Қос механикалық тығыздағыш жүйелері: оларды қашан және неге пайдалану керек

Кіріспе

Қос механикалық тығыздағыш әдетте ағып кетуді техникалық қызмет көрсетудің кішігірім мәселесі ретінде қарастырмай, қауіпсіздік, қоршаған орта немесе сенімділік қаупі ретінде қарастырған кезде таңдалады. Қауіпті, ұшпа, абразивті немесе нашар майлайтын сұйықтықтарды өңдейтін сорғыларда қос тығыздағыш жүйесі екінші оқшаулау тосқауылын қосады және әдетте жұмыс жағдайларын тұрақтандыру үшін тірек жүйесімен жұмыс істейді. Бұл мақалада бұл қосымша күрделіліктің қашан ақталатыны, шешім қабылдауға қандай процестер әсер ететіні және тығыздағышты таңдау шығарындыларды бақылауға, жабдықтың қызмет ету мерзіміне және жоспарланбаған тоқтап қалу уақытына неліктен әсер ететіні түсіндіріледі. Тәуекелді азайтудан бастап пайдалану экономикасына дейін талқылау қос механикалық тығыздағыштың дұрыс инженерлік таңдау екенін анықтау үшін практикалық негіз ұсынады.

Неліктен қос механикалық тығыздағышты таңдау маңызды

Қазіргі заманғы сұйықтықтарды өңдеу және айналмалы жабдықтар операцияларында,механикалық тығыздағыш негізгі тосқауыл ретінде қызмет етедітехнологиялық сұйықтықтар мен сыртқы орта арасындағы. Бір механикалық тығыздағыштар зиянсыз қолдану үшін жеткілікті болғанымен, қателік шегі нөлге жақындаған кезде қос механикалық тығыздағыш жүйесінің сипаттамасы маңызды инженерлік талапқа айналады. Тиісті тығыздау технологиясын таңдау тек сұйықтықты сақтау мәселесі ғана емес; бұл зауыт қауіпсіздігінің, қоршаған ортаға сәйкестіктің және ұзақ мерзімді пайдалану тиімділігінің негізгі анықтаушысы.

Қос тығыздағыш конфигурациясын енгізу туралы шешім сорғы жүйесінің архитектурасын түбегейлі өзгертеді. Ол екінші реттік оқшаулауды, қосалқы тірек жүйелерін және мұқият басқаруды қажет ететін күрделі сұйықтық динамикасын енгізеді. Бұл жаңартуды қажет ететін нақты тәуекел профильдері мен пайдалану салдарын түсіну - жауапты айналмалы жабдықты жобалаудағы алғашқы қадам.

Сенімділік және қауіпсіздік тәуекелдері

Қос механикалық тығыздағыштардың ең тікелей негіздемесі апатты істен шығу қаупін азайту болып табылады. Жанғыш, улы немесе жарылғыш сұйықтықтарды қамтитын жоғары қысымды немесе жоғары температуралы қолданбаларда бастапқы тығыздағыштың кенеттен істен шығуы дереу жергілікті қауіптерге әкелуі мүмкін. Жарылу температурасы 60°C (140°F) төмен, NFPA денсаулыққа қауіптілік рейтингі 3 немесе 4 немесе қауіпті ауа ластаушы заттары (HAPs) бар сұйықтықтар бу бұлтының пайда болуын немесе өрттің алдын алу үшін артық оқшаулауды қажет етеді.

Екінші реттік тығыздағыш бетін пайдалану арқылы қондырғылар жабдықтың істен шығулар арасындағы орташа уақытты (MTBF) айтарлықтай жақсартады, көбінесе бірдей қызметтердегі жеке тығыздағыштармен салыстырғанда пайдалану мерзімін 150%-дан 300%-ға дейін ұзартады. Егер ішкі тығыздағыш бұзылса, сыртқы тығыздағышта уақытша технологиялық сұйықтық немесе тосқауыл сұйықтығы болады, бұл операторларға апаттық апаттық босатуға тап болмай, бақыланатын өшіруді орындауға мүмкіндік береді.

