ما هي مدة بقاء الأختام الميكانيكية؟

ما هي مدة بقاء الأختام الميكانيكية؟

في المتوسط، تدوم الأختام الميكانيكية ما بين 18 شهرًا إلى عامين في ظل ظروف التشغيل العادية. ومع ذلك، يمكن لبعض الأختام عالية الجودة المصممة وفقًا لمعايير API 682 أن تدوم لمدة تصل إلى 3 سنوات مع التركيب والصيانة المناسبين.

الاختلافات بناءً على نوع الختم

1. الأختام الميكانيكية واحدة:تتكون هذه الأختام من وجه ختم واحد وعادة ما تستخدم في التطبيقات الأقل تطلبًا. ويبلغ متوسط عمرها الافتراضي من 12 إلى 18 شهرًا.
2. الأختام الميكانيكية المزدوجة:تتميز الأختام الميكانيكية المزدوجة بوجهين للختم، مما يوفر موثوقية متزايدة وهي مناسبة للتطبيقات الأكثر أهمية. يمكن أن تدوم هذه الأختام لمدة تصل إلى 3 سنوات أو أكثر، حسب ظروف التشغيل.
3. أختام ميكانيكية للخرطوشة:تتميز أختام الخراطيش المُجمَّعة مسبقًا وسهلة التركيب بأداء محسَّن وعمر افتراضي أطول مقارنة بأختام المكونات التقليدية. ويمكن أن تدوم من عامين إلى خمسة أعوام، حسب التطبيق وممارسات الصيانة.
4. الأختام الميكانيكية المنقسمة:تم تصميم الأختام المنقسمة لسهولة التركيب والصيانة دون تفكيك المعدات، وهي مثالية للمعدات الكبيرة التي يصعب الوصول إليها. يتراوح عمرها الافتراضي من 18 شهرًا إلى 3 سنوات، حسب التطبيق وظروف التشغيل.
5. الأختام الميكانيكية المشحمة بالغاز:تستخدم هذه الأختام الغاز كسائل حاجز، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي. يمكن أن تدوم الأختام المشحمة بالغاز لمدة تصل إلى 5 سنوات أو أكثر مع الصيانة المناسبة وظروف التشغيل.
6. الأختام الميكانيكية الجافة:تم تصميم أختام التشغيل الجاف للعمل بدون سوائل تشحيم، وهي تُستخدم في التطبيقات التي لا يكون فيها التشحيم بالسوائل ممكنًا أو مرغوبًا فيه. عادةً ما تكون أختام التشغيل الجاف أقصر عمرًا، حيث تتراوح من 6 إلى 18 شهرًا، بسبب نقص التشحيم والتبريد.

العوامل المؤثرة على عمر الفقمة

الظروف التشغيلية

يتأثر عمر الختم الميكانيكي بشكل كبير بالظروف التشغيلية التي يتعرض لها.

• يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى التمدد الحراري، مما يؤدي إلى زيادة التآكل والتلف على وجوه الختم.
• وبالمثل، يمكن أن يؤدي الضغط الزائد إلى تشوه وتلف مكونات الختم.
• تؤثر السرعة التي يدور بها العمود أيضًا على عمر الختم، حيث تؤدي السرعات الأعلى عمومًا إلى تآكل أسرع.
• التوافق الكيميائي هو عامل حاسم آخر، حيث أن التعرض للسوائل غير المتوافقة يمكن أن يسبب التآكل أو التورم أو تدهور مواد الختم.

السوائل

يلعب نوع وخصائص السائل الذي يتم غلقه دورًا حيويًا في تحديد عمر الختم.

• يمكن للسوائل ذات اللزوجة العالية أن تولد حرارة زائدة وتتسبب في زيادة التآكل على أسطح الختم.
• يمكن للسوائل الكاشطة، مثل المواد الملاطية أو تلك التي تحتوي على جزيئات صلبة، أن تؤدي إلى تآكل أسطح الختم وتسبب الفشل المبكر.
• بالإضافة إلى ذلك، فإن الخصائص الكيميائية للسائل، مثل الرقم الهيدروجيني والتفاعلية، يمكن أن تؤثر على مواد الختم وتؤدي إلى التدهور بمرور الوقت.

