A szárazgáz-tömítés az innovatív megoldás a célhoz vezető úton

Az olaj- és gáz-feldolgozó ipar számára állandó kihívást jelent az (NGL = Natural Gas Liquid) cseppfolyós földgáz távvezeték-berendezések komponenseit optimális üzemkész állapotban tartani - a használt folyadékszivattyúkban a hőmérséklet emelkedik, és az ebből eredő problémák tömítésekre gyakorolt hatása pl. egy ilyen kihívást jelent.

Ilyen berendezés egy példánya található Houston-ban (Texas Állam). Az  NGL-keverékek/elegyek folyamsugarát szétválasztja tiszta NGL-termékekre, mint: etán, propán, bután, izobután és benzin. Központi berendezés-komponensek az etán-injektor szivattyúk, amelyek 28 bar (410 PSI) és 76 bar (1.100 PSI) nyomás tartományon belül működnek. Az etán hőmérséklete a szívóoldalon nem haladhatja meg a 16 °C (60 °F) hőmérsékletet azért, hogy a szükséges fajlagos gőznyomás a tengelytömítéseken ne csökkenjen az előírt színt alá.

Éghajlati hatások miatt azonban itt újra és újra jelentős hőmérséklet-növekedés következik be – ez etán elpárolog, ennek következménye a tömítés működésének megszűnése, és a termelés-kiesés. A folyékony etán-szivattyú sorozatosan ismétlődő meghibásodásának problémáját az oldotta meg, hogy egy un. DiamondFace-bevonatú csúszógyűrű került alkalmazásra, amit valójában a tisztán gáz formátumú közegekhez dolgoztak ki: ez az EagleBurgmann DF-DGS6.

Nem szokványos bevetés: szárazgáz-tömítés

A szárazgáz-tömítések (Dry Gas Seals = DGS) a kompresszorokban történő alkalmazásoknál, mint igen megbízható tengelytömítések honosodtak meg. Széles tömítő felülettel rendelkeznek, melybe a strukturált (uni- vagy bi-direkcionális) gázhornyokat dolgoznak bele. Ezek a nútok teszik egyáltalán lehetővé a csúszófelület megemelkedését, az üzemelés során érintésmentesen működnek. Ahogyan a folyadékkal kent tömítések szárazon futása káros a csúszófelületekre nézve, a szárazgáz tömítések (Dry Gas Seals) esetében ugyanúgy káros, ha a csúszófelületek érintkeznek, ami idő előtti elkopáshoz és végső soron a tömítés hatásának megszűnéséhez vezet.

A tömítések szempontjából a kompresszor-üzemeltetésnek is vannak kritikus üzemeltetési pontjai: A Coast-Down (a kompresszor lassú, szabályozott kifuttatása), Turning (alacsony fordulatszám melletti működés) és a Ratcheting (meghatározott időközönként, a tengely továbbfordítása 90 °-kal) esetén, a normális körülmények között egymással nem érintkező csúszófelületek összeérnek, és az érintkezés folytán megsérülhetnek.

És, nem utolsó sorban ennek a helyzetnek a megoldására, az EagleBurgmann kifejlesztette a gyémánt-bevonatú csúszófelületeket és ezeket sikeresen is alkalmazta.

A megoldás kulcsa: a ‚DiamondFace‘

Az EagleBurgmann DiamondFace a csúszógyűrűs tömítések mikrokristályos gyémántbevonata. Jellemző tulajdonságai a következők: extrém keménység, magas kopásállóság, kiváló hővezető képesség, a legmagasabb kémiai ellenálló képesség és alacsony súrlódási tényezők. Még a bevonati rétegtapadás is felülmúlja az összes ismert gyakorlati követelményt. Ezáltal bizonyíthatóan sokszorosára növekszik a csúszógyűrűs tömítések élettartama, a karbantartások közötti időszak ennek megfelelően meghosszabbodik, és az élettartam-költségek is jelentősen csökkennek.

DF-(P)DGS6 – megoldás az illékony közegek problémájára

A Houston-i etán szivattyút átalakították  DF-DGS6 típusra, és 2011. júliusában vették üzembe. Ez a tömítési megoldás lehetővé teszi, hogy a közeg, mind folyékony, mind pedig gáz állapotban megbízhatóan és biztonságosan lássa el tömítési feladatát. Átmeneti fázisban, vagyis szárazon futás esetén, ill. amikor a csúszófelületek találkozhatnak, akkor a csúszófelületeken a DiamondFace-bevonat megóvja a tömítést a sérüléstől.

A működtetési mód is egyszerűbbé vált. A tömítések mindennemű öblítéstől mentesen (API Plan 02) működnek. Nincs már szükség az előzetesen behelyezett szűrőre, így annak karbantartására sem.

Az üzemeltető néhány hónap elteltével arról számolt be, hogy a fáklyarendszer-nél a gázállapotú szivattyúszivárgás akár 83 %-kal csökkent, és ez az csökkenési érték tovább emelkedett 90 % fölé.

Nyolc havi üzemelést követően a szivattyút – a járókerék után állítás céljából - leállították, és felnyitották. Ennek során az üzemeltető azt kívánta, hogy a tömítést dinamikus vizsgálatnak vessék alá – az eredeti adatokkal való összehasonlíthatóság érdekében. A szivattyút kibontották, és vizsgálatára Houstonban (USA) az EagleBurgmann telepén került sor. A csúszógyűrűk semmilyen futási nyomokat nem mutattak, és úgy néztek ki, mintha vadonatújak lennének. A tömítési komponenseket megtisztították, és az összeépítést követően a DF-DGS6 a dinamikus terhelést adó próbapadra került, ahol alapos vizsgálatnak vetették alá. Tekintettel arra, hogy a tömítés tökéletes állapotban volt, és kiváló eredményeket mutatott a próbapadon való futás során  (többek között, a szivárgási érték az eredeti átvételkor mért értéket még el sem érte), ezért az üzemeltető minden további eljárás nélkül ismét beépítette a szivattyúba. Ettől az időponttól számítva, a tömítések kifogástalanul működnek. A DF-(P)DGS6-megoldássel, a tömítések futamideje (élettartama?) akár az 5 évet is meghaladhatja.

Időközben, az EagleBurgmann DF-(P)DGS6 típusából (ahol is a „P“ megjelölés a nagynyomású változatot jelöli), több mint 150 darabot sikeresen használnak az egész világon a különböző NGL-alkalmazásoknál – egyébként, nem rég óta, a CO2-alkalmazásoknál egyaránt.

DF-(P)DGS6
DF-(P)DGS6

Tudjon meg többet a DF-(P)DGS6-ról ( angol nyelven )

Stay informed with Excellence in Practice