Шығарындылар мен ағып кету мәселелері

Қатаң қоршаған ортаны қорғау ережелері заманауи қондырғыларды нөлге жуық ұшпа шығарындыларға қол жеткізуге мәжбүрлейді. Америка Құрама Штаттарындағы EPA-ның 21-әдісі немесе Еуропадағы өнеркәсіптік шығарындылар туралы директива сияқты нормативтік базалар ұшпа органикалық қосылыстардың (VOC) ағып кету шегін қатаң түрде белгілейді, көбінесе миллионға 500 бөліктен (ppm) төмен, ал кейбір юрисдикцияларда 50 ppm-ге дейін шектеулер қояды.

Бір тығыздағыш, өз дизайны бойынша, беттерін майлау үшін микроскопиялық сұйықтық пленкасына сүйенеді, бұл өз кезегінде минуттық булануға (әдетте сағатына 1-ден 5 грамға дейін) және атмосфераға шығарындыларға әкеледі.Қос механикалық тығыздағыштарәсіресе қысымды тосқауыл сұйықтығын (API 682 3-ші ереже) пайдаланатындар, технологиялық сұйықтықтардың атмосфераға шығарылуын толығымен жояды, ықтимал технологиялық ағып кетуді зиянсыз тосқауыл сұйықтығының ізімен алмастырады.

Өндіріс және техникалық қызмет көрсету әсері

Қауіпсіздік және қоршаған ортаны қорғау талаптарынан басқа, итбалықтарды таңдау зауыттың қолжетімділігі мен техникалық қызмет көрсету бюджетіне қатты әсер етеді.Механикалық тығыздағыштың істен шығуы шамамен 70% құрайдыбарлық орталықтан тепкіш сорғыларға техникалық қызмет көрсету араласуларының ішінде. Әдеттегі сорғы тығыздағышын ауыстыру 8-ден 24 сағатқа дейін жұмыс күшін және онымен байланысты тоқтап қалуды қажет етеді, бұл үздіксіз мұнай-химия процестерінде сағатына 10 000 АҚШ долларынан 50 000 АҚШ долларынан астам өндірістік шығындарға әкелуі мүмкін.

Қос механикалық тығыздағыштар дәлме-дәл жабысқақ тығыздағыш беттерін қатал технологиялық жағдайлардан оқшаулайды. Таза, салқын және жоғары майланатын тосқауыл сұйықтығын қамтамасыз ету арқылы тығыздағыш беттері құрғақ жұмыс істеуден, абразивті тозудан және термиялық бұрмаланудан қорғалған, бұл сорғының қызмет ету мерзімін айтарлықтай ұзартады және жоспарланбаған техникалық қызмет көрсету араласуларын азайтады.

Қос механикалық тығыздағыш дегеніміз не

Қос механикалық тығыздағышҚазіргі заманғы инженерлік стандарттарда көбінесе қос тығыздағыш деп аталады, бір тығыздағыш камерасында тізбектей немесе параллель жұмыс істейтін екі тәуелсіз механикалық тығыздағыштан тұрады. Бұл конфигурация екі тығыздағыш арасында буфер немесе тосқауыл сұйықтығы деп аталатын екінші реттік сұйықтықпен толтырылған қуыс жасайды, ол тығыздағыш беттерін майлауға, жылуды таратуға және екінші реттік тығыздағыш қабатын қамтамасыз етуге қызмет етеді.

Негізгі архитектура ішкі тығыздағыш (технологиялық сұйықтықпен тікелей байланысатын) мен сыртқы тығыздағыштың (атмосферамен байланысатын) өзара әрекеттесуіне негізделген. Екінші реттік сұйықтықтың динамикасы қос тығыздағыш жинағының дәл жіктелуі мен функционалдық мүмкіндігін анықтайды.

Негізгі анықтамасы және жұмыс принципі

Қос тығыздағыштың жұмыс принципі толығымен ішкі және сыртқы тығыздағыштар арасындағы қуыста сақталатын қысым айырмашылығына байланысты. Қуыс сұйықтығы технологиялық тығыздағыш қораптың қысымынан төмен қысымда ұсталған кезде, ол «буферлік сұйықтық» деп аталады (2-орналасу). Бұл күйде ішкі тығыздағыш технологиялық сұйықтықпен майланады, ал кез келген технологиялық ағып кету буферлік сұйықтықпен ұсталады.

