यांत्रिक मुहर पंप की विफलता पंप डाउनटाइम का सबसे आम कारण है। सील विफलता कई संस्थानों में तो यह दर 85% से भी ज़्यादा है। यह एक बहुत ही भयावह संख्या है।
लेकिन बात यह है: इनमें से ज़्यादातर विफलताओं को रोका जा सकता है। और जब आप खतरनाक रसायन, ज़हरीले तरल पदार्थ, या संक्षारक माध्यम पंप कर रहे हों, तो सिर्फ़ एक सील से काम नहीं चलेगा।
एक डबल मैकेनिकल सील आपको एक बैकअप प्रदान करती है। यह दो स्वतंत्र सीलों का उपयोग करती है जो एक श्रृंखला में व्यवस्थित होती हैं। अवरोध या बफर द्रव उनके बीच। अगर अंदरूनी सील टूट भी जाए, तो बाहरी सील काम करती रहती है। वातावरण में कोई रिसाव नहीं। कोई पर्यावरणीय दुर्घटना नहीं। कोई अनियोजित शटडाउन नहीं।
डबल मैकेनिकल सील कैसे काम करता है?
एक डबल मैकेनिकल सील में एक के बजाय दो पूर्ण सीलिंग सिस्टम होते हैं। आंतरिक सील (जिसे इनबोर्ड या प्राइमरी सील कहा जाता है) आपके प्रोसेस फ्लूइड को पंप के अंदर रखती है। बाहरी सील (जिसे आउटबोर्ड या सेकेंडरी सील कहा जाता है) बैरियर फ्लूइड को वायुमंडल में जाने से रोकती है।
प्रमुख घटक क्या हैं?
प्रत्येक डबल सील में पांच आवश्यक तत्व होते हैं:
- इनबोर्ड सील - पंप आवास के भीतर प्रक्रिया द्रव होता है
- आउटबोर्ड सील - बफर या अवरोधक द्रव को बाहर रिसने से रोकता है
- चार मुहर चेहरे - शाफ्ट से जुड़े दो घूर्णन चेहरे, आवास से जुड़े दो स्थिर चेहरे
- अवरोध या बफर द्रव कक्ष - दो सीलों के बीच का स्थान स्वच्छ स्नेहक द्रव से भरा हुआ
- स्प्रिंग तंत्र और इलास्टोमर्स - फेस लोडिंग और सेकेंडरी सीलिंग प्रदान करें
परिचालन सिद्धांत क्या है?
यह जादू दो चरणों में होता है। आंतरिक सील आपके प्रक्रिया द्रव और द्रव कक्ष के बीच एक अवरोध उत्पन्न करती है। बाहरी सील उस कक्ष के द्रव को वायुमंडल में जाने से रोकती है।
दोनों सील अपने किनारों के बीच एक पतली तरल फिल्म पर निर्भर करती हैं। यह फिल्म आमतौर पर केवल 0.25-1 माइक्रोन मोटी होती है। यह हाइड्रोडायनामिक स्नेहन प्रदान करती है जो किनारों को सीधे स्पर्श होने से रोकती है। इस फिल्म के बिना, सील के किनारे ज़रूरत से ज़्यादा गर्म हो जाते हैं और 30 सेकंड से भी कम समय में खराब हो जाते हैं।
प्रक्रिया द्रव और अवरोधक द्रव के बीच दाब का अंतर यह निर्धारित करता है कि रिसाव किस दिशा में प्रवाहित होगा। यहीं पर अवरोधक बनाम बफर का अंतर महत्वपूर्ण हो जाता है।
बैरियर द्रव और बफर द्रव के बीच क्या अंतर है?
अंतर एक शब्द में है: दबाव।
दबाव अवरोध प्रणाली कैसे काम करती है?
बैरियर द्रव आपके प्रोसेस द्रव से ज़्यादा दबाव पर चलता है। आप इसे 1-2 बार (15-30 PSI) ऊपर बनाए रखते हैं। सील कक्ष दबाव.
