슬리이브의 상부 특히 축패킹 근처에 수중의 고형분이 농축되어 석출하고 축패킹의 작동을 원활하지 못하게하여 누설의 원인으로 되기 쉽다
따라서 밀봉유체가 고온일때에 Quenching에 의하여 냉각을 하려고하면 냉각액중의 함유고형물을 조사하여 적게 함유된 액을 사용하여야 한다.
13
각종 용어 정리
Technical Data (P-1)
■ COOLING ■
의미 그 자체로는 냉각방법 전체를 뜻하지만 M/Seal에 있어서는 특히 Cooling이라고 불리울때는 고정환의 외주부에 냉각액을 주입할때를 뜻한다.
Quenching보다는 간접적으로 냉각하기 때문에 냉각 효과는 약간 떨어지지만 이 방법의 장점으로는 냉각액의 압력이 높아도 스터핑 박스에 들어가던가
또는 외부에 누설될 염려가 없다.또 고정환의 냉각과 함께 고정환 가스켓의 온도에 대한 보호에도 매우 효과가 있는 방법이다.
■ Double M/Seal 방식 ■
Seal의 중간에 다른 계통의 냉각액을 봉입(순환)시키는 방식으로 냉각 효과는 매우 크다.
열유(熱油)등의 고온유체로서 위험이 있을때에 이 Double Seal 방식을 사용하면 냉각효과가 큰것과 밀봉유체가 직접 외부에 누설되지 않기 때문에
안전하므로 그 신뢰도가 높다.
단점은 Seal 장착부의 길이가 길어지는 것과 봉액(封液)의 가압순환장치가 별도로 설치되어야 한다는 것이다.
봉액의 압력은 밀봉유체의 역류를 방지하기 위하여 밀봉유체의 압력보다 반드시 0.5 - 1 kgf/㎠G 이상 높여서 사용하여야 한다.
Double Seal은 상기의 냉각을 목적으로 사용하는 이외에 다음과 같은 때에도 사용되고 있다.
○ 기 체
○ 부식성이 심한 유체
○ 극저온 유체
○ 고압유체
○ 독성의 유체 ○ 진공
○ 폭발의 위험성이 있는 유체 ○ 윤활성이 적은 유체
■ FLUSHING 유량 ■
플러싱의 유량은 3 - 5 liter/min을 표준으로 하되 소형펌프에서는 이 이하로 하고,대형펌프에서는 적절히 양을 증가시켜준다.
★
M/Seal을 사용하는 기기(機器)의 정밀도 ★
M/Seal은 Flexible한 구조로 되어 있으나,축의 진동 및 축과 스터핑 박스의 정밀도는 어떤 범위내로 유지하지 않으면 누설을 발생 시킨다.
축의 흔들림과 축과 스터핑 박스의 동심도가 커지면 Seal의 습동면의 밸런스비(Balance Ratio)가 불균일하게 되어 축의 끝이 흔들리면 M/Seal의 작동이
추종(追從)할수 없어 습동면이 밀착하지 못하기 때문에 누설이 발생한다.
기기의 정밀도는 M/Seal의 기능을 발휘하기 위하여서는 충분하게 점검하여야 한다.
점검해야 할 사항은 다음과 같은 것이 있다.
◎ 축의 흔들림
◎ 축과 스터핑 박스의 동심도
◎ 축과 스터핑 박스의 직각도
◎ 축의 수평이동
=> M/Seal의 축패킹 및 고정환 가스켓과 접하는 축,고정환의 삽입부 및 장착시에 필요한 면취부의 표면 조도는 매우 중요하다.
테프론을 “V링” 및 “U링”의 형태로 사용할 때에는 축의 표면에 약간의 흠이 있어도 누설의 원인으로 되기 때문에 각별히 주의 하여야 한
◎ 고정환 장착부의 정밀도
◎ 축의 가공 정밀도
14
API PLAN
Technical Data
■ API PLAN 11 ■
Plan 11은 single seal을 사용할때 기본적으로 사용해야할 seal flush plan이다.Seal을 냉각시키기 위해서 펌프 토출측에서
seal chamber로 배관을 연결하는 구조로 되어 있으며, seal chamber에서 공기나 수증기를 뽑아낼수(vent할수) 있도록 배관을
계획하는 plan이다.이 plan은 또한 깨끗한 청수를 공급하는 장치에 가장 일반적으로 사용되는 plan이다.압력이 높은 경우에는
필요로하는 flushing 유량의 계산에 세심한 주의를 요하기도 한다.
