मेटल बेलो मैकेनिकल सील क्या हैं?

धातु धौंकनी मेकेनिकल सील घूर्णन उपकरणों में सबसे बड़ी समस्या का समाधान: सील का अटकना। अगर आपने कभी ऐसे पंप का इस्तेमाल किया है जो शाफ्ट से चिपकी हुई डायनामिक ओ-रिंग के कारण लीक होता रहता है, तो आप समझ जाएँगे कि इंजीनियर इन सील्स को लेकर इतने उत्साहित क्यों होते हैं। ये उस फिसलने वाले इलास्टोमर को पूरी तरह से खत्म कर देते हैं।

इन मुहरों में लचीली धातु का उपयोग किया जाता है धौंकनी पारंपरिक में पाए जाने वाले स्प्रिंग्स और ओ-रिंग के बजाय पुशर सीलबेलोज़ एक ही घटक में स्प्रिंग तत्व और द्वितीयक सील दोनों का काम करता है। यही मुख्य अंतर है जो उन्हें उन परिस्थितियों में काम करने में सक्षम बनाता है जहाँ पारंपरिक सील विफल हो जाती हैं।

मैंने देखा है कि उच्च तापमान वाली सेवाओं में हर कुछ महीनों में पुशर सील जलने के बाद, सुविधाएँ धातु की बेलोज़ सील पर स्विच कर देती हैं। नतीजा? रन टाइम हफ़्तों में नहीं, बल्कि सालों में मापा जाता है।

इस मार्गदर्शिका में, आप जानेंगे कि ये सीलें कैसे काम करती हैं, इन्हें कब निर्दिष्ट करना है, तथा अपने अनुप्रयोग के लिए सही प्रकार का चयन कैसे करना है।

धातु बेलोज़ मैकेनिकल सील कैसे काम करते हैं?

धातु की बेलोज़ सील दो सटीक-लैप्ड सतहों के बीच एक पतली तरल फिल्म बनाए रखती है, जबकि बेलोज़ शाफ्ट की गति के अनुकूल लचीला होता है। इसकी डिज़ाइन अपनी सादगी में सुंदर है: इसमें कोई फिसलने वाला भाग नहीं है जो चिपक जाए, झंझट करे या लटक जाए।

प्रमुख घटक क्या हैं?

एक धातु बेलो सील में पांच मुख्य घटक होते हैं जो एक साथ काम करते हैं:

धातु धौंकनी सील का हृदय है। यह एक लचीली, नालीदार धातु की नली होती है जो पतले डायाफ्रामों को आपस में वेल्ड करके बनाई जाती है। यह धौंकनी दोहरा काम करती है। यह स्प्रिंग बल प्रदान करती है जो सील के दोनों सिरों को एक साथ रखता है, और यह घूमते और स्थिर भागों के बीच द्वितीयक सील का काम करती है। ज़्यादातर धौंकनी केवल 0.004 इंच मोटी प्लेटों का उपयोग करती हैं।

स्थिर सील चेहरा सील हाउसिंग में स्थिर रहता है। यह आमतौर पर से बना होता है सिलिकॉन कार्बाइड या टंगस्टन कार्बाइड क्योंकि ये सामग्रियां सीलिंग इंटरफेस पर गर्मी और घिसाव को संभाल सकती हैं।

घूमता हुआ सील चेहरा शाफ्ट से जुड़ता है और उसके साथ घूमता है। कार्बन ग्रेफाइट यहाँ सबसे आम सामग्री है। यह कठोर स्थिर सतह के साथ अच्छी तरह से जुड़ जाता है और कुछ स्व-स्नेहन गुण प्रदान करता है।

स्थैतिक ओ-रिंग और गैस्केट उन बिंदुओं को सील करें जो हिलते नहीं हैं। ये उन बिंदुओं के बीच के संबंध हैं सील घटकों और पंप आवास या शाफ्ट।

ड्राइव तंत्र शाफ्ट से टॉर्क को घूमते हुए सील घटकों तक पहुँचाता है। इससे सब कुछ बिना फिसले एक साथ घूमता रहता है।

सीलिंग तंत्र कैसे काम करता है?

