Tenuta a gas secco vs tenuta a gas umido: qual è la differenza?

Le tenute per gas secco e le tenute per gas umido sono due componenti critici nei compressori industriali.

Sebbene entrambi servano a prevenire perdite di gas, funzionano in modo diverso.

In questo post del blog esploreremo le principali distinzioni tra questi due tipi di tenute, aiutandoti a prendere una decisione informata per la tua applicazione specifica e a ottimizzare le prestazioni del tuo compressore.

Che cos'è una tenuta a gas umido

Una guarnizione a gas umido, nota anche come guarnizione a olio o guarnizione a liquido, è un tipo di guarnizione meccanica utilizzata nei compressori centrifughi per impedire la perdita di gas di processo lungo l'albero rotante. Utilizza un liquido pressurizzato, solitamente olio, per creare una barriera tra il gas di processo e l'atmosfera.

Come funziona una tenuta a gas umido

In una tenuta a gas umida, l'olio ad alta pressione circola tra una serie di anelli attorno all'albero del compressore. Il gruppo della tenuta è tipicamente costituito da un anello rotante fissato all'albero e due anelli fissi su ciascun lato nell'alloggiamento della tenuta. L'olio scorre tra questi anelli, lubrificandoli e fungendo da barriera per evitare perdite di gas.

L'anello centrale ruota con l'albero, mentre gli anelli esterni rimangono fermi, premuti contro il sottile film d'olio. Gli O-ring vengono utilizzati per prevenire perdite attorno agli anelli fissi. Una piccola quantità di gas si dissolve nella barriera dell'olio, ma la maggior parte delle perdite di olio dalle guarnizioni e del gas assorbito vengono raccolti e fatti passare attraverso un processo di degasaggio prima del ricircolo.

Vantaggi delle tenute a gas umido

• Le tenute per gas umidi forniscono eccellenti prestazioni di tenuta in ambienti ad alta pressione e alta temperatura, rendendole adatte per applicazioni impegnative nel settore petrolifero e del gas.
• Offrono una protezione superiore contro i contaminanti, poiché il fluido sigillante aiuta a eliminare i detriti e a prevenire l'accumulo sulle superfici di tenuta.
• Le tenute a gas umido hanno una durata maggiore rispetto alle tenute a gas secco, poiché il fluido sigillante fornisce lubrificazione e raffreddamento, riducendo l'usura sulle facce di tenuta.
• Il fluido sigillante utilizzato nelle tenute a gas umido può essere facilmente monitorato e sostituito, consentendo una manutenzione predittiva e riducendo i tempi di fermo non pianificati.

Svantaggi delle tenute a gas umido

• Le tenute per gas umidi richiedono un sistema di supporto complesso, comprendente pompe, filtri e scambiatori di calore, che aumentano i costi di installazione e manutenzione iniziali.
• Il fluido sigillante utilizzato nelle tenute per gas a umido può contaminare il gas di processo, rendendole inadatte per applicazioni in cui la purezza del gas è fondamentale.
• Le tenute a gas umido sono più soggette a perdite rispetto alle tenute a gas secco, poiché il fluido sigillante può fuoriuscire attraverso guarnizioni usurate o danneggiate.
• La presenza di fluido sigillante nelle tenute a gas umido aumenta il rischio di contaminazione del processo e di impatto ambientale in caso di guasto della tenuta.

Quando utilizzare le tenute a gas umido

La contaminazione del gas di processo non è un problema critico e la presenza di fluido sigillante nel flusso di processo è accettabile.

Sono presenti condizioni di alta pressione e alta temperatura, come nei compressori e nelle pompe dell'industria petrolifera e del gas.

Contaminanti e detriti rappresentano un problema, poiché il fluido sigillante aiuta a eliminare le particelle e a prevenire l'accumulo sulle superfici di tenuta.

È auspicabile una maggiore durata della tenuta, poiché la lubrificazione e il raffreddamento forniti dal fluido di tenuta riducono l'usura sulle facce di tenuta.

