स्वीकार्य मैकेनिकल सील रिसाव क्या है?

मैकेनिकल सील्स के बारे में सच्चाई यह है: ये सभी लीक होती हैं। लेकिन यह कोई समस्या नहीं है—यह डिज़ाइन के अनुसार है।

अगर आप औद्योगिक पंपों और घूर्णन उपकरणों का प्रबंधन करने वाले रखरखाव तकनीशियन या इंजीनियर हैं, तो आपने शायद अपने उपकरणों की सील से तरल पदार्थ रिसते हुए देखा होगा और सोचा होगा कि कहीं कुछ गड़बड़ तो नहीं है। इसका जवाब लगभग हमेशा 'नहीं' होता है। ठीक से काम कर रहे उपकरण यांत्रिक मुहर जीवित रहने के लिए एक छोटी, नियंत्रित मात्रा में रिसाव की आवश्यकता होती है।

सभी यांत्रिक सील क्यों लीक होती हैं (और यह सामान्य क्यों है)

यांत्रिक सीलों को ठीक से काम करने के लिए लीक होना ज़रूरी है। ये नियंत्रित लीकेज उपकरण हैं, शून्य-लीकेज उपकरण नहीं।

इसका कारण यह है: सील के दोनों किनारों—घूमता हुआ वलय और स्थिर वलय—के बीच एक पतली तरल परत बनी रहती है। इस परत के बिना, दोनों किनारों का सीधा संपर्क होगा, जिससे भारी घर्षण और गर्मी पैदा होगी। सील कुछ ही मिनटों में टूट जाएगी।

यह पतली फिल्म तीन महत्वपूर्ण कार्य करती है। पहला, यह सील के किनारों को चिकनाई प्रदान करती है, जिससे सतहों के बीच घर्षण कम होता है। दूसरा, यह संपर्क बिंदु से ऊष्मा को दूर ले जाकर सील को ठंडा करती है। तीसरा, यह सील को ठंडा रखती है। सील के बीच दबाव जिससे उन्हें हाइड्रोलिक सील बनाने की अनुमति मिलती है।

यह फिल्म तभी बनी रह सकती है जब सील के किनारों पर थोड़ी मात्रा में तरल प्रवाहित हो। जब सील सही ढंग से काम करती है, तो यह रिसाव प्राथमिक सीलिंग इंटरफ़ेस से हटकर कम दबाव वाले क्षेत्रों की ओर चला जाता है, जहाँ यह अंततः टपकता है या वाष्पित हो जाता है।

इसे इस तरह से सोचें: जो सील बिल्कुल भी लीक नहीं करती, वह ऐसी सील है जो विनाशकारी रूप से विफल होने वाली है।

स्वीकार्य रिसाव दर मानक

अब बात करते हैं आंकड़ों की। कितना रिसाव वास्तव में स्वीकार्य है?

इसका उत्तर आपके उपकरण और उद्योग पर निर्भर करता है, लेकिन यहां कुछ आधारभूत मानक दिए गए हैं जिन पर इंजीनियर भरोसा करते हैं:

सामान्य औद्योगिक उपकरण बेंचमार्क:
अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, एक ठीक से काम कर रही मैकेनिकल सील की रिसाव दर प्रति सील 10 बूँद प्रति घंटा या उससे कम होगी। मापने योग्य शब्दों में, यह सील के प्रकार और अनुप्रयोग के आधार पर लगभग 0.1 से 5 मिलीलीटर प्रति घंटा (एमएल/घंटा) होती है।

प्रति मिनट एक बूंद लगभग 2.5 से 3 मिलीलीटर प्रति घंटे के बराबर होती है। एक मिलीलीटर में लगभग 20 बूंदें होती हैं, इसलिए अगर आपको हर कुछ मिनट में लगभग एक बूंद दिखाई देती है, तो आप शायद स्वीकार्य सीमा के भीतर हैं।

एपीआई 682 मानक:
अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट (एपीआई) मानक 682 तेल, गैस और रासायनिक उद्योगों में सबसे व्यापक रूप से प्रयुक्त मानक है। एपीआई 682 अधिकतम 5.6 ग्राम प्रति घंटा (जी/घंटा) की औसत तरल रिसाव दर की अनुमति देता है।

परीक्षण के उद्देश्य से, API 682 इंटीग्रिटी टेस्ट 28 लीटर (1 घन फुट) के जलाशय पर 1.7 बार गेज (25 psig) तक दबाव डालकर और 5 मिनट में दबाव में गिरावट को मापकर रिसाव को मापता है। यदि दबाव में गिरावट 0.14 बार (2 psi) से अधिक न हो, तो सील पास हो जाती है।