सीलिंग की क्रिया दो लैप्ड चेहरों के बीच होती है। यह चरण दर चरण इस प्रकार काम करता है:

चरण 1: सील बनाना

जब आप सील लगाते हैं और सिस्टम पर दबाव डालते हैं, तो द्रव का दबाव धौंकनी के प्रभावी क्षेत्र पर कार्य करता है। यह हाइड्रोलिक बल, धौंकनी के यांत्रिक स्प्रिंग बल के साथ मिलकर, घूमते हुए फलक को स्थिर फलक के विरुद्ध धकेलता है।

चरण 2: द्रव फिल्म बनाना

प्रक्रिया द्रव की एक सूक्ष्म परत, दोनों सतहों के बीच बनती है। यह परत अत्यंत आवश्यक है। यह इंटरफ़ेस को चिकनाई प्रदान करती है और ऊष्मा को दूर ले जाती है। इसके बिना, सतहें सूख जाएँगी और कुछ ही मिनटों में खराब हो जाएँगी।

चरण 3: गति के लिए क्षतिपूर्ति

जैसे-जैसे उपकरण चलता है, शाफ्ट हिलता है। यह तापीय विस्तार, कंपन और थोड़े से असंरेखण का अनुभव करता है। बेलोज़ इस सारी गति को अवशोषित करने के लिए लचीला होता है और साथ ही निरंतर फेस लोडिंग बनाए रखता है। पारंपरिक सील्स को ऐसा करने के लिए एक स्लाइडिंग ओ-रिंग की आवश्यकता होती है। बेलोज़ बिना किसी स्लाइडिंग संपर्क के इसे संभाल लेता है।

चरण 4: स्व-समायोजन संचालन

धौंकनी पूरे संचालन के दौरान लगातार समायोजित होती रहती है। यदि शाफ्ट अक्षीय रूप से गति करता है, तो धौंकनी संकुचित या विस्तारित हो जाती है। यदि कोणीय संरेखण में गड़बड़ी होती है, तो यह क्षतिपूर्ति के लिए मुड़ जाती है। सील के मुख इन गतियों के बावजूद निरंतर दबाव के संपर्क में रहते हैं।

यह निरंतर स्व-समायोजन ही है जिसके कारण धातु बेलोज़ सील शाफ्ट रनआउट, थर्मल साइकलिंग या कंपन वाले अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट होती हैं। यह प्रणाली स्वचालित रूप से अनुकूलित हो जाती है।

धातु बेलोज़ सील के विभिन्न प्रकार क्या हैं?

धातु बेलोज़ सील दो मुख्य निर्माण प्रकारों में आती हैं: एज-वेल्डेड और फ़ॉर्म्ड। इनमें से चुनाव आपकी परिचालन स्थितियों और बजट पर निर्भर करता है।

एज-वेल्डेड बनाम फॉर्म्ड बेलोज़: आपको क्या चुनना चाहिए?

एज-वेल्डेड बेलोज़, लगभग हर मापनीय तरीके से, फ़ॉर्म्ड बेलोज़ से बेहतर प्रदर्शन करते हैं, लेकिन उनकी कीमत ज़्यादा होती है। उनकी तुलना इस प्रकार है:

