ختم ميكانيكي: التنظيف مقابل الإخماد: ما هو الفرق؟

ختم ميكانيكي متدفق مقابل مطفأ

أنظمة تنظيف الأختام الميكانيكية

ختم آلي تم تصميم أنظمة التنظيف لإدخال سائل نظيف ومتوافق إلى حجرة الختم لتبريد وتزييت وشطف أي ملوثات من أسطح الختم. يساعد هذا على إطالة عمر الختم الميكانيكي ومنع التلف المبكر. تُستخدم أنظمة الشطف عادةً في التطبيقات التي يكون فيها سائل المعالجة متسخًا أو كاشطًا أو غير مناسب للتلامس المباشر مع وجوه الفقمة.

التدفق يُدخل السائل عادةً إلى حجرة الختم بضغط أعلى قليلاً من ضغط سائل العملية لمنع دخوله. ويُتحكم بدقة في معدل تدفق سائل التنظيف لضمان التبريد والتزييت المناسبين دون التسبب في تآكل مفرط لأسطح الختم.

خطط أنابيب API لأنظمة التنظيف

وضع معهد البترول الأمريكي (API) خططًا قياسية لأنابيب أنظمة تنظيف السدادات الميكانيكية. تحدد هذه الخطط ترتيب الأنابيب والأجهزة وأدوات التحكم لمختلف إعدادات التنظيف. تتضمن بعض خطط أنابيب API الشائعة لأنظمة التنظيف ما يلي:

• خطة API 11:إعادة تدوير من تفريغ المضخة من خلال فتحة التحكم في التدفق إلى حجرة الختم.
• خطة API 13:تدفق من مصدر خارجي، مثل مصدر مياه نظيفة، من خلال جهاز التحكم في التدفق إلى حجرة الختم.
• خطة API 32:تنظيف من مصدر خارجي، مع فاصل إعصاري لإزالة الجسيمات قبل دخول السائل إلى حجرة الختم.

أنظمة إخماد الختم الميكانيكي

ختم آلي يطفئ تُستخدم أنظمة الإخماد لإدخال سائل حاجز، عادةً ما يكون غازًا، إلى الجانب الجوي من أسطح الختم. الغرض من نظام الإخماد هو منع تسرب سائل العملية إلى الغلاف الجوي وتوفير بيئة نظيفة للجانب الجوي من الختم.

في نظام الإخماد، يُحافظ على ضغط سائل الحاجز أعلى من الضغط الجوي وأقل من ضغط سائل العملية. يُنشئ هذا ضغطًا تفاضليًا عبر أسطح الختم، مما يمنع تسرب سائل العملية ويمنع أيضًا دخول الملوثات الجوية.

تُستخدم أنظمة الإطفاء عادةً في التطبيقات التي يكون فيها سائل العملية خطيرًا أو سامًا أو قابلًا للاشتعال، وحيث يجب تقليل الانبعاثات للامتثال للوائح البيئية.

خطط أنابيب API لأنظمة Quench

وضعت API أيضًا خططًا قياسية لأنابيب أنظمة إخماد الختم الميكانيكي. تتضمن بعض خطط أنابيب API الشائعة لأنظمة الإخماد ما يلي:

• خطة API 51: إخماد باستخدام سائل نظيف وغير مضغوط، مثل مكثف البخار أو النيتروجين، يتم تنفيسه إلى مكان آمن.
• خطة API 62: إخماد باستخدام غاز نظيف مضغوط، مثل النيتروجين، يتم توفيره من مصدر خارجي ويتم تنفيسه إلى مكان آمن.
• خطة API 65A: إخماد باستخدام سائل نظيف مضغوط، مثل الجليكول، يتم توفيره من مصدر خارجي ويتم تنفيسه إلى مكان آمن.