Керісінше, қуыс сұйықтығы процестің қысымынан жоғары деңгейге дейін қысымдалған кезде — әдетте динамикалық тығыздағыш қорапшасының максималды қысымынан 1,5-тен 2,0 барға дейін (22-ден 29 psi-ге дейін) жоғары деңгейде ұсталады, көбінесе минутына 2-ден 8 литрге дейін айналым жылдамдығын қажет етеді — ол «кедергі сұйықтығы» деп аталады (3-кезең). Мұндай жағдайларда тосқауыл сұйықтығы ішкі және сыртқы тығыздағыш беттерін майлайды. Егер ішкі тығыздағыш тозса, тосқауыл сұйықтығы процеске ішке қарай ағып кетеді, бұл қауіпті процестің ортасының сыртқа ағып кетуін нөлге дейін кепілдейді.

Жалғыз тығыздағыштармен салыстыру

Бір және қос тығыздағыш конфигурациялары арасындағы нақты айырмашылықтарды түсіну өмірлік циклдің құны мен тәуекелді талдау үшін өте маңызды. Екінші тығыздағышты қосу сорғының жұмыс қабығын түбегейлі өзгертеді.

Итбалықтардың орналасуы және бет бағдары

Қос тығыздағыштар әртүрлі кеңістіктік шектеулер мен қысым талаптарын ескеру үшін бірнеше түрлі геометриялық орналасуларда жасалған. «Арқа-арқа», «бетпе-бет» және «тандем» терминологиясы негізінен API 682 жіктеулерімен алмастырылды, дегенмен физикалық бағдарлар өзекті болып қала береді.

Артқы-артқа бағытталған орналасу айналмалы тығыздағыш сақиналарды бір-біріне қарама-қарсы орналастырады, бұл жоғары қысымды тосқауыл сұйықтықтары үшін өте қолайлы (көбінесе 40-тан 60 барға / 580-нен 870 psi-ге дейін қысымға арналған), бірақ ішкі тығыздағыш жабдығын өңдеу сұйықтығына ұшыратады. Бетпе-бет бағытталған орналасу ортақ стационарлық жұптастыру сақинасын пайдаланады және көбінесе кеңістік шектеулі толтыру қораптарында қолданылады. Тандемдік бағыттау (көбінесе 2-ші орналасу) екі тығыздағышты да бір бағытқа қаратып орналастырады, бұл сыртқы тығыздағыштың ішкі тығыздағыш істен шыққан жағдайда толық өңдеу қысымын көтеруге мүмкіндік береді, бұл оны жоғары қысымды булау қызметтері үшін таңдаулы таңдау етеді.

Қос механикалық тығыздағышты қашан қолдану керек

Қос механикалық тығыздағышты орнату бастапқы капиталдың жоғары шығындарын пайдалану қажеттілігімен теңестіруді талап етеді. Барлық агрессивті сұйықтықтар қос тығыздағышты қажет етпейді; бір тығыздағыш бетінің материалдары мен жуу жоспарларындағы жетістіктер олардың мүмкіндіктерін кеңейтті. Дегенмен, нақты пайдалану шегі мен сұйықтық сипаттамалары қос тығыздағышты енгізу үшін келіссөздер жүргізуге болмайтын талаптарды тудырады.

Инженерлер технологиялық сұйықтықтың физикалық қасиеттерін, жұмыс ортасын және бір тығыздағыштан қос тығыздағышқа ауысудың техникалық және экономикалық тұрғыдан негізделгенін анықтай алмаудың салдарын жүйелі түрде бағалауы керек.

Пайдалануды ақтайтын қызмет көрсету шарттары

Қос тығыздағыштың күрделілігін бірнеше қатал қызмет көрсету жағдайлары негіздейді. Абразивті бөлшектердің жоғары концентрациясы бар сұйықтықтар (әдетте салмағы бойынша 10% қатты заттардан асады) бір тығыздағыш беттерін тез бұзады. Қысыммен қос тығыздағыш бұл беттерді абразивтерден толығымен оқшаулайды.

Сонымен қатар, майлау қабілеті нашар сұйықтықтар, мысалы, тұтқырлығы 0,5 cP-ден төмен жеңіл көмірсутектер, майламайтын еріткіштер немесе ыстық су, көбінесе бір тығыздағыш беті арқылы буға айналады, бұл құрғақ ағыс пен термиялық жарықшақтардың пайда болуына әкеледі. Бу қысымына жақын жұмыс істейтін технологиялық сұйықтықтар айналмалы және қозғалмайтын беттер арасындағы маңызды сұйықтық қабықшасын тұрақты, майлағыш тосқауыл сұйықтығы ұстап тұра алатын қос тығыздағыш орнатуды қажет етеді.

