Неліктен коррозияға төзімді механикалық тығыздағыш маңызды?

Кіріспе

Химиялық өңдеу, тазарту және басқа да сұйықтықпен жұмыс істейтін жүйелерде тығыздағыштың істен шығуы көбінесе көрінетін ағып кету пайда болғанға дейін коррозиядан басталады. Коррозияға төзімді механикалық тығыздағыш қышқылдарға, еріткіштерге, көмірсутектерге және абразивті ортаға ұшыраған кезде тығыздағыш беттерін, металл бөлшектерін және эластомерлерді тұрақты ұстауға арналған. Оның құндылығы ұзақ қызмет ету мерзімінен тыс: ол ұшып кететін шығарындыларды бақылауға көмектеседі, жабдықтың сенімділігін қорғайды және жоспарланбаған өшірулер немесе қауіпсіздік оқиғаларының қаупін азайтады. Төмендегі талқылауда бұл тығыздағыштардың ағып кетуді қалай шектейтіні, қандай материалдар оларды қатал ортада тиімді ететіні және олардың сәйкестік пен жұмыс тиімділігі үшін неліктен маңызды екені түсіндіріледі.

Неліктен коррозияға төзімді механикалық тығыздағыштар маңызды

Агрессивті химиялық және көмірсутектерді өңдеу орталарында айналмалы жабдық жүйесінің тұтастығы оның тығыздау механизмдеріне қатты байланысты. Коррозияға төзімдімеханикалық тығыздағышҚатты технологиялық сұйықтықтардың деградациялық әсеріне төтеп беру үшін жасалған, ұшпа шығарындылар мен сұйықтықтың апатты жоғалуына қарсы негізгі тосқауыл ретінде қызмет етеді. Қышқылдарға, негіздерге немесе абразивті шламдарға ұшыраған кезде тез ыдырауы мүмкін стандартты тығыздағыштардан айырмашылығы, коррозияға төзімді нұсқалар экстремалды химиялық шабуыл кезінде дәл беткі топографияны және құрылымдық тұтастықты сақтайды.

Бұл мамандандырылған тығыздағыштарға арналған өнеркәсіптік міндеттеме қатаң экологиялық ережелермен және жоспарланбаған тоқтап қалудың жоғары құнымен байланысты. Мысалы, EPA 21 әдісіне бағынатын нысандар ұшпа шығарындылардың шекті мәндерін миллионға 500 бөліктен (ppm) төмен деңгейде ұстауы керек, бұл тығыздағыш компоненттері белсенді түрде еріп немесе шөгіп жатқан жағдайда қол жеткізу мүмкін емес көрсеткіш. Озық металлургия мен жоғары өнімді эластомерлерді пайдалану арқылы коррозияға төзімді тығыздағыштар өңдеу зауыттарының сәйкестік стандарттарына сәйкес келуін қамтамасыз етеді, сонымен қатар персоналды ұшпа немесе улы химиялық заттардың әсерінен қорғайды.

Коррозияға төзімді тығыздағыштар ағып кетуді қалай азайтады

Механикалық тығыздағыштың негізгі жұмыс принципі екі жоғары жылтыратылған тығыздағыш беті арасында микроскопиялық сұйықтық қабықшасын сақтауға негізделген. Ағып кетудің алдын алу үшін бұл беттер 2-ден 3-ке дейінгі гелий жарық жолақтарына дейін (шамамен 0,000023-тен 0,000035 дюймге дейін) тегіс болуы керек. Тығыздағыш технологиялық сұйықтықпен химиялық үйлесімділік болмаған кезде, біркелкі немесе локализацияланған коррозия бұл маңызды топографияны өзгертеді. Шұңқырлы коррозия тығыздағыш беттерінде микроскопиялық арналар жасайды, ал саңылаулардың коррозиясы O-сақиналы ойықтарға шабуыл жасайды, бұл технологиялық сұйықтықтың екінші динамикалық тығыздағыш элементтерін айналып өтуіне мүмкіндік береді.

Коррозияға төзімді механикалық тығыздағыштар айдалатын ортамен әрекеттеспейтін инертті материалдарды пайдалану арқылы бұл ақаулық режимдерін азайтады. Бастапқы беттердің дәл тегістелген өңін сақтау және металл фурнитураның өлшемдік төзімділігін сақтау арқылы бұл тығыздағыштар сұйықтық қабықшасының оңтайлы қалыңдығын сақтайды. Бұл шекаралық майлаудан құрғақ үйкеліске өтуге жол бермейді, осылайша әдетте апатты ағып кетуден бұрын болатын термиялық бұрмалану мен көпіршіктердің пайда болуын жояды.