आईएसओ 21049 मानक:
आईएसओ 21049 वैश्विक स्तर पर सेंट्रीफ्यूगल और रोटरी पंपों के लिए मैकेनिकल सील्स को संबोधित करता है। एपीआई 682 की तरह, यह भी मानता है कि स्वीकार्य रिसाव अनुप्रयोग के अनुसार भिन्न होता है। यह मानक इस बात पर ज़ोर देता है कि एकल सील्स में स्वाभाविक रूप से उच्च रिसाव दर होती है। रिसाव दरें दोहरी सील की तुलना में, क्योंकि वे तरल पदार्थ को रोकने के लिए एकल अवरोध पर निर्भर करते हैं।

सील प्रकार	विशिष्ट रिसाव दर
सिंगल सील	10-50 मिली/घंटा
टेंडेम सील	1,000-2,000 मिली/दिन (41.7-83.3 मिली/घंटा)
दोहरी/दबावयुक्त सील	<1-10 मिली/घंटा

सील के प्रकार के अनुसार रिसाव दरें

स्वीकार्य रिसाव दर काफी हद तक इस बात पर निर्भर करती है कि आप किस प्रकार की सील लगा रहे हैं।

एकल यांत्रिक मुहरें:
एक सिंगल सील में सील फ़ेस का एक सेट होता है—शाफ्ट से जुड़ी एक घूर्णन रिंग और उपकरण हाउसिंग से जुड़ी एक स्थिर रिंग। सिंगल सील में आमतौर पर सबसे ज़्यादा स्वीकार्य रिसाव दर होती है। यांत्रिक मुहर प्रकारये सील आम तौर पर औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए 10-50 मिली/घंटा की रिसाव दर पर काम करती हैं।

एकल सील लागत प्रभावी हैं और कई अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से काम करती हैं, लेकिन वे पर्यावरण प्रदूषण और उत्पाद हानि के खिलाफ कम सुरक्षा प्रदान करती हैं।

टेंडेम मैकेनिकल सील्स:
टेंडेम सील शाफ्ट के साथ क्रम से दो यांत्रिक सील लगाएँ। उत्पाद के सबसे करीब वाली सील (प्राथमिक सील) सीलबंद द्रव को संभालती है, जबकि वायुमंडलीय तरफ वाली द्वितीयक सील स्वच्छ बफर द्रव पर चलती है।

टेंडम सील उच्च सिस्टम दबाव की अनुमति देते हैं और अक्सर उन महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जहाँ कुछ रिसाव को सहन किया जा सकता है लेकिन पूर्ण सीलिंग की आवश्यकता नहीं होती है। टेंडम व्यवस्था का उपयोग करने वाली API 682 श्रेणी II सील प्रतिदिन 1,000 मिली (लगभग 41.7 मिली/घंटा) तक रिसाव दर की अनुमति देती हैं।

दोहरी/डबल मैकेनिकल सील:
दोहरी सील में दो सील सतहें होती हैं जिनके बीच एक दबावयुक्त अवरोधक द्रव प्रवाहित होता रहता है। अवरोधक द्रव का दबाव हमेशा उत्पाद के दबाव से अधिक रहता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि दोनों सील पूरी तरह से दबावयुक्त और चिकनाईयुक्त रहें।

दोहरी सीलें वास्तविक उत्पाद के रिसाव को लगभग समाप्त कर देती हैं और खतरनाक, विषाक्त या मूल्यवान तरल पदार्थों के अनुप्रयोगों में मानक हैं। उचित रखरखाव पर, दोहरी सीलें 1 मिली/घंटा से कम रिसाव दर प्राप्त कर सकती हैं, जबकि कुछ उच्च-प्रदर्शन संस्करण लगभग शून्य उत्सर्जन प्राप्त करते हैं। API 682 श्रेणी III सीलें 2,000 मिली प्रति दिन (लगभग 83.3 मिली/घंटा) तक रिसाव दर की अनुमति देती हैं।

अनुप्रयोग-विशिष्ट रिसाव मानक

विभिन्न उद्योगों में उत्पाद मूल्य, सुरक्षा चिंताओं और पर्यावरणीय नियमों के आधार पर रिसाव संबंधी अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं।

खाद्य और पेय उद्योग:
खाद्य एवं पेय पदार्थ क्षेत्र में रिसाव नियंत्रण बेहद सख्त होना ज़रूरी है। उत्पाद और बाहरी स्नेहक के बीच किसी भी तरह का संक्रमण खाद्य सुरक्षा उल्लंघन का कारण बनता है।

खाद्य-ग्रेड मैकेनिकल सील को FDA नियमों और 3-A स्वच्छता मानकों का पालन करना होगा। खाद्य और पेय पदार्थों के अनुप्रयोगों में स्वीकार्य रिसाव दर आमतौर पर 1 मिली/घंटा से कम होती है। कुछ अनुप्रयोगों में खाद्य-अनुमोदित अवरोधक द्रवों के साथ दोहरी सील का उपयोग करके वास्तविक शून्य-रिसाव डिज़ाइन की आवश्यकता होती है।