Cos'è la tenuta al gas secco

Una tenuta a gas secco è un tipo di tenuta meccanica senza contatto utilizzata nei compressori e nelle pompe centrifughe per prevenire perdite di gas di processo lungo l'albero rotante. A differenza delle tradizionali tenute a umido (lubrificate a olio), le tenute a gas secco si basano su una sottile pellicola di gas per mantenere uno spazio tra le facce di tenuta stazionarie e rotanti, eliminando il contatto fisico e l'usura.

Come funzionano le tenute per gas secco

Le tenute per gas secco sono costituite da un anello primario stazionario e un anello di accoppiamento rotante. L'anello rotante è dotato di scanalature a spirale poco profonde che, durante il funzionamento, generano una forza di sollevamento fluidodinamica.

Questa forza separa l'anello stazionario dall'anello rotante, creando uno spazio minimo (tipicamente 3-5 micron) tra le facce della tenuta. Lo spazio viene mantenuto da una piccola quantità di gas di tenuta filtrato (solitamente azoto) che scorre tra le facce, impedendo al gas di processo di fuoriuscire nell'atmosfera.

Vantaggi delle tenute per gas secco

• Le tenute per gas secco offrono prestazioni di tenuta superiori in applicazioni in cui la purezza del gas è fondamentale, poiché non introducono alcun fluido sigillante nel flusso di processo.
• Hanno un design più semplice rispetto alle tenute per gas a umido, richiedono meno componenti di supporto e riducono i costi di installazione e manutenzione iniziali.
• Le tenute a gas secco presentano un rischio inferiore di contaminazione del processo e di impatto ambientale, poiché non vi è alcun fluido sigillante che possa fuoriuscire in caso di guasto della tenuta.
• Forniscono eccellenti prestazioni di tenuta in applicazioni ad alta velocità, poiché l'assenza di fluido sigillante riduce la resistenza e l'attrito sulle facce di tenuta.

Svantaggi delle tenute per gas secco

• Le tenute a gas secco sono più suscettibili ai danni causati da contaminanti e detriti, poiché non è presente alcun fluido sigillante per eliminare le particelle e prevenire l'accumulo sulle superfici di tenuta.
• Hanno una durata inferiore rispetto alle tenute a gas umido, poiché la mancanza di lubrificazione e raffreddamento porta ad una maggiore usura delle superfici di tenuta.
• Le tenute a gas secco possono richiedere una manutenzione e una sostituzione più frequenti, poiché sono più soggette a danni dovuti a stress termici e meccanici.
• Potrebbero non essere adatti per applicazioni ad altissima pressione, poiché l'assenza di fluido sigillante può limitare la loro capacità di mantenere un'interfaccia di tenuta stabile.

Quando utilizzare le tenute per gas secco

• La purezza del gas è un problema critico, ad esempio nei settori chimico, farmaceutico e alimentare.
• Si desidera un design della tenuta più semplice, con meno componenti di supporto e minori requisiti di manutenzione.
• La contaminazione del processo e l'impatto ambientale sono considerazioni importanti, poiché le tenute per gas secco eliminano il rischio di perdite di fluido di tenuta.
• È necessario un funzionamento ad alta velocità poiché l'assenza di fluido sigillante riduce la resistenza e l'attrito sulle superfici di tenuta.

Una tenuta bagnata è migliore di una tenuta a secco

Una tenuta a gas umido è migliore per sigillare gas ad alta pressione con contaminanti liquidi, poiché utilizza una sottile pellicola d'olio per lubrificare e raffreddare le facce della tenuta.

Al contrario, una tenuta a gas secco è migliore per applicazioni con gas secco e pulito, poiché si basa su una piccola quantità di gas pulito e filtrato per mantenere separate le facce della tenuta.

Conclusione

In conclusione, sia le tenute per gas secco che le tenute per gas umido presentano vantaggi e limiti unici nelle applicazioni di tenuta.

La scelta tra i due dipende da fattori quali le condizioni operative, i requisiti di manutenzione e il rapporto costo-efficacia.

Per prendere una decisione informata per le vostre specifiche esigenze di tenuta, consultate produttori di guarnizioni di fiducia ed esperti del settore.