Қандай жұмыс орталары коррозияға төзімділікті қажет етеді

Жоғары химиялық төзімділікке деген қажеттілік бірнеше ауыр өнеркәсіп салаларын қамтиды, әсіресе рН деңгейінің жоғары болуы немесе галогенид концентрациясының жоғары болуы. Хлор-сілті секторында жабдықтар көбінесе ылғалды хлор газын, натрий гипохлоритін және концентрацияланған натрий гидроксидін рН деңгейі 13-тен асатын кезде өңдейді. Стандартты 300 сериялы тот баспайтын болаттар мұндай жағдайларда хлоридті стресстен болатын коррозияға байланысты тез жарылысқа ұшырайды, бұл экзотикалық қорытпаларды қажет етеді.

Сол сияқты,теңіз мұнай және газ платформаларықұрамында күкіртсутек (H2S) және абразивті құмның жоғары деңгейі бар қышқыл шикі мұнайды үнемі өңдейді. Целлюлоза-қағаз фабрикалары қара сұйықтық пен хлор диоксидін ағарту кезеңдеріне, яғни біркелкі коррозияны тудыратын орталарға сүйенеді. Бұл қолданбаларда сұйықтық химиясы стандартты металдардың пассивті оксид қабаттарын динамикалық түрде жояды, бұл үздіксіз өндіріс үшін қолайлы ақаулар арасындағы орташа уақытты (MTBF) сақтау үшін инженерлік коррозияға төзімді тығыздағыштарды абсолютті пайдалану талабына айналдырады.

Коррозияға төзімді механикалық тығыздағышты не анықтайды

Коррозияға төзімді механикалық тығыздағыш оның үш негізгі компоненттік тобының синергетикалық химиялық үйлесімділігімен анықталады: бастапқы айналмалы және қозғалмайтын беттер, металл құрылымдық компоненттер және екінші реттік эластомерлі тығыздағыштар. Механикалық тығыздағыш тек ең осал компоненті сияқты берік; жоғары төзімді кремний карбидті беті тірек O-сақина ісінсе немесе металл без пластинасы ерісе, пайдасыз болып қалады.

Қандай бет, металл және эластомер материалдары коррозияға төзімділікке әсер етеді

Материалдарды таңдау тығыздағыштың агрессивті ортадағы жұмыс істеу мерзімін анықтайды. Бастапқы беттер үшін, пісірілген альфа кремний карбиді (SiC) кең спектрлі химиялық төзімділіктің салалық стандарты болып табылады, 0-ден 14-ке дейінгі рН диапазонында тұрақтылықты сақтайды. SiC дән шекарасының шабуылына ұшырауы мүмкін жоғары каустикалық қолданбаларда коррозияға бейім кобальт байланыстырғышының орнына никель байланыстырғышы бар мамандандырылған сорттар немесе вольфрам карбиді (WC) қолданылады.

Металл компоненттері, соның ішінде тығыздағыш, жең және серіппелер, көбінесе стандартты 316SS-тен жаңартуды қажет етеді. Hastelloy C-276, титан немесе Alloy 20 сияқты жоғары никельді қорытпалар хлоридке бай немесе күкірт қышқылы ортасында шұңқырлардың пайда болуымен және кернеулі коррозияның жарылуымен күресу үшін қолданылады. Екінші реттік тығыздау үшін эластомерлер химиялық ісіну мен экструзияға төзімді болуы керек. Перфторэластомерлер (FFKM) қатаң еріткіш қолдануда стандартты FKM немесе EPDM нұсқаларынан асып түсетін әмбебап химиялық үйлесімділікті қамтамасыз етеді.

Химиялық заттар, температура, қысым және біліктің жылдамдығы өнімділікке қалай әсер етеді

Химиялық төзімділік статикалық қасиет емес; ол операциялық айнымалыларға өте тәуелді. Аррениус теңдеуі химиялық реакциялардың жылдамдығы, соның ішінде коррозия, температураның әрбір 10°C (18°F) жоғарылауымен шамамен екі еселенетінін көрсетеді. Қоршаған орта температурасында 10% күкірт қышқылы ерітіндісіне тамаша төзімділік көрсететін металл немесе эластомер 90°C температурада тез ыдырауы мүмкін. Сондықтан жылу параметрлерін сұйықтық химиясымен қатар қатаң бағалау қажет.

