الختم الميكانيكي مقابل ختم الغاز الجاف: ما هو الفرق

ما هو الختم الميكانيكي

يعد الختم الميكانيكي مكونًا أساسيًا في المضخات الطاردة المركزية وغيرها من المعدات الدوارة، حيث يوفر حلًا ديناميكيًا للختم بين العمود الدوار والغلاف الثابت. تتكون الأختام الميكانيكية من وجهين مسطحين، واحدة ثابتة والأخرى دوارة، يتم تثبيتهما معًا بواسطة ضغط الزنبرك وضغط السائل المختوم. يتم تشحيم أسطح الختم بغشاء سائل رقيق، مما يمنع تسرب السوائل مع السماح بدوران العمود.

مزايا الختم الميكانيكي

• إغلاق فعال لمجموعة واسعة من السوائل، بما في ذلك السوائل الخطرة والمسببة للتآكل
• تصميم بسيط نسبيًا وسهل الصيانة مقارنةً بطرق الختم الأخرى
• يمكنه التعامل مع الضغوط العالية ودرجات الحرارة عندما يتم تصميمه وصيانته بشكل صحيح
• متاحة بسهولة وفعالة من حيث التكلفة لمعظم التطبيقات
• مناسبة لمجموعة متنوعة من مضخات الطرد المركزي ومعدات دوارة أخرى

عيوب الختم الميكانيكي

• تتطلب طبقة سائلة ثابتة للتزييت والتبريدمما يجعلها غير مناسبة للتشغيل في ظروف الجفاف
• العمر الافتراضي المحدود بسبب تآكل وجوه الختم، مما يتطلب صيانة واستبدالًا دوريًا
• احتمالية التسرب إذا لم يتم تركيبها أو صيانتها أو تشغيلها بشكل صحيح خارج معايير التصميم
• قد يتطلب أنظمة تدفق خارجية أو سوائل الحاجز بالنسبة لتطبيقات معينة، تزداد التعقيدات والتكاليف
• يمكن أن يؤدي توليد الحرارة بسبب الاحتكاك إلى تلف الختم وفشله إذا لم تتم إدارته بشكل صحيح

متى يتم استخدام الختم الميكانيكي

تعتبر الأختام الميكانيكية هي الخيار المفضل لمنع تسرب معظم مضخات الطرد المركزي وغيرها من المعدات الدوارة التي تتعامل مع السوائل. وهي مناسبة بشكل خاص لـ:

• التطبيقات التي تنطوي على سوائل نظيفة وغير كاشطة
• معتدلة إلى أنظمة الضغط العالي
• العمليات التي تتطلب الحد الأدنى من التسرب والأثر البيئي
• الحالات التي يتم فيها إعطاء الأولوية للبساطة وفعالية التكلفة على العوامل الأخرى

ما هو ختم الغاز الجاف

أ ختم الغاز الجاف هو ختم غير ملامس يعمل بالتشغيل الجاف ومصمم خصيصًا للاستخدام في ضواغط الطرد المركزي ومعدات معالجة الغاز الأخرى. تستخدم أختام الغاز الجاف طبقة رقيقة من الغاز لإنشاء ختم بين المكونات الدوارة والثابتة، مما يلغي الحاجة إلى التزييت السائل. تتميز أسطح الختم بأخاديد حلزونية تولد قوة رفع، مما يحافظ على فجوة دقيقة بين الأسطح ويمنع التلامس أثناء التشغيل.

مزايا ختم الغاز الجاف

• تصميم غير ملامس يزيل التآكل ويطيل عمر الختم مقارنة بالأختام الميكانيكية
• مناسب لظروف التشغيل الجافة والتطبيقات عالية السرعة، كما هو الحال في ضواغط الطرد المركزي
• انخفاض معدلات التسرب بشكل ملحوظ مقارنة بأختام الزيت أو أختام الاتصال الأخرى
• انخفاض متطلبات الصيانة والتكاليف المرتبطة بها مع مرور الوقت
• صديقة للبيئة، لأنها لا تتطلب زيتًا أو مواد تشحيم أخرى قد تتسرب
• يمكنه التعامل مع مجموعة واسعة من غازات المعالجة وظروف التشغيل

مساوئ ختم الغاز الجاف

• تكلفة أولية أعلى مقارنة بالأختام الميكانيكية بسبب التصميم والأجهزة الأكثر تعقيدًا
• تحتاج إلى غاز مانع للتسرب نظيف وجاف للتشغيل السليم، الأمر الذي قد يتطلب معدات إضافية لتكييف الغاز
• قدرة محدودة على التعامل مع السوائل أو المواد الصلبة المحبوسة في غاز المعالجة
• أكثر حساسية للتغيرات في ظروف التشغيل، مثل الضغط ودرجة الحرارة وتركيبة الغاز
• تتطلب أكثر تطورا نظام دعم الختمبما في ذلك معدات إمداد الغاز العازل ومراقبته

متى يتم استخدام ختم الغاز الجاف

تُعد موانع تسرب الغاز الجاف الحل المفضل لضواغط الطرد المركزي وغيرها من تطبيقات الغاز الجاف عالية السرعة. وهي مناسبة بشكل خاص لـ:

• معالجة الغاز الطبيعي ونقله وتخزينه
• الصناعات البتروكيماوية والكيميائية التحويلية
• التطبيقات التي تتطلب الحد الأدنى من تسرب الغاز والأثر البيئي
• تطبيقات الضاغط عالي الضغط وعالي السرعة حيث يكون التلوث بالزيت غير مقبول
• الحالات التي يتم فيها إعطاء الأولوية لعمر الختم الطويل وتقليل الصيانة

الأسئلة الشائعة

إذا تم تشغيل المضخة جافة لبضع ثوان، فهل سيؤدي ذلك إلى إتلاف الختم الميكانيكي؟

إن تشغيل المضخة وهي جافة، حتى لفترة قصيرة، قد يسبب أضرارًا كبيرة لـ ختم آلي.

تعتمد الأختام الميكانيكية على طبقة سائلة رقيقة بين وجوه الختم للتشحيم والتبريد. في غياب هذا الغشاء السائل، فإن وجوه الختم سوف تسخن بسرعة بسبب الاحتكاك، مما يؤدي إلى الإجهاد الحراري، والتزييف، وفشل الختم في نهاية المطاف. قد يؤدي التشغيل الجاف أيضًا إلى اتصال وجوه الختم ببعضها البعض بشكل مباشر، مما يؤدي إلى تآكل مفرط وتلف أسطح الختم.