السوائل العازلة والحاجز

ما هو السائل العازل

السائل العازل هو سائل يستخدم في أنظمة الختم المزدوج لتوفير التشحيم والتبريد للختم الخارجي. يتم الحفاظ عليه عادةً عند ضغط أقل من مائع العملية ويعمل كحاجز احتياطي في حالة فشل الختم الأولي.

ما هو السائل الحاجز

السائل الحاجز هو سائل يستخدم في ترتيبات الختم المزدوج لتوفير حاجز مادي بين سائل العملية والجو. ويتم الاحتفاظ به عند ضغط أعلى من سائل العملية لمنع التسرب والتلوث.

خصائص السوائل المثالية

• التوافق الكيميائي مع سوائل العملية ومواد الختم
• خصائص تشحيم مناسبة لتزييت وجه الختم
• اللزوجة المناسبة للأداء الأمثل
• حرارة محددة عالية والتوصيل الحراري لنقل الحرارة بكفاءة
• تقلب منخفض لتقليل التبخر وإعادة التعبئة المتكررة
• الحد الأدنى من ذوبان الغاز لمنع تكوين الفقاعات
• الاستقرار على المدى الطويل ومقاومة التدهور
• آمنة للاستخدام والتعامل والتخزين
• صفات تدفق جيدة في درجات حرارة منخفضة للغاية
• غير قابل للاشتعال
• غير رغوي عند الضغط عليه

أنواع الحاجز والسوائل العازلة

ماء

يعد الماء خيارًا شائعًا للسوائل الحاجزة والعازلة في التطبيقات ذات درجات الحرارة والضغوط المتواضعة. إنه متاح بسهولة واقتصادي وله خصائص ممتازة في نقل الحرارة. ومع ذلك، قد لا يكون الماء مناسبًا للتطبيقات ذات ظروف التشغيل القاسية أو حيث يشكل التلوث مصدرًا للقلق.

حلول جليكول

تُستخدم محاليل الجليكول، مثل إيثيلين جلايكول وبروبيلين جلايكول، على نطاق واسع كسوائل حاجزة وعازلة. إنها توفر نطاقًا واسعًا لدرجة حرارة التشغيل، وخصائص تشحيم جيدة، وحماية من التآكل. يتم استبدال جلايكول الإثيلين بالبروبيلين جلايكول بسبب سميته المنخفضة وتأثيره البيئي.

الكحول

تُستخدم الكحوليات، مثل الميثانول والإيثانول، كسوائل عازلة وعازلة في الخدمات ذات درجات الحرارة المنخفضة. تتميز بلزوجة منخفضة وخصائص جيدة لنقل الحرارة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات سرعات العمود العالية ودرجات الحرارة المنخفضة.

الكيروسين أو وقود الديزل

يتم استخدام وقود الكيروسين والديزل كسوائل عازلة وعازلة في بعض التطبيقات بسبب توفرها وتكلفتها المنخفضة. ومع ذلك، لديهم قيود من حيث اللزوجة، وخصائص التشحيم، والتوافق مع بعض مواد الختم.

الزيوت الهيدروليكية المعتمدة على البترول، والزيوت التقليدية، وزيوت تشحيم المحامل

تعد الزيوت ذات الأساس البترولي خيارًا شائعًا للسوائل الحاجزة والسوائل العازلة نظرًا لتوفرها وتوافقها مع مواد الختم وخصائص التشحيم الجيدة. إنها مناسبة لمجموعة واسعة من درجات الحرارة والضغوط، ولكنها قد لا تكون مثالية للتطبيقات ذات ظروف التشغيل القاسية.

زيوت اصطناعية مُصممة خصيصًا للاستخدام كحاجز أو عازل

توفر الزيوت الاصطناعية المصممة خصيصًا لتطبيقات السوائل العازلة والعازلة أداءً فائقًا مقارنة بالزيوت التقليدية. لديهم نطاق أوسع لدرجة حرارة التشغيل، وخصائص تشحيم أفضل، ومقاومة للتدهور. الزيوت الاصطناعية هي الخيار المفضل للتطبيقات الحرجة وظروف التشغيل القاسية.

سوائل نقل الحرارة

تُستخدم سوائل نقل الحرارة، مثل سوائل نقل الحرارة الاصطناعية وسوائل نقل الحرارة من الفئة العضوية، كسوائل عازلة وعازلة في التطبيقات ذات درجات الحرارة المرتفعة. لديهم خصائص نقل الحرارة ممتازة، والاستقرار الحراري، والتوافق مع مواد الختم.