مادة

تُصنع واجهات الختم عادةً من مواد صلبة ومقاومة للتآكل مثل كربيد السيليكون أو كربيد التنغستن أو السيراميك.

يجب أن تكون مكونات الختم الثانوية، مثل الحلقات O والحشيات، متوافقة أيضًا مع السائل وقادرة على تحمل ظروف التشغيل.

إن استخدام مواد عالية الجودة ومحددة التطبيق يمكن أن يؤدي إلى إطالة عمر الختم الميكانيكي بشكل كبير.

التركيب والصيانة

أثناء التثبيت، من المهم التأكد من محاذاة الختم بشكل صحيح وتشحيم أسطح الختم بشكل صحيح. قد يؤدي عدم المحاذاة أو التثبيت غير السليم إلى فشل مبكر.

يمكن أن تساعد الصيانة المنتظمة، بما في ذلك التنظيف والفحص واستبدال المكونات البالية، في إطالة عمر الختم. يمكن أن يؤدي اتباع جدول الصيانة والإجراءات الموصى بها من قبل الشركة المصنعة إلى منع تفاقم المشكلات البسيطة إلى أعطال كبيرة.

تشحيم

يساعد سائل التشحيم، وهو غالبًا سائل العملية نفسه، على تقليل الاحتكاك بين أسطح الختم وتبديد الحرارة. يمكن أن يؤدي عدم كفاية التشحيم إلى زيادة التآكل والسخونة الزائدة والفشل المبكر. في بعض الحالات، يمكن استخدام نظام تشحيم خارجي لتوفير مادة تشحيم نظيفة وباردة ومتوافقة لأسطح الختم. يمكن أن يؤدي الحفاظ على مستويات التشحيم المناسبة وضمان خلو مادة التشحيم من الملوثات إلى إطالة عمر الختم بشكل كبير.

انحراف وجه الختم والحساسية للظواهر العابرة

تم تصميم أسطح الختم في الختم الميكانيكي للحفاظ على فجوة صغيرة بينها، مما يسمح بطبقة رقيقة من سائل التشحيم. ومع ذلك، يمكن أن تكون أسطح الختم حساسة للانحراف والظروف المؤقتة. يحدث الانحراف عندما تتعرض أسطح الختم لضغط غير متساوٍ أو تدرجات حرارية، مما يتسبب في تشوهها وفقدان تسطيحها. يمكن أن تتسبب الظروف المؤقتة، مثل التغيرات المفاجئة في الضغط أو درجة الحرارة أو السرعة، أيضًا في حدوث تشوهات مؤقتة في أسطح الختم.

بيئة الفقمة وأنظمة الدعم

تساعد عناصر التحكم في بيئة الختم، مثل تنظيم درجة الحرارة والضغط، في الحفاظ على ظروف تشغيل مستقرة ومنع الإجهاد المفرط على مكونات الختم. يمكن لأنظمة الدعم المصممة والمُحافظ عليها بشكل صحيح، بما في ذلك أنظمة السوائل الحاجزة وأنظمة التبريد وأنظمة الترشيح، أن تطيل عمر الختم من خلال توفير بيئة نظيفة وباردة ومتوافقة ليعمل فيها الختم.

كيف أعرف أن الختم الميكانيكي الخاص بي مكسور؟

• تسرب:يعتبر التسرب المرئي لسائل العملية من غدة الختم علامة واضحة على فشل الختم. قد تتسرب الأختام قبل الفشل التام مع تآكل الأسطح.
• اهتزاز مفرط:قد يؤدي فشل الختم في بعض الأحيان إلى اهتزاز العمود أو اهتزازه بشكل مفرط. وقد يشير هذا إلى تلف شديد في سطح الختم أو مشكلات ثانوية في الختم.
• ارتفاع درجة الحرارة:تولد الأختام الفاشلة حرارة زائدة بسبب زيادة احتكاك السطح. تشير مكونات أو سوائل الأختام شديدة السخونة إلى فشل محتمل.
• انخفاض أداء المضخة:قد يؤدي فشل الختم إلى السماح للهواء بدخول المضخة، مما يتسبب في فقدان التمهيد، والتجويف، وانخفاض التدفق أو الضغط.
• ضوضاء غير عادية:إن أصوات الصرير أو الطحن أو الصرير الصادرة من منطقة الختم تشير إلى ملامسة الوجه والتلف.