इस दबाव अंतर का मतलब है कि कोई भी रिसाव पंप के अंदर जाता है, वायुमंडल में नहीं। आपका प्रोसेस फ्लुइड कभी भी बाहरी सील तक नहीं पहुँचता। यह कभी भी पर्यावरण में नहीं पहुँचता।
एपीआई 682 इस व्यवस्था को 3 कहता है। पुराना शब्द "डबल सील" था (जो अब मानक में तकनीकी रूप से अप्रचलित है)।
आप इन प्रणालियों को कैंसरकारी पदार्थों, विस्फोटक वाष्पों और घातक रसायनों से निपटने वाले पंपों पर देखेंगे। ठीक से काम करने पर ये शून्य उत्सर्जन करते हैं। दोहरी अ-दबावयुक्त सील 50 पीपीएम से कम उत्सर्जन प्राप्त कर सकती हैं, लेकिन दबावयुक्त अवरोध इससे भी बेहतर प्रदर्शन करते हैं।
सामान्य समर्थन प्रणालियों में एपीआई प्लान 53ए (नाइट्रोजन-दबावयुक्त जलाशय), प्लान 53बी (मूत्राशय संचायक) और प्लान 54 (बाह्य दबावयुक्त लूप) शामिल हैं।
बिना दबाव वाला बफर सिस्टम कैसे काम करता है?
बफर द्रव आपके प्रोसेस द्रव से कम दबाव पर चलता है। यह एक रोकथाम प्रणाली के रूप में कार्य करता है।
यदि आंतरिक सील लीक होती है, तो प्रक्रिया द्रव बफर कक्ष में प्रवेश कर जाता है। बाहरी सील इस दूषित बफर को वायुमंडल में पहुँचने से रोकती है। किसी भी पर्यावरणीय रिसाव से पहले आपको एक चेतावनी (भंडार में स्तर परिवर्तन) मिलती है।
एपीआई 682 इस व्यवस्था को 2 कहता है। पुराना शब्द "टेंडेम सील" था।
बफर सिस्टम की लागत कम होती है और इसके लिए सरल सहायक उपकरण की आवश्यकता होती है। एपीआई योजना 52 बफर द्रव का उपयोग करके प्रसारित करता है पंपिंग रिंग संचालन के दौरान और स्थिर रहने पर थर्मोसाइफन प्रभाव। यह किफायती है और इसके रखरखाव की आवश्यकता न्यूनतम है।
समझौता? बफर सिस्टम शून्य उत्सर्जन की गारंटी नहीं देते। ये वास्तव में खतरनाक तरल पदार्थों के लिए उपयुक्त नहीं हैं जहाँ किसी भी प्रकार का वायुमंडलीय उत्सर्जन अस्वीकार्य है।
कौन से तरल पदार्थ अवरोध या बफर के रूप में उपयोग किये जाते हैं?
आपका चुनाव प्रक्रिया की अनुकूलता और परिचालन स्थितियों पर निर्भर करता है:
- ग्लाइकोल समाधान - 50% एथिलीन ग्लाइकॉल और 50% पानी का मिश्रण ज़्यादातर कामों के लिए कारगर होता है। यह सबसे आम विकल्प है। केवल अनइंहिबिटेड ग्लाइकॉल का ही इस्तेमाल करें। जंग अवरोधकों वाला एंटीफ़्रीज़ सील के किनारों को नुकसान पहुँचा सकता है।
- स्वच्छ जल - सबसे सरल विकल्प जब आपकी प्रक्रिया जल संदूषण को सहन कर लेती है
- खनिज या सिंथेटिक तेल - हाइड्रोकार्बन सेवा के लिए आवश्यक जहां पानी अनुकूल नहीं है
- नाइट्रोजन या वायु - कम्प्रेसर पर शुष्क गैस सील अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है
नियम सरल है: आपका अवरोधक द्रव आपके प्रक्रिया मीडिया और आपके दोनों के साथ संगत होना चाहिए सील सामग्रीइसमें गलती करने से इलास्टोमर्स पर रासायनिक हमला हो सकता है या चेहरा खराब हो सकता है।
तीन डबल सील कॉन्फ़िगरेशन क्या हैं?
