ختم ميكانيكي Flush مقابل Quench: ما هو الفرق

تدفق الختم الميكانيكي مقابل الإخماد

أنظمة تدفق الختم الميكانيكية

تم تصميم أنظمة تدفق الختم الميكانيكي لإدخال سائل نظيف ومتوافق في غرفة الختم لتبريد وتشحيم وطرد أي ملوثات من وجوه الختم. وهذا يساعد على إطالة عمر الختم الميكانيكي ومنع الفشل المبكر. تُستخدم أنظمة التدفق بشكل شائع في التطبيقات التي يكون فيها سائل المعالجة متسخًا أو كاشطًا أو غير مناسب للتلامس المباشر مع وجوه الختم.

عادةً ما يتم إدخال سائل الشطف إلى غرفة الختم عند ضغط أعلى قليلاً من سائل العملية لمنع سائل العملية من دخول غرفة الختم. يتم التحكم في معدل تدفق سائل الشطف بعناية لضمان التبريد والتشحيم المناسبين دون التسبب في تآكل مفرط على وجوه الختم.

خطط أنابيب API لأنظمة التدفق

أنشأ معهد البترول الأمريكي (API) خططًا قياسية لأنظمة الأنابيب لأنظمة تدفق السدادات الميكانيكية. تحدد هذه الخطط ترتيب الأنابيب، والأجهزة، وعناصر التحكم لتكوينات التدفق المختلفة. تتضمن بعض خطط أنابيب API الشائعة لأنظمة التدفق ما يلي:

• خطة API 11: إعادة التدوير من تفريغ المضخة من خلال فتحة التحكم في التدفق إلى غرفة الختم.
• خطة API 13: التدفق من مصدر خارجي، مثل مصدر المياه النظيفة، من خلال جهاز التحكم في التدفق إلى غرفة الختم.
• خطة API 32: تدفق من مصدر خارجي، مع فاصل إعصاري لإزالة الجسيمات قبل دخول السائل إلى غرفة الختم.

أنظمة إخماد الختم الميكانيكي

تُستخدم أنظمة إخماد السدادات الميكانيكية لإدخال سائل حاجز، عادةً ما يكون غازًا، في الجانب الجوي من أوجه الختم. الغرض من نظام التبريد هو منع مائع العملية من الهروب إلى الغلاف الجوي وتوفير بيئة نظيفة للجانب الجوي من الختم.

في نظام الإخماد، يتم الحفاظ على مائع الحاجز عند ضغط أعلى من الضغط الجوي ولكن أقل من ضغط مائع العملية. وهذا يخلق ضغطًا تفاضليًا عبر وجوه الختم، مما يمنع سائل العملية من التسرب بينما يمنع أيضًا دخول الملوثات الجوية.

تُستخدم أنظمة التبريد بشكل شائع في التطبيقات التي يكون فيها مائع المعالجة خطيرًا أو سامًا أو قابلاً للاشتعال، وحيث يجب تقليل الانبعاثات إلى الحد الأدنى للتوافق مع اللوائح البيئية.

خطط أنابيب API لأنظمة التبريد

وقد وضعت API أيضًا خطط أنابيب قياسية لأنظمة إخماد الختم الميكانيكي. تتضمن بعض خطط أنابيب API الشائعة لأنظمة التبريد ما يلي:

• خطة API 51: التسقية باستخدام سائل نظيف غير مضغوط، مثل مكثف البخار أو النيتروجين، يتم تنفيسه إلى مكان آمن.
• خطة API 62: الري باستخدام غاز نظيف ومضغوط، مثل النيتروجين، يتم توفيره من مصدر خارجي وتنفيسه إلى مكان آمن.
• خطة API 65A: الإرواء بسائل نظيف ومضغوط، مثل الجليكول، يتم إمداده من مصدر خارجي ويتم تهويته إلى مكان آمن.