نطاق درجة حرارة السوائل العازلة والحاجز

فيما يلي الجدول المحدث بالعمود الجديد لنطاق عمر الخدمة النموذجي لكل سائل عازل وحاجز:

نوع السائل	نطاق درجة الحرارة (درجة مئوية)	اللزوجة عند 40 درجة مئوية (cSt)	جاذبية معينة	نقطة الوميض (درجة مئوية)	مدة الخدمة (ساعات)
ماء	0 إلى 100	1.0	1.0	لا أحد	500 إلى 2000
محاليل الجليكول (50% في الماء)	-40 إلى 120	5.0 إلى 10.0	1.05 إلى 1.10	لا أحد	1000 إلى 3000
الكحول (الميثانول)	-40 إلى 50	0.6	0.79	11	500 إلى 1500
الكيروسين	-20 إلى 150	1.0 إلى 3.0	0.78 إلى 0.82	38 إلى 66	1000 إلى 2500
ديزل	-7 إلى 150	2.0 إلى 5.0	0.82 إلى 0.86	52 إلى 96	1000 إلى 2500
الزيوت الهيدروليكية القائمة على البترول	-20 إلى 150	20 إلى 100	0.86 إلى 0.90	150 إلى 250	2000 إلى 4000
زيوت تشحيم التروس والمحامل التقليدية	-20 إلى 150	100 إلى 1000	0.88 إلى 0.92	200 إلى 300	2000 إلى 5000
الزيوت الاصطناعية (PAO، استرات)	-40 إلى 200	20 إلى 100	0.82 إلى 0.86	200 إلى 300	4000 إلى 8000
سوائل نقل الحرارة (الاصطناعية)	-50 إلى 400	10 إلى 50	0.80 إلى 0.90	200 إلى 350	8000 إلى 12000
سوائل نقل الحرارة (عضوية)	-50 إلى 350	10 إلى 50	0.85 إلى 0.95	200 إلى 350	4000 إلى 8000

كيفية الحفاظ على السوائل العازلة والحاجز

للحفاظ على سلامة السائل، اتبع فترات الصيانة الموصى بها من قبل الشركة المصنعة لتغييرات السائل. يعتمد تكرار تغيرات السوائل على عوامل مثل درجة حرارة التشغيل ومستويات التلوث ونوع السائل المحدد المستخدم. على سبيل المثال، قد تتطلب محاليل الجليكول تغييرات أكثر تكرارًا مقارنة بالزيوت الاصطناعية المعدة خصيصًا للاستخدام كحاجز أو عازل.

بالإضافة إلى التغييرات المنتظمة في السوائل، من المهم الحفاظ على نظافة السائل باستخدام أنظمة الترشيح والتكييف المناسبة. يمكن أن يؤدي التلوث بواسطة سوائل المعالجة أو الجسيمات أو الرطوبة إلى تدهور أداء السائل العازل أو الحاجز ويؤدي إلى فشل الختم المبكر. يمكن أن يساعد فحص واستبدال المرشحات بانتظام، وكذلك استخدام أجهزة التنفس المجففة أو بطانيات النيتروجين في الخزانات، في الحفاظ على نظافة السوائل ومنع التلوث.

اعتبارات الموثوقية الأخرى

• الأنابيب المناسبة: يجب أن تكون الأنابيب متوافقة مع السائل ومصممة لتحمل ضغوط التشغيل ودرجات الحرارة.
• الحجم المناسب: يمكن أن تؤدي الأنظمة ذات الحجم الصغير إلى عدم كفاية التشحيم والتبريد، بينما يمكن أن تؤدي الأنظمة ذات الحجم الكبير إلى توليد حرارة مفرطة وتدهور السوائل.
• اختيار الخزان: يجب اختيار خزان السائل العازل والحاجز بناءً على نوع السائل ومتطلبات النظام وظروف التشغيل.
• أنظمة الإنذار: يجب أن تكون أنظمة الإنذار موجودة لتنبيه المشغلين بالظروف غير الطبيعية، مثل انخفاض مستويات السوائل، أو ارتفاع درجات الحرارة، أو الضغط الزائد.
• التنفيس: يعد التنفيس المناسب لنظام السوائل العازلة والحاجز أمرًا ضروريًا لمنع تراكم الغازات والحفاظ على ضغط السوائل المستقر. يمكن أن يؤدي عدم كفاية التهوية إلى فشل الختم والإضرار بسلامة النظام.

الأسئلة الشائعة

الحد الأقصى المسموح به لارتفاع درجة الحرارة للسوائل العازلة والحاجز

كقاعدة عامة، يجب أن يقتصر ارتفاع درجة الحرارة على 10-15 درجة مئوية فوق درجة حرارة الدخول لمعظم السوائل. يمكن أن يؤدي الارتفاع المفرط في درجة الحرارة إلى تحلل السوائل وفشل الختم المبكر.

الفاصل الزمني الموصى به بين تغيرات السوائل بناءً على درجة الحرارة

يختلف الفاصل الزمني الموصى به بين تغيرات السوائل بناءً على درجة الحرارة وفقًا لنوع السائل ونطاق درجة حرارة التشغيل. على سبيل المثال، قد يكون للسائل الذي يحتوي على زيت معدني والذي يعمل عند 60 درجة مئوية فترة تغيير موصى بها مدتها 6 أشهر، في حين أن نفس السائل الذي يعمل عند 80 درجة مئوية قد يتطلب تغييرات كل 3 أشهر. يمكن للسوائل الاصطناعية الحفاظ على خصائص أدائها لفترات أطول في درجات حرارة مرتفعة، مما يؤدي إلى تمديد فترات التغيير.