Қысым мен білік жылдамдығы механикалық кернеуді және жергілікті жылу бөлінуін тудыру арқылы коррозия қаупін одан әрі күшейтеді. Ауыр сорғыларда көбінесе 1200 psig-тен асатын жоғары қысымды қолдану агрессивті сұйықтықтарды микро жарықшақтарға тереңірек енгізу арқылы саңылаулардың коррозиясын жеделдетеді. Жоғары білік жылдамдықтары сұйықтық қабықшасының ығысу жылдамдығын арттырады, бет температурасын көтереді және тығыздағыш беттерге жергілікті химиялық шабуылды жеделдетеді, бұл термохимиялық ыдырау деп аталатын құбылыс.

Коррозияның бұзылуын тозу мен құрғақ жұмыстан қалай ажыратуға болады

Қайталанатын бұзылулардың алдын алу үшін дәл ақаулықтарды талдау өте маңызды. Коррозияны механикалық тозудан немесе құрғақ жұмыстан ажырату үшін нақты зақымдану морфологиясын зерттеу қажет. Коррозия әдетте шұңқырлардың пайда болуы, металл компоненттерінің жалпы жұқаруы немесе химиялық шаймалау түрінде көрінеді. Мысалы, вольфрам карбидті беттеріндегі кобальт байланыстырғышы химиялық жолмен шайылған кезде, бет күңгірт болып көрінеді және ұстағанда кедір-бұдыр сезіледі, нәтижесінде сұйық қабықшаны сақтай алмайтын кеуекті бет пайда болады.

Керісінше, құрғақ жүріс термиялық зақымдануды тудырады, мысалы, жылу тексеруі (тығыздағыш бетіндегі ұсақ радиалды жарықтар) немесе көміртекті графит беттерінде қатты көпіршіктердің пайда болуы. Абразивті тозу түйісетін беттер бойымен терең, концентрлі ойық түрінде көрінеді. Егер O-тәрізді сақина химиялық үйлесімсіздікке байланысты ісінсе, ол ісінуді, морттануды немесе экструзияны көрсетеді, ал термиялық деградация әдетте O-тәрізді сақинаны тікбұрышты көлденең қимасымен қатайтады. Бұл нақты маркерлерді анықтау тығыздағышты кейінгі жаңартулардың дұрыс ақаулық режимін шешуін қамтамасыз етеді.

Коррозияға төзімді механикалық тығыздағыш нұсқаларын қалай салыстыруға болады

Дұрыс тығыздағышты алу үшін құрылыс материалдары мен механикалық конфигурацияны бағалау қажет. Тығыздағыштың физикалық дизайны ішкі компоненттердің технологиялық сұйықтыққа қалай ұшырайтынын анықтайды, яғни стратегиялық конфигурацияны таңдау кейде ең қымбат экзотикалық қорытпаларға деген қажеттілікті азайта алады.

Сатып алушылар қандай салыстыру критерийлерін қолдануы керек

Сатып алушылар мен сенімділік инженерлері коррозияға төзімді механикалық тығыздағыштарды техникалық және коммерциялық критерийлер матрицасын пайдаланып бағалауы керек. Негізгі көрсеткіш - бастапқы капиталдық шығындарды болжамды ақаулар арасындағы орташа уақытпен (MTBF) теңестіретін өмірлік цикл құны (LCC). Жоғары сапалы тығыздағыш бастапқыда үш есе қымбатқа түсуі мүмкін, бірақ MTBF-ті 6 айдан 36 айдан астам уақытқа дейін ұзарта алады, бұл ұзақ мерзімді шығындарды күрт азайтады.

API 682 (мұнай, газ және химия өнеркәсібі үшін) сияқты салалық стандарттарға сәйкестік тағы бір маңызды критерий болып табылады. Сатып алушылар сорғының өлшемі мен температурасына негізделген тиісті санатты (1, 2 немесе 3) көрсетіп, дұрыс тығыздағыш құрылымын таңдауы керек. Сонымен қатар, жеткізушінің мүмкіндіктерін, мысалы, EN 10204 3.1 материалды бақылау сертификаттарын беру мүмкіндігін бағалау көрсетілген коррозияға төзімді қорытпалардың қолдану үшін қажетті дәл металлургиялық талаптарға сәйкес келетініне кепілдік береді.

