ما هي الأختام الميكانيكية المشحمة بالغاز

ما هي الأختام الميكانيكية المشحمة بالغاز

الأختام الميكانيكية المشحمة بالغاز، والمعروفة أيضًا باسم أختام الغاز الجاف، هي حلول إحكام متقدمة تستخدم طبقة رقيقة من الغاز المضغوط لإنشاء ختم غير متلامس بين المكونات الدوارة والثابتة. وعلى عكس الأختام الرطبة التقليدية التي تعتمد على التشحيم السائل، تستخدم أختام الغاز غازات خاملة مثل النيتروجين أو الهواء للحفاظ على حاجز بين سائل العملية والجو.

تصميم الأختام الميكانيكية المشحمة بالغاز

تتكون الأختام المشحمة بالغاز من مكونين رئيسيين: حلقة مانعة للتسرب أساسية دوارة وحلقة تزاوج ثابتة. تتميز حلقة المانعة للتسرب الأساسية بأخاديد حلزونية محفورة على وجهها، والتي تولد قوة رفع هيدروديناميكية عند تعرضها للعمود الدوار. تخلق قوة الرفع هذه طبقة غازية رقيقة بين وجوه المانعة للتسرب، مما يسمح لها بالعمل دون ملامسة مادية، وبالتالي تقليل الاحتكاك والتآكل.

كيف تعمل الأختام المزيتة بالغاز

يعتمد مبدأ عمل الأختام المشحمة بالغاز على التأثير الهيدروديناميكي الناتج عن الأخاديد الحلزونية على وجه حلقة الختم الأساسية. فمع دوران العمود، تضخ الأخاديد الغاز بين وجوه الختم، مما يؤدي إلى إنشاء طبقة عالية الضغط تفصل الحلقات. وعادة ما يتراوح سمك طبقة الغاز في نطاق بضعة ميكرونات، اعتمادًا على عوامل مثل سرعة العمود ولزوجة الغاز وهندسة وجه الختم.

للحفاظ على طبقة غازية مستقرة، تتطلب أختام الغاز إمدادًا مستمرًا بالغاز النظيف والجاف عند ضغط أعلى قليلاً من سائل العملية. يتم عادةً توفير هذا الغاز الحاجز من مصدر خارجي ويتم تنظيمه بواسطة نظام تحكم يضبط الضغط بناءً على ظروف التشغيل.

مزايا الأختام المشحمة بالغاز

• تقليل الاحتكاك والتآكل:الطبيعة غير الملامسة لأختام الغاز تقضي على الاحتكاك والتآكل المرتبط باتصال وجه الختم، مما يؤدي إلى إطالة عمر الختم وتقليل تكاليف الصيانة.
• انخفاض استهلاك الطاقة:إن غياب التشحيم السائل وانخفاض خسائر الاحتكاك في أختام الغاز يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة مقارنة بالأختام الرطبة.
• تحسين نقاء العملية:تمنع أختام الغاز تلوث سوائل العملية من خلال القضاء على الحاجة إلى مواد التشحيم السائلة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب نقاءً عاليًا للمنتج.
• تحسين الأداء البيئي:إن استخدام الغازات الحاجزة الخاملة والقضاء على تسرب السوائل يجعل أختام الغاز حلاً صديقًا للبيئة، مما يساعد الصناعات على الامتثال للوائح الانبعاثات الصارمة بشكل متزايد.
• مجموعة أوسع من ظروف التشغيل:تستطيع أختام الغاز التعامل مع نطاق أوسع من درجات الحرارة والضغوط وسرعات العمود مقارنة بالأختام المشحمة بالسوائل، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات متنوعة.

تطبيقات الأختام المشحمة بالغاز

• صناعة النفط والغاز:تُستخدم أختام الغاز على نطاق واسع في ضواغط الهواء والتوربينات والمضخات في عمليات النفط والغاز في المنبع والمنتصف والمصب. وهي توفر حلول إحكام موثوقة للتعامل مع الهيدروكربونات والغاز الطبيعي وغيرها من سوائل العمليات.
• المعالجة الكيميائية:تعتمد الصناعة الكيميائية على أختام الغاز لإغلاق المعدات الدوارة في إنتاج مجموعة واسعة من المواد الكيميائية والبوليمرات والبتروكيماويات. توفر أختام الغاز التوافق مع سوائل العمليات المختلفة وتساعد في الحفاظ على نقاء المنتج.
• توليد الطاقة:يتم استخدام أختام الغاز في التوربينات البخارية والتوربينات الغازية وغيرها من الآلات الدوارة في محطات الطاقة. وهي تضمن التشغيل الفعال والموثوق به مع تقليل متطلبات الصيانة.
• الصناعات الدوائية والغذائية:في الصناعات التي يشكل فيها تلوث المنتجات مصدر قلق بالغ، توفر أختام الغاز حلاً نظيفًا وموثوقًا به للإغلاق. فهي تمنع دخول الملوثات وتحافظ على سلامة سوائل العملية.
• التكرير والبتروكيماويات:تلعب أختام الغاز دورًا حيويًا في مصانع التكرير والبتروكيماويات، ومعدات الختم مثل الضواغط والمضخات والخلاطات. وهي توفر أداءً متفوقًا في التعامل مع الهيدروكربونات والمذيبات وغيرها من سوائل العمليات الصعبة.