ما هي الخطة المستخدمة للختم الميكانيكي المزدوج؟

ما هي الخطة 52

الخطة 52 هي خطة أنابيب شائعة للأختام الميكانيكية المزدوجة التي تستخدم سائل عازل غير مضغوط بين الأختام الداخلية والخارجية. يكون السائل العازل عادةً سائلًا نظيفًا ومتوافقًا يتم الحفاظ عليه عند ضغط أقل من ضغط حجرة الختم. يسمح هذا الترتيب باكتشاف تسرب الختم الداخلي ويوفر حاجزًا بين سائل العملية والجو.

كيف تعمل الخطة 52

في الخطة 52، يتم تداول سائل التخزين المؤقت بين حجرة الختم وخزان خارجي. وعادة ما يكون الخزان مزودًا بمفتاح مستوى لمراقبة مستوى السائل واكتشاف أي تسرب من الختم الداخلي. وإذا فشل الختم الداخلي، فإن سائل العملية المتسرب سيتسبب في ارتفاع مستوى سائل التخزين المؤقت في الخزان، مما يؤدي إلى إطلاق إنذار أو إشارة إيقاف التشغيل.

يتم التحكم في دوران سائل التخزين المؤقت في الخطة 52 من خلال فرق الضغط بين حجرة الختم والخزان. ومع توليد الختم الداخلي للحرارة أثناء التشغيل، يتمدد سائل التخزين المؤقت ويتدفق إلى الخزان. وعندما ينخفض ضغط حجرة الختم، يتم سحب سائل التخزين المؤقت مرة أخرى إلى حجرة الختم، مما يؤدي إلى إنشاء حلقة دوران مستمرة.

مميزات الخطة 52

• تصميم بسيط وفعال من حيث التكلفة
• يتطلب الحد الأدنى من الأنابيب والأجهزة
• مناسب للسوائل النظيفة غير القابلة للبلمرة
• مثالي للتطبيقات ذات ضغط غرفة الختم المنخفض

عيوب الخطة 52

• يتطلب سائل حاجز مضغوط، مما قد يؤدي إلى تكاليف تشغيل أعلى مقارنة بالخطط 53أ، و53ب، و54.
• قد يتسبب سائل الحاجز المضغوط في تآكل مفرط لأسطح الختم، مما يقلل من عمر الختم.
• في حالة فشل الختم، يمكن لسائل العملية أن يلوث نظام سائل الحاجز.

ما هي الخطة 53أ

الخطة 53أ هي خطة أنابيب أخرى مستخدمة على نطاق واسع للأختام الميكانيكية المزدوجة. وهي تتميز بسائل حاجز مضغوط يتم الحفاظ عليه عند ضغط أعلى من ضغط حجرة الختم. يكون السائل الحاجز عادةً سائلًا نظيفًا ومتوافقًا يتم توفيره من مصدر خارجي، مثل مجمع المثانة أو مجمع المكبس.

كيف تعمل الخطة 53أ

في الخطة 53أ، يتم تداول سائل الحاجز المضغوط بين حجرة الختم والمجمع. يحافظ المجمع على ضغط ثابت على سائل الحاجز، مما يضمن بقائه عند ضغط أعلى من سائل العملية في حجرة الختم. يمنع هذا الفارق الإيجابي في الضغط سائل العملية من التسرب عبر الختم الداخلي إلى نظام سائل الحاجز.

يتم عادة تحقيق دوران السائل الحاجز في الخطة 53أ من خلال استخدام حلقة ضخ داخلية أو جهاز ضخ خارجي. يعمل عمل الضخ على توليد التدفق، مما يساعد على إزالة الحرارة من أسطح الختم وإطالة عمر الختم. يتم تبريد السائل الحاجز بواسطة مبادل حراري خارجي قبل العودة إلى حجرة الختم، مما يحافظ على درجة حرارة تشغيل ثابتة.

مميزات الخطة 53أ

• يوفر سائلًا حاجزًا بين أسطح الختم وسائل العملية
• يساعد في الحفاظ على بيئة ختم مستقرة
• مناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية
• فعّالة في منع تلوث سوائل العملية

عيوب الخطة 53أ

• لا يتم ضغط سائل الحاجز، مما قد يسمح لسائل العملية بالدخول إلى حجرة الختم إذا فشل الختم الداخلي.
• قد لا يوفر سائل الحاجز غير المضغوط التبريد المناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة المرتفعة.
• يجب فحص الخزان وإعادة تعبئته بشكل دوري للحفاظ على مستوى السائل الحاجز المناسب.