Feature	एज-वेल्डेड बेलोज़	गठित धौंकनी
विनिर्माण	बारी-बारी से किनारों पर वेल्डेड अलग-अलग डायाफ्राम	हाइड्रोलिक दबाव या रोलिंग द्वारा आकार दी गई ट्यूबिंग
सामग्री विकल्प	स्टेनलेस स्टील, इनकोनेल, हेस्टेलॉय, टाइटेनियम	उच्च-विस्तार धातुओं (पीतल, कांस्य) तक सीमित
लचीलापन	उच्चतम (मिल्स में पतले डायाफ्राम)	निचली (मोटी दीवारें)
तापमान सीमा	1000°F से अधिक तापमान पर क्रायोजेनिक	बहुत संकीर्ण सीमा
वसंत दर	सटीक रूप से नियंत्रणीय	उच्चतर और कम सुसंगत
दबाव क्षमता	बेहतर	मध्यम
लागत	प्रति इकाई उच्चतर	बड़े पैमाने पर उत्पादन होने पर कम
सर्वोत्तम अनुप्रयोग	तेल एवं गैस, एयरोस्पेस, विद्युत उत्पादन	सामान्य औद्योगिक, मध्यम-कर्तव्य

मेरी सिफारिश: अगर आप पेट्रोकेमिकल, बिजली उत्पादन, या किसी भी चुनौतीपूर्ण वातावरण में काम कर रहे हैं, तो एज-वेल्डेड बेलोज़ चुनें। प्रदर्शन में अंतर, लागत में बढ़ोतरी को उचित ठहराता है। मैंने रिफ़ाइनरी सेवाओं में, जहाँ एज-वेल्डेड डिज़ाइन वर्षों से चल रहे हैं, वहाँ फॉर्म्ड बेलोज़ को बार-बार विफल होते देखा है।

निर्मित बेलोज़ जल पम्पिंग, एचवीएसी प्रणालियों और अन्य मध्यम अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी होते हैं, जहां आपको बेलोज़ सील की आवश्यकता होती है, लेकिन चरम स्थितियों का सामना नहीं करना पड़ता है।

आपको सिंगल-प्लाई बनाम डबल-प्लाई बेलोज़ का उपयोग कब करना चाहिए?

सिंगल-प्लाई बेलोज़ ज़्यादातर मानक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं। ये सरल, ज़्यादा लचीले और कम खर्चीले होते हैं।

डबल-प्लाई बेलोज़ में पतली धातु की एक परत के बजाय दो परतें इस्तेमाल होती हैं। इससे आपको ज़्यादा मज़बूती मिलती है, बिना उस कठोरता के जो आपको मोटी सिंगल-प्लाई सामग्री के इस्तेमाल से मिलती। दो-प्लाई बेलोज़ की स्प्रिंग दर, समान मोटाई वाली सिंगल-प्लाई बेलोज़ की तुलना में काफ़ी कम होती है।

जब आपको आवश्यकता हो तो डबल-प्लाई चुनें:

• उच्च दबाव क्षमता (1000 psi तक)
• ताप-संवेदनशील तरल पदार्थों वाली सेवाएँ जो जम सकती हैं
• अधिक स्टार्ट-अप टॉर्क की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग

डबल-प्लाई निर्माण 1000 psi तक का दबाव संभाल सकता है, जबकि मानक सिंगल-प्लाई डिजाइनों के लिए यह लगभग 360 psi होता है।

परिचालन सीमाएँ और विनिर्देश क्या हैं?

धातु की बेलोज़ सील ऐसी परिस्थितियों को संभाल सकती हैं जो पारंपरिक सीलों को नष्ट कर सकती हैं। लेकिन उनकी भी कुछ सीमाएँ हैं जिनका आपको पालन करना होगा।

तापमान, दबाव और गति रेटिंग

प्राचल	मानक रेटिंग	विस्तारित रेटिंग	नोट्स
तापमान	-100 ° F से 800 ° F	ग्रेफाइट पैकिंग के साथ 850°F तक	दीर्घायु के लिए अधिकतम 80% पर संचालित करें
दबाव	360 psi तक वैक्यूम करें	1000 psi तक (डबल-प्लाई)	कुछ डिज़ाइन बिना शाफ्ट स्टेप के 500 psi को संभाल सकते हैं
गति	5000 एफपीएम तक	डिज़ाइन के अनुसार भिन्न होता है	निर्माता के विवरण की जाँच करें

