في صناعة الآلات، فشل الختم قد يؤدي ذلك إلى توقف العمل بشكل مكلف، ومخاطر على السلامة، وتلوث بيئي. فبدون الدعم المناسب، تكون الأختام عرضة للتسرب، وارتفاع درجة الحرارة، والتآكل السريع.
لا يقتصر تعطل الأختام على تعطيل الإنتاج فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى فقدان المنتج وتلف المعدات وعدم الامتثال للأنظمة. وقد تكون العواقب وخيمة، بدءًا من خسارة الأرباح وصولًا إلى الإضرار بالسمعة.
أنظمة دعم الأختام هي الحل الأمثل لتجنب هذه المشاكل. فمن خلال توفير التزييت، والتحكم في الضغط ودرجة الحرارة، وطرد الملوثات، واحتواء التسريبات، تضمن هذه الأنظمة أداءً موثوقًا ودائمًا للأختام في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية.
ما هو نظام دعم الختم
نظام دعم الختم هو نظام مساعد مصمم لتحسين أداء وإطالة عمر الختم الميكانيكي في المعدات الدوارة مثل المضخات والضواغط والخلاطات. الغرض الرئيسي من نظام دعم الختم هو توفير بيئة مُتحكم بها لـ ختم آلي للعمل بشكل فعال، وبالتالي تقليل فشل الختم وتعزيز موثوقية النظام بشكل عام.
تحقق أنظمة دعم الختم هذا من خلال تنظيم الظروف في حجرة الختم، وهي المساحة بين الجانبين الداخلي والخارجي للمانع التسرب الميكانيكي. من خلال التحكم الدقيق في عوامل مثل الضغط ودرجة الحرارة وخصائص السوائل داخل هذه الحجرة، تضمن أنظمة دعم المانع التسرب عمل المانع الميكانيكي ضمن المعايير المصممة له.
غرض ووظائف أنظمة دعم الأختام
- تزييت وجوه الفقمة: يقوم بتزويد سائل تشحيم نظيف وبارد ومتوافق (مثل الزيت أو الجليكول أو الماء) للواجهة بين وجوه الختم الثابتة والدوارة.
- التحكم في الضغط ودرجة الحرارة: يمكن تصميمها لتنظيم الضغط في الختم يجب أن يكون ضغط الغرفة أعلى قليلاً من ضغط سائل العملية، مما يمنع دخول سائل العملية والملوثات إلى منطقة الختم. يتم التحكم في درجة الحرارة عن طريق تدوير وسيط تبريد أو استخدام مبادلات حرارية لتبديد الحرارة الزائدة الناتجة عن عملية الختم.
- التنظيف وإزالة الملوثات: يتم عادة تحقيق عملية التنظيف عن طريق تدوير سائل نظيف عبر حجرة الختم، والذي يحمل بعيدًا أي حطام متراكم أو مواد صلبة مذابة أو جزيئات متبلورة.
- احتواء سوائل العملية: تعمل أنظمة دعم السدادات كحاجز بين سائل العملية والبيئة المحيطة، موفرةً آلية احتواء ثانوية بالإضافة إلى السدادة الميكانيكية نفسها. تجمع أنظمة دعم السدادات أي تسرب طفيف قد يحدث، وتمنعه من التسرب إلى البيئة المحيطة.
- المراقبة والحماية: غالبًا ما تتضمن أنظمة دعم الختم المتقدمة ميزات مراقبة وحماية للكشف عن الظروف غير الطبيعية والاستجابة لها. قد تشمل هذه الميزات مستشعرات ضغط ودرجة حرارة ومستوى تراقب باستمرار سائل دعم الختم وحجرة الختم.
أنواع أنظمة دعم الأختام
أنظمة دعم جانب العملية
تقع أنظمة دعم جانب العملية على جانب الختم الأقرب إلى سائل العملية. وظيفتها الرئيسية هي التحكم في البيئة المحيطة مباشرةً بأسطح الختم الداخلية. يتم ذلك عن طريق تدوير سائل حاجز بضغط أعلى قليلاً من ضغط سائل العملية، مما يمنع دخول سائل العملية إلى حجرة الختم. كما يساعد سائل الحاجز على تشحيم وتبريد أسطح الختم.