ما هي الخطة 53ب؟

الخطة 53ب هي أحد أشكال الخطة 53أ التي تستخدم غاز حاجز مضغوط بدلاً من سائل حاجز سائل. يتم الحفاظ على غاز الحاجز، وهو النيتروجين عادةً، عند ضغط أعلى من ضغط حجرة الختم، مما يخلق بيئة جافة للختم الخارجي.

كيف تعمل الخطة 53ب

في الخطة 53ب، يتم توفير الغاز الحاجز المضغوط من مصدر خارجي، مثل نظام النيتروجين في المصنع أو خزان غاز مخصص. يتدفق الغاز الحاجز عبر حجرة الختم ويتم تنفيسه إلى الغلاف الجوي من خلال صمام تحكم أو فتحة تدفق. يتم تنظيم تدفق الغاز الحاجز للحفاظ على ضغط إيجابي ثابت في حجرة الختم، مما يمنع تسرب سائل العملية.

يؤدي استخدام غاز الحاجز الجاف في الخطة 53ب إلى التخلص من الحاجة إلى نظام تدوير ومبادل حراري، حيث يتم تبديد الحرارة الناتجة عن الأختام الميكانيكية من خلال التدفق المستمر للغاز. ومع ذلك، يجب تصميم الختم الخارجي في الخطة 53ب للعمل في حالة التشغيل الجاف، مما قد يحد من اختيار مواد الختم ومجموعات الأسطح.

مميزات الخطة 53ب

• يوفر سائل حاجز مضغوط لتحسين أداء الختم
• يعمل على تعزيز تشحيم وتبريد سطح الختم
• مثالية للتطبيقات ذات الضغط العالي
• يوفر حماية أفضل ضد دخول سوائل العملية

عيوب الخطة 53ب

• لا يتم ضغط سائل الحاجز، مما قد يسمح لسائل العملية بالدخول إلى حجرة الختم إذا فشل الختم الداخلي.
• قد يكون مجمع المثانة المستخدم في الخطة 53ب عرضة للفشل، مما يتطلب صيانة أكثر تكرارًا مقارنة بالخطط 52 و54.
• قد يتلوث سائل الحاجز بسائل العملية إذا فشل الختم الداخلي، مما يستلزم استبدال السائل بالكامل.

ما هي الخطة 54

الخطة 54 عبارة عن خطة أنابيب للأختام الميكانيكية المزدوجة تجمع بين ميزات الخطة 53أ والخطّة 53ب. وهي تستخدم سائل حاجز مضغوط في حجرة الختم وغاز حاجز في تجويف ختم الاحتواء، مما يوفر طبقة إضافية من الحماية ضد تسرب سائل العملية.

كيف تعمل الخطة 54

في الخطة 54، يتم تداول سائل الحاجز المضغوط بين حجرة الختم وخزان خارجي، على غرار الخطة 53أ. يتم الحفاظ على سائل الحاجز عند ضغط أعلى من ضغط حجرة الختم، مما يمنع تسرب سائل العملية بعد الختم الداخلي. يتم تحقيق دوران سائل الحاجز من خلال حلقة ضخ داخلية أو جهاز دوران خارجي، ويتم إزالة الحرارة الناتجة عن الأختام الميكانيكية بواسطة مبادل حراري خارجي.

يتم ملء تجويف ختم الاحتواء في الخطة 54 بغاز حاجز، عادةً النيتروجين، والذي يتم الحفاظ عليه عند ضغط أعلى من الضغط الجوي ولكن أقل من ضغط سائل الحاجز. يعمل الغاز الحاجز كحاجز ثانوي، مما يوفر طبقة إضافية من الحماية في حالة فشل الختم الأساسي. يتم احتواء أي تسرب من الختم الداخلي أو نظام سائل الحاجز داخل تجويف ختم الاحتواء ويتم تنفيسه إلى مكان آمن.

مميزات الخطة 54

• يستخدم خزان سائل حاجز خارجي ونظام تداول
• يوفر تبريدًا وتزييتًا فائقين لواجهات الختم
• مناسب للتطبيقات ذات الحرارة العالية أو السوائل ذات خصائص التشحيم الرديئة
• يسمح بالمراقبة المستمرة والتحكم في ظروف السوائل الحاجزة
• يوفر أعلى مستوى من موثوقية الختم وطول العمر بين الخطط

عيوب الخطة 54

• يمكن أن يكون نظام السائل الحاجز الخارجي أكثر تعقيدًا وتكلفة في التركيب والصيانة مقارنة بالخطط 52 و53أ و53ب.
• قد يتسبب سائل الحاجز المضغوط في تآكل مفرط لأسطح الختم، مما يقلل من عمر الختم.
• في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو حدوث عطل في النظام، قد ينخفض ضغط سائل الحاجز، مما يعرض سلامة ترتيب الختم المزدوج للخطر.