Негізгі таңдау критерийлері

Негізгі таңдау критерийлері температура, қысым, уыттылық және полимерлену тәуекелдеріне байланысты. Төтенше температурада (мысалы, 200°C / 400°F жоғары) жұмыс істейтін қолданбалар тығыздағыш беттерін жылулық шектерінде ұстап тұру және эластомердің ыдырауын болдырмау үшін сыртқы салқындату циклі бар қос тығыздағыштарды қажет етеді.

Атмосфералық оттегімен жанасқанда қатаятын немесе кристалданатын полимерлеуші ​​сұйықтықтар ерекше қиындық тудырады. Егер бір ғана тығыздағыш қолданылса, атмосфералық ағып кету тығыздағыштың атмосфералық жағында кристалданады, бұл тез абразивті тозуға және динамикалық сақиналардың салбырап қалуына әкеледі. Үйлесімді тосқауыл сұйықтығы бар қос тығыздағыш атмосфералық әсердің және кейінгі кристалданудың алдын алады.

Практикалық іріктеу жұмысы

Тығыздағышты таңдаудың практикалық жұмыс процесіAPI 682 А қосымшасын таңдау процедурасы сияқты белгіленген салалық құрылымдарды ұстануы керек. Жұмыс процесі сұйықтықтың қауіптілік жіктемесін анықтаудан басталады. Егер сұйықтық өте улы немесе өте тез тұтанатын болса, 3-ші схема (қысыммен қос тығыздағыш) автоматты түрде таңдалады.

Егер сұйықтық қауіпті болмаса, инженер сұйықтықтың физикалық қасиеттерін бағалайды (мысалы, бу шегі 0,35 бардан төмен, тұтқырлығы 0,5 cP-ден төмен немесе бөлшектердің жүктемесі 10%-дан асады). Егер бұл қасиеттер бір тығыздағыштың пайдалану шегінен тыс болса, жұмыс процесі негізгі мақсат резервтік оқшаулау немесе бетті абсолютті оқшаулау екеніне байланысты 2-ші ретке (қысымсыз қос тығыздағыш) немесе 3-ші ретке ауысады.

Инженерлік және сәйкестік бойынша ымыраға келу

Қос механикалық тығыздағышты енгізу ешқашан жабдықты жеке жаңарту емес; ол күрделі қосалқы тірек жүйелерін біріктіруді талап етеді. Бұл жүйелер буфер немесе тосқауыл сұйықтығының қысымын, температурасын және тазалығын басқарады, және олардың дизайны тығыздағыштың өзі сияқты маңызды.

Инженерлер бұл жүйелерді жобалау кезінде көптеген келісімдерге тап болады, халықаралық стандарттарға қатаң сәйкестік зауыттың физикалық кеңістік шектеулерімен, пайдалылықтың қолжетімділігімен және материалдардың үйлесімділігімен теңестіріледі.

Қолдау жүйелері және API жоспарлары

Қос тығыздағыштардың жұмыс істеуі толығымен API құбыр жоспарларына негізделген. Қысымсыз қос тығыздағыш әдетте API 52 жоспарын пайдаланады, ол сыртқы резервуардан буферлік сұйықтықты айналдырады (әдетте сыйымдылығы 12-ден 20 литрге дейін, тығыздағыш бетінің жылуын 1-ден 5 кВт-қа дейін таратуға арналған). Бұл жоспар ішкі тығыздағыштың ағып кетуін қауіпсіз басқару үшін алау немесе буды қалпына келтіру жүйесіне қосылуды қажет етеді.

Қысыммен жабдықталған қос тығыздағыштар API 53 жоспарын (A, B немесе C) немесе 54 жоспарын пайдаланады. 53A жоспары газдың тосқауыл сұйықтығына сіңуіне жол бермеу үшін шамамен 10,3 бармен (150 psi) шектелген газ қысымымен жабдықталған резервуарды пайдаланады. Жоғары қысым үшін 53B жоспары көпіршік аккумуляторын пайдаланады, ал 53C жоспары технологиялық қысыммен басқарылатын поршеньді аккумуляторды пайдаланады. Ең күрделісі 54 жоспары бірнеше сорғыға бір уақытта тосқауыл сұйықтығын беру үшін орталықтандырылған сыртқы майлау саңылауын пайдаланады.