तापमान संबंधी विचार:

धौंकनी आमतौर पर तापमान को सीमित करने वाला कारक नहीं होती। द्वितीयक सीलिंग तत्व आपकी ऊपरी सीमा निर्धारित करते हैं:

• विटन ओ-रिंग्स: 200°C (392°F) से नीचे
• एफएफकेएम (परफ्लुओरोएलास्टोमर): 200-260°C (392-500°F)
• लचीला ग्रेफाइट: 260°C (500°F) से अधिक, 425°C (800°F) तक

उच्चतम तापमान सेवाओं के लिए, आप पूरे सिस्टम में लचीले ग्रेफाइट का उपयोग करेंगे। इससे इलास्टोमर्स पूरी तरह से समाप्त हो जाते हैं।

आप सही बेलोज़ सामग्री का चयन कैसे करते हैं?

सामग्री का चयन धातु बेलोज़ सील के प्रदर्शन को बनाता या बिगाड़ता है। बेलोज़ सामग्री को आपके प्रक्रिया द्रव से होने वाले क्षरण का प्रतिरोध करना चाहिए और साथ ही परिचालन तापमान पर अपने यांत्रिक गुणों को बनाए रखना चाहिए।

आपके अनुप्रयोग के लिए कौन सा मिश्र धातु सर्वोत्तम है?

सामग्री	तापमान क्षमता	संक्षारण प्रतिरोध	लागत	सबसे अच्छा है
एसएस 316/316एल	मध्यम	सामान्य जानकारी	$	मानक अनुप्रयोग, गैर-संक्षारक तरल पदार्थ
AM350	अच्छा	अच्छा	$$	रिफाइनरी सेवाएँ, लागत-सचेत परियोजनाएँ
इनकोनल 718	उत्कृष्ट	उत्कृष्ट	$ $ $	एयरोस्पेस, रसायन, पेट्रोलियम, उच्च तापमान
हेस्टेलॉय सी	उत्कृष्ट	बेहतर	$ $ $ $	गर्म अम्ल, क्षार, क्लोरीनयुक्त विलायक
टाइटेनियम	अच्छा	उत्कृष्ट	$ $ $ $	एयरोस्पेस, समुद्री, वजन-महत्वपूर्ण

चयन दिशानिर्देश:

के लिए स्वच्छ, गैर-संक्षारक तापीय तरल पदार्थसिलिकॉन कार्बाइड फेस वाला SS316 बेहतरीन मूल्य प्रदान करता है। यह अधिकांश जल-आधारित प्रणालियों और हल्के प्रक्रिया द्रवों पर लागू होता है।

के लिए रिफाइनरी अनुप्रयोगोंAM350 उचित कीमत पर अच्छा प्रदर्शन प्रदान करता है। यह अधिकांश हाइड्रोकार्बन सेवाओं को अच्छी तरह से संभालता है।

के लिए उच्च तापमान पर संक्षारक रसायन, आपको इनकोनेल 718 या हेस्टेलॉय सी की ज़रूरत होगी। इनकोनेल 718 में AM350 की तुलना में ज़्यादा मज़बूत संक्षारण प्रतिरोध है और यह समय के साथ और भी मज़बूत होता जाता है, और इस्तेमाल के साथ और भी टिकाऊ हो जाता है। इसीलिए इसे पेट्रोलियम और रासायनिक उद्योगों, दोनों में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाता है।

के लिए आक्रामक वातावरण गर्म अम्लों, क्षारों और क्लोरीनयुक्त विलायकों जैसे तरल पदार्थों के लिए, हेस्टेलॉय सी मानक है। इन तरल पदार्थों को संभालने वाले पंपों को टंगस्टन कार्बाइड सील फ़ेस के साथ हेस्टेलॉय सी बेलोज़ के संक्षारण प्रतिरोध का लाभ मिलता है।

आपको कौन सी सील फेस सामग्री निर्दिष्ट करनी चाहिए?