تتضمن أنظمة دعم جانب العملية الشائعة ما يلي:
- API Plan 53A – يوفر خزان سائل حاجز خارجي مضغوط
- خطة API 54 - يستخدم جهاز ضخ خارجي لتدوير السائل الحاجز
- خطة API 55 - تستخدم مجمع المثانة لتوفير سائل حاجز مضغوط
أنظمة الدعم المزدوجة أو المتوسطة
تُستخدم أنظمة دعم الختم المزدوج مع مانعات تسرب مزدوجة، وتقع بين سطحي الختم الداخلي والخارجي. تحافظ هذه الأنظمة على سائل حاجز عند ضغط أقل من ضغط سائل العملية، ولكنه أعلى من الضغط الجوي. هذا يُهيئ بيئة مُتحكم بها تمنع تسرب سائل العملية إلى الغلاف الجوي، مع الحفاظ على تشحيم وتبريد سطحي الختم.
تتضمن أمثلة أنظمة الدعم المزدوجة ما يلي:
- خطة API 52 - خزان سائل عازل غير مضغوط مع أو بدون دوران
- خطة API 53B - خزان سائل حاجز مضغوط مع دوران
- خطة API 54 - جهاز ضخ السوائل الحاجزة الخارجية المضغوطة
أنظمة دعم الجانب الجوي
توجد أنظمة دعم جانبية جوية على جانب الختم المعرض للهواء. وهي مصممة لجمع أي تسرب قد يحدث بعد سطوح الختم الخارجية والتحكم فيه. غالبًا ما تتضمن هذه الأنظمة خزانًا لاحتواء التسرب، وقد تتضمن تجهيزات للمراقبة. معدلات التسرب.
تشمل أنظمة دعم الجانب الجوي ما يلي:
- API Plan 65A – يجمع ويتحكم في تسرب الختم باستخدام وصلة تصريف
- خطة API 75 - تلتقط التسرب وتوجهه إلى نظام استرداد البخار
- خطة API 76 - إرجاع التسرب المجمع إلى مجرى العملية
تطبيقات أنظمة دعم الأختام
- النفط والغاز:في عمليات النفط والغاز في المنبع والمصب، يتم استخدام أنظمة دعم الأختام على المضخات والضواغط وغيرها من المعدات الدوارة لمنع تسرب الهيدروكربون والامتثال للوائح الانبعاثات الصارمة.
- المعالجة الكيميائيةتعتمد المصانع الكيميائية على أنظمة دعم الختم لاحتواء السوائل الخطرة والمسببة للتآكل، والحماية من التلوث الجوي، وضمان سلامة العمال.
- المستحضرات الصيدلانية:في صناعة الأدوية، تعمل أنظمة دعم الختم على منع تلوث سوائل العملية، وتقليل خطر التسرب، وتمكين الامتثال للوائح إدارة الغذاء والدواء الصارمة.
- المواد الغذائية والمشروباتيجب أن تستوفي أنظمة دعم الأختام في تطبيقات الأغذية والمشروبات معايير النظافة الصارمة لمنع تلوث المنتج. تساعد أنظمة الدعم في الحفاظ على سلامة الأختام، حتى مع التغيرات المتكررة في درجة الحرارة والضغط أثناء دورات التنظيف.
- تعدينفي عمليات التعدين، تتعرض أنظمة دعم الأختام للمواد الكاشطة، والاهتزازات العالية، ودرجات الحرارة القصوى. تُستخدم أنظمة API Plan 54 و65A عادةً لطرد الجسيمات الكاشطة واحتواء أي تسرب.
- معالجة مياه الصرف الصحيتساعد أنظمة دعم السدادات في محطات معالجة مياه الصرف الصحي على منع تسرب الغازات الضارة والمياه الملوثة إلى البيئة. وغالبًا ما تُستخدم أنظمة الضغط المزدوج (API Plan 53B) لتوفير حاجز إيجابي ضد تسرب سوائل العمليات.
- معالجة اللب والورقفي مصانع اللب والورق، يجب أن تتحمل أنظمة دعم السدادات عجائن اللب الكاشطة، والمواد الكيميائية المسببة للتآكل، ودرجات الحرارة المرتفعة. تُستخدم أنظمة API Plan 65A و75 بشكل متكرر لجمع أي تسرب من السدادات والتخلص منه.
- ضغط التبريدتمنع أنظمة دعم الختم في ضواغط التبريد تسرب مواد التبريد، مما قد يُلحق الضرر بالبيئة ويُشكل مخاطر على السلامة. تُستخدم أنظمة API Plan 76 غالبًا لإعادة أي تسرب لمادة التبريد إلى مضخة شفط الضاغط.