적합한 seal flush 유량을 결정하기 위해서는 orifice나 throat bushing의 치수 계산에 주의를 할 필요가 있다.
■ API PLAN 13 ■
Plan 13은 입형펌프용으로만 사용되는 표준 flush plan이다.이 구조는 seal측에서 완전한 토출압을 알수 있도록 되어 있어
plan 11과 같은 어떠한 차압도 존재하지 않는다.제품은 seal chamber에서 흡입측으로 배관되는 구조로서,plan 11을 사용하면
아주작은 orifice를 필요로 하거나,아주 높은 flush 유량이 되어야만 되는 고양정용의 펌프에 주로 사용된다.
이 plan은 seal chamber와 pump 흡입부 사이에서의 아주 낮은 차압때문에 저양정용의 펌프에서는 사용되지 않는다.
본 plan을 사용시는, 필요로 하는 flush유량과 orifice 치수를 계산하여 사용의 적합성을 결정한다.
■ API PLAN 23 ■
Plan 23은 주로 고온의 water supply용으로 사용되는 plan으로 특히,boiler feed pump,hydrocarbon용의 펌프에 주로 사용된다
이 plan은 80℃ 이상의 뜨거운 물이나,boiler feed pump용으로 사용된다. 뜨거운 물은 80℃이상에서 아주 낮은 윤활성을 가지고
있기 때문에 seal face상에 많은 마모를 일으킨다. 유체의 포화 증기압(seal chamber 온도에서의)과 seal chamber 압력
사이에서의 필요로 하는 한계를 만들기 위해 유체를 냉각시키는데 사용되는 물질 즉,hydrocarbon과 화학 제품을 이송하는 곳에
본 plan이 주로 사용된다. 본 plan에서의 cooler는 seal face에서 발생되는 열을 제거하고 pumping액의 열을 흡수하는 역활을
한다.이 역활은 plan 21 , 22 에서 사용될때보다는 그 기능을 다하지 못한다.
산업계에서는 cooler의 plugging 때문에 plan 21,22와 마찬가지로 사용을 회피할려고 하는 경향이 강하다.본 plan에서는
seal chamber내의 제품(sealant)이 throat bushing에 의해 pump impeller측의 제품(pumping 액)과 분리된다.
구조는 seal chamber -> cooler -> seal chamber 로 순환되는 내부 순환 구조이다. 이 구조에서는 seal이 가동하는 그 유체만
냉각시키는 역활을 하며, 이 냉각 유체는 pumping 액측으로 들어가지는 않는다.그 결과 높은 에너지 효율을 유지한다.
Flush System을 선정할때 높은 냉매점과 점도를 가진 제품을 사용해야 한다.또한 cooler는 순환점 이하로 유체를 냉각시킬수도
이런 경우에는 cooling 매체로 steam을 사용할 것을 고려해야 할 것이다.
■ API PLAN 31 ■
Plan 31은 주로 비중이 pumping 액의 2배 이상되는 고형물을 포함한 액체를 pumping할때 사용된다.이 plan의 주 용도는 모래나
파이프 slag를 제거하고자 할때 주로 사용된다.구조는 펌프 토출측에서 cyclone separator로 연결하는 구조로 되어있다. 고형물
stream에서 윈심력을 이용하여 희석되어 흡입측으로 되돌아 간다. Seal flush는 cyclone separator에서 seal cover상의 flush
연결부로 들어가는 구조이다. Throat bushing은 특별히 지정된 경우에 사용된다.