डबल सील तीन प्रकार की होती हैं। प्रत्येक के अपने अलग-अलग फायदे हैं।
| विन्यास | विवरण | सर्वोत्तम अनुप्रयोग | फायदे | सीमाओं |
|---|---|---|---|---|
| एक के पीछे एक | सील के चेहरे एक दूसरे से दूर उन्मुख | सामान्य खतरनाक द्रव अनुप्रयोग | कॉम्पैक्ट डिज़ाइन, अवरोध दबाव को अच्छी तरह से संभालता है | कम दबाव के लिए रेटेड आउटबोर्ड सील |
| अग्रानुक्रम (आमने-सामने) | मुहरें श्रृंखला में व्यवस्थित, दोनों एक ही दिशा में मुख करके | महत्वपूर्ण उपकरण, विषाक्त तरल पदार्थ | प्राथमिक विफलता होने पर पूर्ण-दबाव बैकअप | लंबी अक्षीय लंबाई |
| आमने सामने | दोनों मुहरें एक दूसरे की ओर उन्मुख हैं | स्थान-सीमित उपकरण | आसान स्थापना और रखरखाव | बाहरी सील पूर्ण-दबाव बैकअप प्रदान नहीं कर सकती |
बैक-टू-बैक कॉन्फ़िगरेशन इस क्षेत्र में सबसे आम है। मैं इसे ज़्यादातर अनुप्रयोगों के लिए पसंद करता हूँ क्योंकि यह दबावयुक्त अवरोध प्रणालियों को अच्छी तरह से संभालता है और इसके लिए अत्यधिक अक्षीय स्थान की आवश्यकता नहीं होती है।
टैंडम कॉन्फ़िगरेशन उन महत्वपूर्ण उपकरणों पर कारगर होते हैं जहाँ आपको पूर्ण बैकअप क्षमता की आवश्यकता होती है। यदि आपकी प्राथमिक सील विफल हो जाती है, तो द्वितीयक सील पूरे सिस्टम दबाव पर काम संभाल लेती है। तेल रिफाइनरियों को यह पसंद है अग्रानुक्रम मुहरों इस कारण से।
फेस-टू-फेस तब काम करता है जब आप सीमित स्टफिंग बॉक्स गहराई वाले मौजूदा उपकरणों को रेट्रोफिट कर रहे हों। लेकिन इसकी सीमा जान लीजिए: अगर आंतरिक सील पूरी तरह से खराब हो जाए, तो बाहरी सील पूरा दबाव नहीं झेल पाएगी।
आपको डबल मैकेनिकल सील का उपयोग कब करना चाहिए?
किन अनुप्रयोगों में दोहरी सील की आवश्यकता होती है?