खाद्य अनुप्रयोगों में सील के लिए FDA-अनुमोदित सामग्रियों का उपयोग किया जाना चाहिए, जिनमें स्टेनलेस स्टील, सिलिकॉन, EPDM, PTFE और कार्बन शामिल हैं। सील का डिज़ाइन चिकनी, गैर-छिद्रपूर्ण सतहों पर ज़ोर देता है जो बैक्टीरिया के जमाव को रोकते हैं और उत्पाद अवशेषों को जमा होने से बचाने के लिए स्वतः निकास की अनुमति देते हैं।

फार्मास्युटिकल और रासायनिक प्रसंस्करण:
दवा उद्योग भी खाद्य एवं पेय पदार्थों की तरह ही सख्त आवश्यकताओं के अधीन काम करता है, और FDA का अनुपालन अनिवार्य है। रासायनिक प्रसंस्करण के लिए इन दोनों के बीच अनुकूलता आवश्यक है। सील सामग्री और जिन विशिष्ट रसायनों को संभाला जा रहा है।

दवाइयों के अनुप्रयोगों में, यांत्रिक सीलों को जीवाणुरहित उत्पादों के किसी भी बाहरी संदूषण को रोकना चाहिए। कई दवाइयाँ शून्य-उत्सर्जन आवश्यकताओं के अनुपालन के लिए दबावयुक्त दोहरी सीलों का उपयोग करती हैं।

तेल व गैस उद्योग:
तेल और गैस क्षेत्र मानक संदर्भ के रूप में API 682 का उपयोग करता है। परिचालन दबाव और जोखिम वर्गीकरण के आधार पर सील की विभिन्न श्रेणियाँ लागू होती हैं:

• 300 psi तक के गेज दबाव के लिए श्रेणी 1 सील
• 600 psi तक के दबाव के लिए श्रेणी 2 सील
• 600 psi तक के विशेष अनुप्रयोगों के लिए श्रेणी 3 सील

अपतटीय और गहरे कुओं के अनुप्रयोगों में पर्यावरणीय संवेदनशीलता और रिसाव की लागत के कारण अक्सर उच्च विश्वसनीयता और कम रिसाव दर की आवश्यकता होती है।

पर्यावरण और शून्य-उत्सर्जन अनुपालन:
दुनिया भर में पर्यावरणीय नियम और भी सख्त हो गए हैं। EPA 1.5 psia से ज़्यादा वाष्प दाब वाले पंपों से निकलने वाले वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOC) उत्सर्जन को नियंत्रित करता है, जिससे अमेरिकी ऑपरेटरों के लिए सख्त आधारभूत आवश्यकताएँ स्थापित होती हैं।

जर्मनी के टीए-लुफ्ट पर्यावरण मानक का विस्तार 50,000 से ज़्यादा औद्योगिक प्रतिष्ठानों तक हो गया है। जैसे-जैसे स्थानीय उत्सर्जन नियमों को 50 पार्ट्स प्रति मिलियन (पीपीएम) तक कम किया गया, सील उद्योग ने दोहरे और उन्नत उत्सर्जन मानकों का विकास किया। गैस-स्नेहक सील लगभग शून्य उत्सर्जन मानकों को पूरा करना।

कई सुविधाएँ अब अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए दाबयुक्त अवरोधक द्रवों या उन्नत शुष्क गैस-स्नेहकित सीलों वाली दोहरी यांत्रिक सीलों का उपयोग करती हैं। ये प्रौद्योगिकियाँ ऑपरेटरों को निरंतर उत्सर्जन निगरानी के बिना काम करने में सक्षम बनाती हैं, जो एक बड़ा लागत लाभ है।

निष्कर्ष

आपको यह याद रखना होगा: सभी मैकेनिकल सील लीक होती हैं, और यह सामान्य है। आपका काम यह सुनिश्चित करना है कि लीकेज आपके उपकरण और उद्योग के लिए स्वीकार्य सीमा के भीतर रहे।

अधिकांश औद्योगिक उपकरणों के लिए, प्रति घंटे 10 बूँदें आपकी आधारभूत स्वीकार्य सीमा है। API 682 और ISO 21049 पेट्रोलियम, रसायन और खाद्य उद्योगों के लिए विशिष्ट मानक प्रदान करते हैं। दोहरी सील उन महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए रिसाव को नाटकीय रूप से कम करती है जहाँ शून्य उत्सर्जन या पूर्ण उत्पाद नियंत्रण महत्वपूर्ण है।