متى يجب اختيار تنظيف الختم الميكانيكي

يجب اختيار نظام تنظيف الختم الميكانيكي عندما:

• إن سائل العملية متسخ أو كاشط أو غير مناسب للاتصال المباشر بأسطح الختم.
• يتمتع سائل العملية بخصائص تشحيم ضعيفة، ويتطلب تشحيمًا إضافيًا لمنع تآكل الختم المبكر.
• تكون درجة حرارة سائل العملية مرتفعة، وتكون هناك حاجة إلى تبريد إضافي لمنع الضرر الحراري لأوجه الختم.
• يميل سائل العملية إلى التبلور أو التصلب عند أسطح الختم، مما يتطلب التنظيف المستمر لمنع التراكم.

متى يتم اختيار إخماد الختم الميكانيكي

يجب اختيار نظام إخماد الختم الميكانيكي عندما:

• يعتبر سائل العملية خطيرًا أو سامًا أو قابلًا للاشتعال، ويجب تقليل الانبعاثات إلى أدنى حد للامتثال للوائح البيئية.
• يميل سائل العملية إلى التفاعل مع الرطوبة الجوية أو الأكسجين، مما يتسبب في التآكل أو مشاكل أخرى على الجانب الجوي من الختم.
• تتطلب بيئة الختم سائل حاجز نظيف وخامل لمنع التلوث أو التفاعلات مع سائل العملية.
• يتمتع سائل العملية بضغط بخار مرتفع، ويحتاج إلى نظام إخماد لمنع تكوين طبقة بخار بين وجوه الختم.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن استخدام التنظيف والإخماد معًا؟

نعم، في بعض الحالات، يُمكن استخدام نظامي التنظيف والإطفاء معًا على نفس الختم الميكانيكي. يُعرف هذا التكوين باسم التنظيف المزدوج أو ختم ترادف الترتيب. يُستخدم نظام الشطف لتبريد وتزييت جانب العملية من الختم، بينما يوفر نظام التبريد سائلًا حاجزًا على الجانب الجوي من الختم. يوفر هذا المزيج حمايةً مُعززةً ضد تسرب سائل العملية ويساعد على إطالة حياة الفقمة في التطبيقات الصعبة.

ما هي نوعية المياه المستخدمة في تنظيف الختم الميكانيكي؟

يجب أن تكون جودة المياه لنظام تنظيف الختم الميكانيكي نظيفة وخالية من الجسيمات ومتوافقة كيميائيًا مع مواد الختم وسائل المعالجة. بشكل عام، يجب أن يفي سائل التنظيف بالمعايير التالية:

• تصفية:يجب ترشيح سائل التنظيف لإزالة الجزيئات التي يزيد حجمها عن 10-25 ميكرون، اعتمادًا على تصميم الختم والتطبيق المحدد.
• عسر الماء:يجب أن يكون لسائل التنظيف صلابة إجمالية منخفضة، وعادة ما تكون أقل من 50 جزء في المليون على شكل كربونات الكالسيوم (CaCO3)، لمنع تكوين رواسب الحجم على وجوه الختم.
• PH:يجب أن يحتوي سائل التنظيف على درجة حموضة محايدة إلى قلوية قليلاً، وعادة ما تكون بين 7.0 و9.5، لتقليل التآكل وضمان التوافق مع مواد الختم.
• محتوى الكلوريد:يجب أن يحتوي سائل التنظيف على نسبة منخفضة من الكلوريد، عادةً أقل من 50 جزء في المليون، لتقليل خطر التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي في الفولاذ المقاوم للصدأ مكونات الختم.

ما هي كمية المياه المطلوبة لتنظيف الختم الميكانيكي؟

وبصفة عامة، معدل تدفق التدفق يجب أن تكون كافية للحفاظ على سرعة لا تقل عن 1-2 قدم/ثانية (0.3-0.6 متر/ثانية) عبر حجرة الختم لضمان التبريد والتنظيف المناسبين.

القاعدة العامة لتقدير معدل تدفق السائل المطلوب هي توفير 0.25-0.5 جالون/دقيقة لكل بوصة من حجم الختم (2-4 لترات/دقيقة لكل 25 مم من حجم الختم). على سبيل المثال، يتطلب مانع تسرب ميكانيكي بقطر 2 بوصة (50 مم) معدل تدفق سائل يتراوح عادةً بين 0.5-1 جالون/دقيقة (4-8 لترات/دقيقة).