जब एकल-सील की विफलता के कारण गंभीर परिणाम हो सकते हैं, तो आपको दोहरी सील की आवश्यकता होती है:
- खतरनाक द्रव नियंत्रण - विषाक्त, कैंसरकारी, या विस्फोटक तरल पदार्थ जो कभी भी वायुमंडल में नहीं पहुंचने चाहिए
- संक्षारक सेवा - आक्रामक रसायन जो एकल सील चेहरों को जल्दी से नष्ट कर देंगे
- उच्च दबाव वाले अनुप्रयोग - जहां एकल सील दबाव अंतर को संभाल नहीं सकती
- अपघर्षक तरल पदार्थ - जहां आपको दूषित प्रक्रिया द्रव के बजाय सील के मुखों को चिकनाई देने के लिए स्वच्छ अवरोधक द्रव की आवश्यकता होती है
- शून्य-उत्सर्जन आवश्यकताएँ - ईपीए और स्थानीय नियमों के अनुसार अब कई क्षेत्रों में उत्सर्जन 500 पीपीएम से कम होना आवश्यक है
- महत्वपूर्ण उपकरण बैकअप - जहां अनियोजित डाउनटाइम लागत दोहरी सील प्रणालियों की कीमत से अधिक हो जाती है
2,500 पंपों वाली एक सामान्य हाइड्रोकार्बन सुविधा में यांत्रिक सीलों के लिए लगभग 4 वर्ष का MTBF (विफलताओं के बीच औसत समय) अपेक्षित होता है। दोहरी सीलें इसे काफी बढ़ा सकती हैं क्योंकि ये सीलें दूषित प्रक्रिया के बजाय स्वच्छ अवरोधक द्रव पर चलती हैं।
डबल सील की तुलना सिंगल सील से कैसे की जाती है?
एकल और दोहरी मुहरों के बीच निर्णय लेने में समझौता करना पड़ता है।
| फ़ैक्टर | सिंगल सील | डबल सील |
|---|---|---|
| आरंभिक लागत | लोअर | 5-10 गुना अधिक |
| जीवनचक्र लागत | उच्चतर (अक्सर विफलताएँ) | निम्न (3-5 वर्ष का जीवन) |
| जटिलता | सरल डिजाइन | सहायता प्रणाली की आवश्यकता है |
| रिसाव संरक्षण | बुनियादी | अनावश्यक बैकअप |
| रखरखाव | आसान पहुंच | अवरोध द्रव निगरानी की आवश्यकता है |
| दबाव क्षमता | कम से मध्यम | हाई |
| जगह की जरुरत | सघन | बड़ा पदचिह्न |
| सबसे अच्छा है | गैर-खतरनाक तरल पदार्थ | खतरनाक, विषाक्त, संक्षारक तरल पदार्थ |
मैंने देखा है कि कैसे कई संयंत्रों ने डबल सील तकनीक अपनाई है और रखरखाव लागत में 30% की कमी के साथ-साथ पंप के चालू रहने के समय में 25% की वृद्धि हासिल की है। महत्वपूर्ण उपकरणों पर शुरुआती निवेश लगभग 9 महीनों में वापस मिल जाता है।
सही विकल्प बनाना
डबल मैकेनिकल सील ऐसी अतिरिक्तता प्रदान करती है जो आपको सिंगल सील से नहीं मिल सकती। यह खतरनाक तरल पदार्थों को अंदर ही रहने देती है। यह फैलती है सील जीवन स्वच्छ स्नेहन प्रदान करके। यह उन पर्यावरणीय नियमों को पूरा करता है जिन्हें एकल सील पूरा नहीं कर सकती।
एक बार जब आप बुनियादी बातें समझ लेते हैं, तो तकनीक जटिल नहीं है। दो सील, एक द्रव कक्ष और उचित दबाव प्रबंधन।
शून्य-उत्सर्जन अनुप्रयोगों के लिए दबावयुक्त अवरोध प्रणालियाँ चुनें। जब आपको कम लागत पर बैकअप सुरक्षा की आवश्यकता हो, तो बफर प्रणालियों का उपयोग करें। अपनी जगह की सीमाओं और बैकअप आवश्यकताओं के अनुसार अपने कॉन्फ़िगरेशन का मिलान करें।
अपने विशिष्ट अनुप्रयोगों पर सील निर्माताओं के साथ काम करें। उन्होंने हज़ारों इंस्टॉलेशन देखे हैं और जानते हैं कि आपकी सेवा स्थितियों के लिए कौन से कॉन्फ़िगरेशन सबसे उपयुक्त हैं। यह विशेषज्ञता किसी भी मार्गदर्शक से कहीं ज़्यादा मूल्यवान है।