15
API PLAN
Technical Data
■ API PLAN 32 ■
Plan 32는, cleaner나 cooler가 외부로부터 flush되어 seal의 사용 조건을 개선시켜 주는 구조로 오염 물질이나 고형물을
함유하는 액체등에 주로 사용된다.더 낮은 포화 증기압을 가지게 하거나 seal chamber의 압력을 수용할 수 있는 level까지 올리
할수 있는 flushing을 해 줌으로써 seal face상에서의 flashing(액체의 재빠른 기화 현상으로, 마찰 에너지가 액체에 가해져 그
1차 seal face 사이를 지나거나 액체의 압력이 액체의 증기압 이하로 떨어질때 생기는 현상.)이나,진공장치에서와 같은 장치에서
공기 침투을 줄이는데 사용되는 plan이다. 외부 flushing은 초기 기동시나 shutdown등과 같은 경우에도 계속적으로 운전될수 있
정도가 되어야 한다.외부 flushing액은 pumping액과 혼합되어 섞인 상태에서 운전된다. 본 plan에서의 flushing 매체는 외부에
seal로 공급되는 구조이며,대체적으로 아주 작은 공차를 가진 throat bushing을 항상 사용해야 한다.
이 bushing은 stuffing box내에 가압된 압력을 유지하는 throttling 의 장치나 seal chamber의 매체와 pumping되는 유체를 격리
barrier로서의 기능을 하는 것이다. 에너지 소모 비용이 높기 때문에 본 plan을 cooling만으로 사용하는것은 추천되지 않는 편이
본 plan을 사용할때에는 제품의 품질 저하 비용도 충분히 고려하여 사용해야 할 것이다.
■ API PLAN 52 ■ (UNPRESSURIZED DUAL SEAL SYSTEM)
Plan 52는 대기로 어떠한 누수도 허용되지 않는 장치에 주로 사용된다.이 plan은 double mechanical seal을 주로 사용하는데
그들 사이에는 buffer fluid가 있어야 한다.이 buffer 유체는 vent system으로 venting되는 seal pot에 위치하여 buffer fluid의
압력이 대기와 접하는것을 유지하도록 하는 역활을 한다.내부측의 seal 누수는 buffer fluid로 들어가는 제품 누수가 될 것이다
그곳에는 항상 약간의 누수가 있을 것이다. 본 plan은 buffer fluid 압력보다 더 높은 포화 증기압을 가진 깨끗하고 중합되지 않
제품(non-polymerizing products)에 사용되는것이 가장 좋을 것이다.이들 제품들은 seal pot에서 flash되어,그 증기는
vent system을 통해 빠져 나갈것이다.만약 그 제품(pumping fluid)이 buffer fluid나 seal pot 압력보다 낮은 증기압을 가진다면
누수는 액체속에 남아있어 buffer fluid를 오염 시킬 것이다. 내부측의 seal 누수가 조기에 감지되지 않는다면,더 무거운 proce
fluid(pumping 액)가 buffer fluid를 대신하게 되어 두 seal 사이의 면적부는 그 제품(pumping액)으로 완전히 채워질 것이다.
그 경우에 외측(outboard측)의 seal 누수는 제품이 대기에 접한 상태가 될 것이다.
본 plan은 깨끗하지 못하거나 중합된 유체를 이송하고자 할때는 부적당하며,이 대안으로 plan 53을 사용하면 될 것이다.
■ API PLAN 53 ■ (PRESSURIZED DUAL SEAL SYSTEM)
Plan 53은 대기로 어떠한 누수도 허용되지 않는 장치에 주로 사용된다. 본 system은 그들 사이에 barrier fluid를 가진
dual mechanical seal로 구성된다. Barrier fluid는 펌프 seal chamber보다 더 높은 압력을 가하는(대체적으로 20-25 PSID)
seal pot내에 위치한다.내측 seal의 누수는 pumping액으로 들어가는 barrier fluid의 누수가 될 것이다.그곳에는 항상 약간의
누수가 있을 것이다. 본 plan은 만약 plan 52가 사용되었을때 seal face에 손상을 입히거나,buffer fluid system에 문제를
야기시킬 소지가 있는 깨끗하지 못하거나,마모성이 있다거나 또는 중합되는(polymerizing) 제품에 일반적으로 사용되는 plan이다
본 plan을 사용할때는 항상 고려해야할 2가지의 단점이 있다.첫째로는 약간의 barrier fluid가 항상 제품(pumping fluid)으로
들어가는 leakage가 있다.일반적으로 이 누수는 아주 작은 것이어서 seal pot level을 monitor함으로써 걸러지는 누수이다.