Жалғыз, қос, картриджді және бөлінген тығыздағыштардың айырмашылығы неде?

Бір, қос, картриджді және бөлінген конфигурациялар арасындағы таңдау тығыздағыштың коррозиялық ортамен әрекеттесуін түбегейлі өзгертеді. Бір тығыздағыштар майлау үшін айдалатын технологиялық сұйықтыққа сүйенеді; сондықтан әрбір компонент ортамен толық химиялық үйлесімді болуы керек. Бір тығыздағыштардың бастапқы құны төмен болғанымен, бастапқы сұйықтық қабығы істен шыққан жағдайда олар екінші реттік оқшаулауды ұсынбайды.

Қос (қос) тығыздағыштарЕкі тығыздағыш бетінің арасында қысымды немесе қысымсыз тосқауыл сұйықтығын пайдаланыңыз. Тосқауыл сұйықтығын өңдеу ортасына қарағанда жоғары қысымда ұстап тұру арқылы ішкі тығыздағыш беттері агрессивті өңдеу химиялық заты емес, таза, коррозияға ұшырамайтын тосқауыл сұйықтығымен майланады. Бұл конфигурация нәзік серіппелер мен ішкі металлургияны коррозиялық ортадан оқшаулайды, химиялық шабуылдың алдын алады және қауіпті шығарындылардың нөлдік деңгейін қамтамасыз етеді.

Картридж тығыздағыштары - тығыздағышты, тығыздағышты және жеңді қамтитын алдын ала жиналған блоктар. Олар дәл орнату өлшемдерін қажет етпейді, техникалық қызмет көрсету кезіндегі адам қателігін айтарлықтай азайтады - бұл қауіпті химиялық заттармен жұмыс істеу кезіндегі маңызды фактор. Бөлінген тығыздағыштар сорғы корпусын немесе қозғалтқышты бөлшектемей орнатуға мүмкіндік береді, бұл үлкен жабдықтар үшін өте тиімді. Дегенмен, бөлінген тығыздағыштардың қысым шектеулері әдетте төмен (көбінесе шамамен 150 psig) және эластомерлік компоненттеріндегі ішкі бөліну сызықтарына байланысты өте улы коррозиялық сұйықтықтарға онша қолайлы емес.

Дұрыс тығыздағышты қалай таңдауға және қорғауға болады

Тіпті ең озық коррозияға төзімді механикалық тығыздағыш дұрыс қолданылмаса немесе жобалау шегінен тыс қолайсыз жұмыс жағдайларына ұшыраса, мерзімінен бұрын істен шығады. Сәтті енгізу сатып алу кезеңінде мұқият деректерді жинауды, содан кейін жұмыс кезінде қоршаған ортаны бақылау тәжірибелерін қатаң сақтауды талап етеді.

Қолданбалы деректерді жобалау және сатып алу топтарына қандай қажет

Оңтайлы тығыздағышты анықтау үшін инженерлік және сатып алу топтары кешенді қолдану деректерін жинауы керек. Сұйықтық құрамы микроэлементтер мен өтпелі жағдайларды қоса алғанда, толығымен егжей-тегжейлі көрсетілуі керек, себебі фторсутек қышқылының немесе хлоридтердің небәрі 1% концентрациясы материалдың үйлесімділігін түбегейлі өзгерте алады. Жұмыс температураларындағы меншікті салмағы, бу қысымы және тұтқырлығы (химиялық өңдеу кезінде көбінесе 400°F / 204°C-тан асып кетуі мүмкін) құжатталуы керек.

Механикалық жабдық туралы деректер де маңызды. Командалар сорғы білігінің жылдамдығын (RPM), тығыздағыш қораптың өлшемдерін және жабдықтың күйіне төзімділік көрсеткіштерін ұсынуы керек. Жоғары өнімді тығыздағыштың дұрыс жұмыс істеуі үшін сорғы білігінің шығысы әдетте 0,002 дюймнен аспауы керек, ал білік ұшының қиылысу қашықтығы 0,005 дюймнен төмен болуы керек. Жабдық туралы дәл деректерді бермеу тығыздағыш конструкцияларының шамадан тыс дірілге ұшырауына әкеледі, бұл коррозияға төзімді материалдардың артықшылықтарын жоққа шығарады.