متى يتم تحديد تدفق الختم الميكانيكي

أ نظام تدفق الختم الميكانيكي ينبغي أن يتم اختياره عندما:

• يكون سائل العملية متسخًا أو كاشطًا أو غير مناسب للتلامس المباشر مع وجوه الختم.
• يحتوي سائل العملية على خصائص تشحيم سيئة، ويلزم تزييت إضافي لمنع تآكل الختم المبكر.
• تكون درجة حرارة سائل العملية مرتفعة، ويلزم تبريد إضافي لمنع الضرر الحراري لجوانب الختم.
• يميل سائل العملية إلى التبلور أو التصلب عند وجوه الختم، مما يتطلب التنظيف المستمر لمنع التراكم.

متى يتم تحديد إخماد الختم الميكانيكي

يجب اختيار نظام إخماد الختم الميكانيكي عندما:

• يكون سائل العملية خطيرًا أو سامًا أو قابلاً للاشتعال، ويجب تقليل الانبعاثات إلى الحد الأدنى للتوافق مع اللوائح البيئية.
• يميل سائل العملية إلى التفاعل مع الرطوبة الجوية أو الأكسجين، مما يسبب التآكل أو مشاكل أخرى على الجانب الجوي من الختم.
• تتطلب بيئة الختم سائل حاجز نظيف خامل لمنع التلوث أو التفاعلات مع سائل العملية.
• يتمتع مائع العملية بضغط بخار مرتفع، ويلزم وجود نظام إخماد لمنع تكوين طبقة بخار بين وجوه الختم.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن استخدام Flush و Quench معًا؟

نعم، في بعض الحالات، يمكن استخدام كل من نظام الشطف ونظام التبريد معًا على نفس الختم الميكانيكي. يُعرف هذا التكوين بترتيب الختم المزدوج أو الترادفي. يتم استخدام نظام التدفق لتبريد وتشحيم جانب العملية من الختم، بينما يوفر نظام التبريد سائلًا حاجزًا على الجانب الجوي من الختم. يوفر هذا المزيج حماية معززة ضد تسرب سوائل العملية ويساعد على إطالة عمر الختم في التطبيقات الصعبة.

ما هي نوعية المياه لتدفق الختم الميكانيكي؟

يجب أن تكون جودة المياه لنظام تدفق الختم الميكانيكي نظيفة، وخالية من الجسيمات، ومتوافقة كيميائيًا مع مواد الختم وسائل المعالجة. بشكل عام، يجب أن يستوفي سائل التدفق المعايير التالية:

• الترشيح: يجب ترشيح سائل الشطف لإزالة الجزيئات الأكبر من 10-25 ميكرون، اعتمادًا على تصميم الختم والتطبيق المحدد.
• صلابة: يجب أن يكون لسائل الشطف صلابة إجمالية منخفضة، عادة أقل من 50 جزء في المليون مثل كربونات الكالسيوم (CaCO3)، لمنع تكوين رواسب الحجم على وجوه الختم.
• الرقم الهيدروجيني: يجب أن يكون لسائل الشطف درجة حموضة محايدة إلى قلوية قليلاً، عادةً ما بين 7.0 و9.5، لتقليل التآكل وضمان التوافق مع مواد الختم.
• محتوى الكلوريد: يجب أن يحتوي سائل الشطف على محتوى منخفض من الكلوريد، عادة أقل من 50 جزء في المليون، لتقليل مخاطر التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي في مكونات سدادة الفولاذ المقاوم للصدأ.

ما هي كمية المياه المطلوبة لتدفق الختم الميكانيكي؟

بشكل عام، يجب أن يكون معدل تدفق التدفق كافيًا للحفاظ على سرعة لا تقل عن 1-2 قدم / ثانية (0.3-0.6 م / ث) من خلال غرفة الختم لضمان إجراء التبريد والغسل المناسب.

تتمثل القاعدة العامة الشائعة لتقدير معدل تدفق التدفق المطلوب في توفير 0.25-0.5 جالون في الدقيقة لكل بوصة من حجم الختم (2-4 لتر/دقيقة لكل 25 مم من حجم الختم). على سبيل المثال، يتطلب الختم الميكانيكي مقاس 2 بوصة (50 مم) عادةً معدل تدفق تدفق يبلغ 0.5-1 جالون في الدقيقة (4-8 لتر/دقيقة).