그러나,pumping 액은 barrier fluid 에서 나오는 어느 정도의 오염 물질이 들어와도 문제가 되지 않아야 할 것이다.
16
API PLAN
Technical Data
두번째로는 본 system은 적당한 level에서 유지되는 seal pot 압력에 따라 변화가 생긴다는 것이다.만약 seal pot의 압력이
떨어지면 plan 52,즉 unpressurized dual seal 과 같이 운전이 되어 완전한 sealing 의 수준이 되지 못한다는 것이다.
특히 내부측의 seal 누수의 방향은 역으로 되어 barrier fluid는 pumping액과 함께 오염이 되는 상태가 되고 이에 따라
sealing의 역활을 제대로 못하는 결과를 초래할 것이다.
■ API PLAN 54 ■
Plan 54도 역시 내부측의 seal 누수가 pumping fluid로 들어가는 “가압 dual seal system”이다.
본 plan에서는 외부로부터(external source) 들어오는 차갑고 깨끗한 제품(fluid;sealant)이 barrier fluid로서 공급된다.
이 제품의 공급압은 내부측의 seal이 저항하는 sealing압보다 20 PSID 이상이다.
이 결과 barrier fluid는 제품(pumping fluid)으로의 leakage가 발생되는 것이다.
Barrier fluid의 압력이 sealing되는 압보다 더 작은 곳에 이 장치를 결코 사용할수가 없는 것이다.만약 그러한 경우가
발생된다면,내부측의 seal이 누수되어 barrier fluid system 전부를 오염시키고 그 결과 추가적으로 다른 seal의 누수도
생기는 것이다.
본 plan은 pumping되는 유체가 뜨겁다든지,고형물을 가진 오염된 곳에 주로 사용되든지 또는 두가지 경우의 유체에 주로
사용되는 것이다.만약 plan 54가 지정된다면,barrier fluid의 source 에 대한 신뢰성을 주의깊게 고려해야 할 것이다.
만약 외부 source에 문제가 생겨 오염된다면 그에 따르는 seal의 고장에 따른 비용은 엄청날 것이다.
적당하게 설계된 barrier fluid system은 전형적이 되어 복잡하고 값비싼 구조가 될 것이다.
그 반면에 아주 잘 설계된 system이라면 가장 믿을수 있는 system이 될 것이다.
■ API PLAN 62 ■
Plan 62는 Quench stream이 외부 source에서 seal face의 대기면으로 유입되는 구조이다.Quench stream은 저압의 steam,
질소 혹은 청수가 될수 있다.
이 plan은 산소가 함유되는 것을 막기 위하여 single seal 을 적용하여 사용하는데
coke formation(예를들면,뜨거운 탄화수소)을 방지하고 또한 dynamic seal components (예를들면,부식이 잘 되는 염분이
함유된 pumping fluid) 주위에 필요가 없는 물질이 형성되지 못하도록 하는 역활을 한다.
