ما هي الأختام الميكانيكية المزيتة بالغاز؟
مشحم بالغاز الأختام الميكانيكية، المعروف أيضا باسم أختام الغاز الجاف، هي حلول مانعة للتسرب متطورة تستخدم طبقة رقيقة من الغاز المضغوط لإنشاء مانع تسرب غير تلامسي بين المكونات الدوارة والثابتة. بخلاف المانعات التسرب الرطبة التقليدية التي تعتمد على التزييت السائل، تستخدم مانعات التسرب الغازية غازات خاملة مثل النيتروجين أو الهواء للحفاظ على حاجز بين سائل العملية والجو.
تصميم الأختام الميكانيكية المزيتة بالغاز
تتكون أختام التشحيم بالغاز من مكونين رئيسيين: حلقة مانعة للتسرب رئيسية دوارة وحلقة تثبيت ثابتة. تتميز حلقة المانعة للتسرب الرئيسية بأخاديد حلزونية محفورة على سطحها، مما يُولّد قوة رفع هيدروديناميكية عند تعرضها للعمود الدوار. تُشكّل قوة الرفع هذه طبقة رقيقة من الغاز بين وجوه الفقمة، مما يسمح لهم بالعمل دون أي اتصال جسدي، وبالتالي تقليل الاحتكاك والتآكل.
كيف تعمل الأختام المزيتة بالغاز
يعتمد مبدأ عمل أختام التشحيم بالغاز على التأثير الهيدروديناميكي الناتج عن الأخاديد الحلزونية على سطح حلقة الختم الرئيسية. مع دوران العمود، تضخ الأخاديد الغاز بين أسطح الأختام، مما يُكوّن غشاءً عالي الضغط يفصل الحلقات. يتراوح سُمك غشاء الغاز عادةً بين بضعة ميكرونات، ويعتمد ذلك على عوامل مثل سرعة العمود ولزوجة الغاز. وجه الفقمة الهندسة.
للحفاظ على طبقة غازية مستقرة، تتطلب أختام الغاز إمدادًا مستمرًا بغاز نظيف وجاف بضغط أعلى قليلًا من ضغط سائل العملية. يُزوَّد هذا الغاز الحاجز عادةً من مصدر خارجي، ويُنظَّم بواسطة نظام تحكم يضبط الضغط وفقًا لظروف التشغيل.
مزايا الأختام المزيتة بالغاز
- تقليل الاحتكاك والتآكل:الطبيعة غير المتصلة لأختام الغاز تقضي على الاحتكاك والتآكل المرتبط باتصال وجه الختم، مما يؤدي إلى امتداد حياة الفقمة وتخفيض تكاليف الصيانة.
- انخفاض استهلاك الطاقة:إن غياب التشحيم السائل والخسائر الاحتكاكية الضئيلة 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 المزيتة بالسوائل، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات متنوعة.
تطبيقات الأختام المزيتة بالغاز
- صناعة النفط والغازتُستخدم أختام الغاز على نطاق واسع في الضواغط والتوربينات والمضخات في عمليات النفط والغاز في مراحلها الأولية والوسطى واللاحقة. وتوفر حلولاً موثوقة لإغلاق الغازات لمعالجة الهيدروكربونات والغاز الطبيعي وسوائل العمليات الأخرى.
- المعالجة الكيميائيةتعتمد الصناعة الكيميائية على أختام الغاز لإغلاق المعدات الدوارة في إنتاج مجموعة واسعة من المواد الكيميائية والبوليمرات والبتروكيماويات. توفر أختام الغاز توافقًا مع مختلف سوائل العمليات، وتساعد في الحفاظ على نقاء المنتج.
- توليد الطاقةتُستخدم أختام الغاز في التوربينات البخارية والغازية وغيرها من الآلات الدوارة في محطات الطاقة. فهي تضمن تشغيلًا فعالًا وموثوقًا مع تقليل متطلبات الصيانة.
- الصناعات الدوائية والغذائيةفي الصناعات التي يُشكّل فيها تلوث المنتجات مصدر قلق بالغ، تُوفّر أختام الغاز حلاًّ نظيفًا وموثوقًا للإغلاق. فهي تمنع دخول الملوثات وتحافظ على سلامة سوائل العمليات.
- التكرير والبتروكيماويات:تلعب أختام الغاز دورًا حيويًا في مصانع التكرير والبتروكيماويات، حيث تُغلق معدات مثل الضواغط والمضخات والخلاطات. فهي توفر أداءً فائقًا في التعامل مع الهيدروكربونات والمذيبات وغيرها من سوائل العمليات المعقدة.
