W zakładzie w Houston, w stanie Teksas, oddziela się poszczególne frakcje ciekłego gazu naturalnego, takie jak etan, propan, butan, 2-metylopropen i benzynę. Krytycznym elementem tego układu są pompy wtryskowe etanu pracujące przy ciśnieniu od 28 bar (410 psi) do 76 bar (1100 psi). Temperatura etanu na króćcu ssawnym nie powinna przekraczać 16°C (60°F) zapewniając tym samym, że ciśnienie parowania medium pompowanego nigdy nie spadnie poniżej wymaganych wartości na uszczelnieniach wału.

Niestety znaczny przyrost temperatury medium zdarza się często ze względu na warunki atmosferyczne - wówczas etan odparowuje prowadząc do awarii uszczelnień i wycieku produktu. Środkiem zaradczym na wzrastającą awaryjność pomp ciekłego etanu było wykorzystanie uszczelnienia EagleBurgmann DF-DGS6. Jest to mechaniczne uszczelnienie mechaniczne z pierścieniami wykonanymi w technice DiamondFace, którą pierwotnie zaprojektowano na potrzeby mediów gazowych.

Niekonwencjonalne rozwiązanie: uszczelnienia gazodynamiczne do uszczelniania cieczy

Uszczelnienia gazodynamiczne DGS okazały się praktycznie niezawodne jako uszczelnienia wału w kompresorach. Odznaczają się szeroką powierzchnią uszczelniającą z rowkami do pracy w jednym lub dwóch kierunkach obrotu wału. Rowki pozwalają unieść pierścienie ślizgowe umożliwiając bezkontaktową pracę uszczelnienia. Tak jak w przypadku uszczelnień smarowanych cieczą praca na sucho może uszkodzić pierścienie uszczelnienia, uszczelnienia gazodynamiczne mogą ulec przedwczesnemu zużyciu a ostatecznie awarii w wyniku bezpośredniego kontaktu powierzchni uszczelnień.

Dzieje się tak, gdyż uszczelnienia do kompresorów również mają krytyczne stany pracy. Wybieg (powolne, kontrolowane wyłączenie kompresora), praca na niskich obrotach oraz obracanie wału o więcej niż 90° w stałych odstępach czasu powodują, że pierścienie uszczelnień, które w normalnych warunkach pracy są oddzielone, zaczynają się stykać. To właśnie praca przy bezpośrednim kontakcie pierścieni uszczelnień może doprowadzić do ich uszkodzenia.

Firma EagleBurgmann opracowała i z powodzeniem zastosowała uszczelnienia gazodynamiczne z innowacyjną technologią pokrycia diamentowego aby zaradzić powyższym sytuacjom.

Kluczowe znaczenie technologii DiamondFace

EagleBurgmann DiamondFace jest technologią pokrycia pierścieni ślizgowych mikrokryształami diamentu w uszczelnieniach mechanicznych. Pokrycie jest bardzo twarde i odporne na zużycie, odznacza się doskonałą przewodnością cieplną, maksymalną odpornością chemiczną i niskim współczynnikiem tarcia. Siła wiązania pokrycia przekracza wszelkie obowiązujące wymagania. Zastosowanie tego rozwiązania znacznie wydłuża okres użytkowania uszczelnień mechanicznych - nawet kilkukrotnie. Naprawa może odbywać się odpowiednio rzadziej a cykl życia produktu kosztuje o wiele mniej.

DF-(P)DGS6 - rozwiązanie do niestabilnych mediów

Pompę etanu w Houston wyposażono w uszczelnienie DF-DGS6 i wprowadzono do użytku w lipcu 2011 roku. Rozwiązanie zapewniło szczelność medium w niezawodny i bezpieczny sposób zarówno w stanie ciekłym, jak i lotnym. W warunkach przejściowych, które skutkują pracą na sucho oraz bezpośrednim kontaktem powierzchni czołowych pierścieni, technologia pokrycia DiamondFace zabezpiecza uszczelnienia przed uszkodzeniem.

Uproszczono również tryb pracy: uszczelnienia nie wymagają płukania (schemat API 02). Dotychczas stosowane filtry są niepotrzebne.

Po kilku miesiącach operator odnotował, że przedostawanie się etanu do układu flary spadło o 83 % a wartość ta uległa dalszej poprawie, osiągając ponad 90 %.

Po ośmiu miesiącach pompa została zatrzymana i otwarta w celu przeprowadzenia działań naprawczych na wirniku. Operator życzył sobie równoległego poddania pompy testom dynamicznym i zestawienia ich z pierwotnymi parametrami. Uszczelnienie zdemontowano i przetestowano na terenie siedziby firmy EagleBurgmann w Houston. Powierzchnie czołowe pierścieni uszczelnień nie nosiły śladu zatarcia. Wyglądały jak nowe. Elementy uszczelnienia oczyszczono i zmontowano ponownie. Uszczelnienie DF-DG6 zostało następnie gruntownie przetestowane dynamicznie na stanowisku testowym. Uszczelnienie było w doskonałym stanie i uzyskało znakomite wyniki (ze wskaźnikiem wycieku poniżej wartości ustalonej podczas testów odbiorczych), więc operator natychmiast ponownie zamontował je w pompie bez dalszych zabiegów. Od tamtej pory uszczelnienie pracuje nieustannie bezusterkowo. Dzięki dostarczonemu rozwiązaniu uszczelnienia DF-(P)DG6 można stosować przez okres powyżej 5 lat.

Ponad 150 uszczelnień DF-(P)DGS6 firmy EagleBurgmann („P” oznacza wersję do pracy pod wysokim ciśnieniem) jest obecnie stosowanych w różnych rozwiązaniach przeznaczonych do pracy z ciekłym gazem naturalnym na świecie - a ostatnio znalazły zastosowanie również w aplikacjach CO₂.