Материалдар, салқындату және құбырларды жобалау

Тығыздағыш пен тірек жүйесіндегі материалды таңдау өңдеу ортасын да, тосқауыл сұйықтығын да ескеруі керек. Тығыздағыш беттері әдетте 35 000 бар-м/с (1 000 000 psi-ft/min) асатын жоғары қысым жылдамдығы (PV) мәндерін өңдеу үшін күйдірілген кремний карбиді (SiC) немесе никельмен байланысқан вольфрам карбиді (TC) сияқты жоғары сапалы материалдардан жасалады.

Екінші реттік тығыздағыш элементтер (O-тәрізді сақиналар) жүйенің жылу шекараларын анықтайды. Стандартты фторэластомерлер (FKM) 200°C дейін жарамды болса, мамандандырылған перфторэластомерлер (FFKM) 320°C (608°F) температураға жақын температура үшін қажет. Сонымен қатар, салқындату ілмектеріне арналған құбырлардың дизайны үйкеліс шығындарын азайтуы керек; диаметрі 0,5 дюймнен (12,7 мм) кіші түтіктерді пайдалану термосифон ағынын шектеп, тығыздағыштың апатты қызып кетуіне әкелуі мүмкін.

Сәйкестік және зауыт стандарттары

Халықаралық стандарттарға сәйкестік негізгі қауіпсіздік пен сенімділікті қамтамасыз етеді, бірақ айтарлықтай инженерлік шектеулер енгізеді. Мұнай, газ және мұнай-химия салаларында API 682 (4-ші басылым) және ISO 21049 тығыздағыш камерасының өлшемдеріне, 100 сағаттық динамикалық біліктілік сынақ процедураларына және аспаптарға қатаң талаптар қояды.

Жарылғыш атмосферада жұмыс істейтін нысандар үшін ATEX директивасына (Еуропада) сәйкестік немесе

Соңғы шешімді қалай қабылдау керек

Негізгі қорытындылар

• Қос механикалық тығыздағыштың ең маңызды қорытындылары мен негіздемесі
• Міндеттеме жасамас бұрын тексеруге тұрарлық сипаттамалары, сәйкестігі және тәуекел тексерулері
• Оқырмандар бірден қолдана алатын келесі практикалық қадамдар мен ескертулер

Жиі қойылатын сұрақтар

Қос механикалық тығыздағышты қашан қолдану керек?

Айдалатын орта улы, тұтанғыш, абразивті, жоғары температуралы немесе кристалдануы мүмкін болған кезде және қауіпсіздік немесе талаптарға сәйкестік үшін ағып кетуді азайту қажет болған кезде пайдаланыңыз.

Неліктен қауіпті жұмыс кезінде қос механикалық тығыздағыш бір тығыздағыштан жақсырақ?

Ол екінші тығыздағыш интерфейсін және буфер немесе тосқауыл сұйықтығын қосады, сондықтан егер негізгі тығыздағыш нашарласа, ағып кету бақыланатын техникалық қызмет көрсету немесе өшіру үшін жеткілікті уақытқа дейін тоқтатылады.

Буферлік сұйықтық пен тосқауылдық сұйықтықтың айырмашылығы неде?

Буферлік сұйықтық әдетте қысымсыз болады және сыртқы тығыздағышты ұстап тұрады; тосқауылдық сұйықтық технологиялық сұйықтықтың атмосфераға жетуіне жол бермеу үшін тығыздағыш камерасының қысымынан жоғары қысымда болады.

Victor Seals өнеркәсіптік сорғыларға арналған OEM үйлесімді қос механикалық тығыздағыштарды жеткізе ала ма?

Иә. Victor Seals химиялық, теңіз, мұнай және газ және су салаларында қолданылатын көптеген сорғы брендтері үшін OEM үйлесімді және ауыстырылатын тығыздау шешімдерін ұсынады.

Қос механикалық тығыздағыш сорғының техникалық қызмет көрсету уақытын қалай қысқарта алады?

Тығыздағыш беттерін салқын, таза және жақсы майланған күйде ұстау арқылы құрғақ жүруді, тозуды және кенеттен ағып кетуді азайтады, бұл тығыздағыштың қызмет ету мерзімін ұзартуға және жоспарланбаған тоқтап қалуларды азайтуға көмектеседі.