सील के मुखों को सील में सबसे कठिन परिस्थितियों का सामना करना पड़ता है। उन्हें घर्षण, गर्मी और रासायनिक हमले का सामना करते हुए, एक इंच के दस लाखवें हिस्से के बराबर समतलता बनाए रखनी होती है।

प्रीमियम कार्बन ग्रेफाइट अधिकांश सेवाएँ संभालता है। ऐसे ब्लिस्टर-प्रतिरोधी ग्रेड की तलाश करें जो कार्बन में मौजूद नमी के उच्च तापमान पर भी खराब न हों। API 682 इसे मानक फेस मटेरियल के रूप में निर्दिष्ट करता है।

सिलिकॉन कार्बाइड उत्कृष्ट कठोरता और घिसाव प्रतिरोध प्रदान करता है। अभिक्रिया-बंधित और स्व-सिंटरित ग्रेड अलग-अलग गुण प्रदान करते हैं। स्व-सिंटरित सिलिकॉन कार्बाइड अधिक कठोर और रासायनिक रूप से अधिक प्रतिरोधी होता है, लेकिन अधिक भंगुर होता है।

टंगस्टन कार्बाइड यह सबसे कठोर फेस मटेरियल विकल्प है। इसे अपघर्षक सेवाओं के लिए या जब दोनों फेस कठोर सामग्री की आवश्यकता हो, तब निर्दिष्ट किया जाता है।

सामग्री युग्मन मायने रखता है: मानक संयोजन कार्बन बनाम सिलिकॉन कार्बाइड है। यह संयोजन अच्छा स्नेहन और ऊष्मा अपव्यय प्रदान करता है। अत्यधिक मांग वाली सेवाओं के लिए, आप सिलिकॉन कार्बाइड बनाम सिलिकॉन कार्बाइड का प्रयोग कर सकते हैं, लेकिन इसके लिए बेहतर स्नेहन की आवश्यकता होती है और अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है।

सही धातु बेलोज़ सील का चयन

धातु बेलोज़ मैकेनिकल सील पारंपरिक सीलों की असली समस्याओं का समाधान करती हैं: हैंगअप, फ्रेटिंग, सीमित तापमान सीमा और रासायनिक असंगति। वे गतिशील ओ-रिंग को पूरी तरह से हटाकर, एक लचीली धातु बेलोज़ का उपयोग करके ऐसा करते हैं जो स्प्रिंग और द्वितीयक सील दोनों का काम करती है।

जब आपका सामना हो तो धातु बेलो सील निर्दिष्ट करें:

• 150°C (300°F) से अधिक तापमान
• तरल पदार्थ जो कोक करते हैं, क्रिस्टलीकृत होते हैं, या जमाव छोड़ते हैं
• रासायनिक वातावरण जो इलास्टोमर्स पर हमला करते हैं
• ऐसे अनुप्रयोग जहां रखरखाव तक पहुंच कठिन या महंगी है
• महत्वपूर्ण सेवाएँ जहाँ विश्वसनीयता उच्च प्रारंभिक लागत को उचित ठहराती है

प्रमुख चयन निर्णय:

• मांगलिक सेवाओं के लिए किनारे पर वेल्डेड धौंकनी, मध्यम कार्य के लिए निर्मित धौंकनी
• मानक अनुप्रयोगों के लिए एकल-परत, उच्च दबाव के लिए दोहरी-परत
• प्रक्रिया रसायन के आधार पर मिश्र धातु का चयन (हल्के के लिए SS316, आक्रामक के लिए इनकोनेल 718 या हेस्टेलॉय सी)
• पेट्रोलियम, गैस और रासायनिक उद्योग अनुप्रयोगों के लिए API 682 अनुपालन

जब आपको ऐसी सील की आवश्यकता होती है जो चरम स्थितियों में भी विश्वसनीय ढंग से कार्य करे, तो मेटल बेलोज़ प्रौद्योगिकी आपकी सहायता करती है।