Тестілеу, стандарттар және жеткізушілерді қолдау таңдауға қалай әсер етеді

Жеткізушіні қолдаужәне қатаң сынақ стандарттарын сақтау таңдалған тығыздағыштың сенімділігін растайды. Беделді өндірушілер өз тығыздағыштарын гидростатикалық сынақтан өткізеді, әдетте максималды жобалық қысымнан 1,5 есе жоғары, бұл кернеу кезінде металл компоненттер мен O-тәрізді ойықтардың тұтастығын қамтамасыз етеді. API 682 нұсқауларына сәйкес біліктілік сынағы динамикалық жұмыс жағдайларын модельдейді, тығыздағыштың ағып кету жылдамдығы мен термиялық тұрақтылығының эмпирикалық дәлелі болып табылады.

Сонымен қатар, күрделі материалдық келісімдерді шешу үшін жеткізушінің инженерлік қолдауы өте маңызды. Білікті жеткізуші тек қымбат қорытпаны сатпайды, сонымен қатар дизайндағы өзгерістің - мысалы, бір тығыздағыштан белгілі бір тосқауыл сұйықтығы бар қос тығыздағышқа ауысудың - тек экзотикалық металлургияға сүйенгеннен гөрі жақсы қорғаныс пен ұзақ қызмет ету мерзімін ұсына алатынын анықтау үшін жүйені талдайды.

Орнату, жуу және бақылаудың қандай әдістері тығыздағыштың қызмет ету мерзімін ұзартады

Коррозияға төзімді тығыздағыштың қызмет ету мерзімі тығыздағыштың микроортасын басқару үшін тиісті API құбыр жоспарларын пайдалану арқылы айтарлықтай ұзарады. Аспалы қатты заттары бар коррозиялық сұйықтықтарды өңдейтін жеке тығыздағыштар үшін API 32 жоспары таза, үйлесімді сыртқы сұйықтықтың үздіксіз ағуын қамтамасыз етеді, агрессивті ортаны тығыздағыш беттері мен серіппелерінен алыстатады.

Өте улы немесе коррозиялық ортаны өңдейтін қос тығыздағыштар үшін қысымды тосқауыл сұйықтығын беру үшін API жоспары 53A, 53B немесе 53C қолданылады.

Коррозияға төзімді механикалық тығыздағышқа инвестиция салуды қалай ақтауға болады

Негізгі қорытындылар

• Коррозияға төзімді 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

Механикалық тығыздағышты коррозияға төзімді ететін не?

Ол химиялық үйлесімді бет материалдарын, металл бөлшектерін және эластомерлерді пайдаланады. Жалпы жаңартуларға SiC беттері, Hastelloy немесе титан жабдығы және айдалатын сұйықтыққа сәйкес келетін FFKM немесе қолайлы эластомерлер жатады.

Коррозияға төзімді механикалық тығыздағыш қашан қажет?

Қышқылдар, каустиктер, хлоридтер, қышқыл сұйықтықтар, еріткіштер немесе абразивті шламдар үшін пайдаланыңыз. Бұл әсіресе химиялық, мұнай және газ, тау-кен, целлюлоза және қағаз, теңіз және суды тазарту сорғыларында маңызды.

Коррозияға төзімділік тығыздағыштың ағып кетуін қалай азайтады?

Бұл тығыздағыш беттерін бұзатын ойықтардың, саңылаулардың пайда болуының және эластомердің зақымдануының алдын алады. Бұл жұқа сұйықтық қабықшасын сақтауға, жылудың жиналуын азайтуға және ағып кетулер мен шығарындыларды бақылауда ұстауға көмектеседі.

Қатаң химиялық қызмет көрсету үшін қандай материалдар жиі таңдалады?

SiC тығыздағыш беттер үшін кеңінен қолданылады. Металл бөлшектер үшін Hastelloy C-276, Alloy 20 немесе титан қажет болуы мүмкін, ал FFKM, FKM немесе EPDM нақты химиялық және температура әсеріне негізделіп таңдалады.

Victor Seals компаниясы OEM сорғы тығыздағыштарына коррозияға төзімді ауыстыруларды жеткізе ала ма?

Иә. Victor Seals компаниясы IMO, Alfa Laval, Grundfos, APV, Flygt, Fristam, Lowara және Allweiler сияқты брендтерге техникалық қызмет көрсету және жөндеу қажеттіліктері үшін OEM үйлесімді және ауыстырылатын механикалық тығыздағыштарды ұсынады.