Cf. 1kgf/㎠ = 14.2 psi
17
API 610 PIPING PLAN DRAWING
Technical Data
I
V
Q/D
■ API PLAN 01 ■
Integral (internal) recirculation from
pump discharge to seal
V
■ API PLAN 02 ■
CI /
CO
Q/D
Dead-ended seal chamber with no circulation of
flushed fluid;water-cooled stuffing box jacket and
throat bushing required when specified
Plugged
connections for
possible future
circulating fluid
V
■ API PLAN 11 ■
Recirculation from pump case
through orifice to seal
18
F
Q/D
API 610 PIPING PLAN DRAWING
Technical Data
V
■ API PLAN 12 ■
F
Q/D
Recirculation from pump case through
strainer and orifice to seal
To pump
suction
V
■ API PLAN 13 ■
F
Q/D
Recirculation from seal chamber through orifice
and back to pump suction
■ API PLAN 21 ■
V
Recirculation from pump case through orifice
and heat exchanger to seal
T1
19
F
Q/D
API 610 PIPING PLAN DRAWING
Technical Data
■ API PLAN 22 ■
Q/D
F
V
T1
Recirculation from pump case through strainer,
orifice and heat exchanger to seal
T1
■ API PLAN 23 ■
FO
FI
Q/D
Recirculation from seal with pumping ring through
heat exchanger and back to seal
From pump
discharge
To pump
suction
■ API PLAN 31 ■
Recirculation from pump case through cyclone
separator delivering clean fluid to seal to seal
and fluid with solids back to pump suction
20
V
F
Q/D
API 610 PIPING PLAN DRAWING
By
vendor
■ API PLAN 32 ■
Technical Data
From external
source
By
purchaser
F
V
Q/D
P1
Injection to seal from external source
of clean fluid
T1
From pump
discharge
■ API PLAN 41 ■
To pump
suction
Recirculation from pump case
through cyclone separator
delivering clean fluid
through heat exchanger
to seal and fluid with solids back
to pump suction
Q/D
V
F
T1
Vent
Vent
■ API PLAN 51 ■
Reservoir
Reservoir
Dead-ended blanket typically used with
auxiliary sealing device
V
Q1
Q0 (plug)
21
F
Q/D
API 610 PIPING PLAN DRAWING
Technical Data
P1
PS
When
specified
Vent
Vent
Normally
open
Reservoir
■ API PLAN 52 ■
F1
Non-pressurized external fluid reservoir
with forced circulation
(typically used with dual seal arrangement 2)
F
Reservoir
BO
BI
BO
BI
■ API PLAN 53 ■
When
specified
External pressure
source
P1
PS
To external
pressure source
Reservoir
Normally open
Pressurized external fluid reservoir
with forced circulation
(typically used with dual seal arrangement 3)
F1
F
BI
BO
Reservoir
BO
BI
External source
F
■ API PLAN 54 ■
Circulation of clean fluid from external system
(typically used with dual seal arrangement 3)
BO
BI
22
BI
BO
API 610 PIPING PLAN DRAWING
Technical Data
V
F
V
F
Q/D
■ API PLAN 61 ■
Tapped connections provided for purchaser’s use
(typically used to provide fluid such as steam,
gas,or water to an auxiliary sealing device)
Plugged inlet
Plugged outlet
■ API PLAN 62 ■
External fluid quench (steam,gas,water,etc,.)
typically used with throttle bushing
< API PLAN LEGEND >
< SYMBOLS FOR CHAMBER >
BI
BO
C
D
F
H
Q
I
O
Heat exchanger
: Barrier / Buffer Fluid In
: Barrier / Buffer Fluid Out
: Cooling
: Drain
: Flush
: Heating
: Quenching
: In
: Out
P1
Pressure gage with
block valve
Flow-regulating valve
T1
Dial thermometer
Block valve
PS
Pressure switch
with block valve
Check valve
F1
Flow indicator
Cyclone separator
23
Y-type strainer
Orifice
Q/D
Typical Mechanical Seal Arrangements
Technical Data
SINGLE SEAL
TANDEM SEALS
( Unpressurized Dual Seal )
Connection “F” (see Note 2)
Connection “Q”,”V”,”D”
(see Note 2)
Casing
Cover
Throttle
Bushing
Connection “F” (see Note 2)
Seal cover
(gland)
Pumping Ring
(for forced
circulation)
Shaft
Sleeve
Rotating
seal member
Stationary
seal member
Connection “B”
(see Note 2)
Throttle bushing
or auxiliary
sealing device
Rotating
seal member
Stationary
seal member
DOUBLE SEALS
( Pressurized Dual Seal )
Connection “B” (see Note 2)
Connection “Q”,”V”,”D” (see Note 2)
Throttle bushing or
auxiliary sealing device
Rotating
seal member
Stationary
seal member
<Notes>
24
1.The illustrations are typical and
do not represent any specific design or brand of seal.
2.Refer to appropriate piping plan for required connections.