Cosa sono le guarnizioni meccaniche lubrificate a gas

Cosa sono le guarnizioni meccaniche lubrificate a gas

Le tenute meccaniche lubrificate a gas, note anche come tenute a gas secco, sono soluzioni di tenuta avanzate che utilizzano una sottile pellicola di gas pressurizzato per creare una tenuta senza contatto tra componenti rotanti e fissi. A differenza delle tradizionali tenute a umido che si basano sulla lubrificazione liquida, le tenute a gas utilizzano gas inerti come azoto o aria per mantenere una barriera tra il fluido di processo e l'atmosfera.

Progettazione di tenute meccaniche lubrificate a gas

Le guarnizioni lubrificate a gas sono costituite da due componenti principali: un anello di tenuta primario rotante e un anello di accoppiamento stazionario. L'anello di tenuta primario presenta scanalature a spirale incise sulla sua faccia, che generano una forza di sollevamento idrodinamica quando esposte all'albero rotante. Questa forza di sollevamento crea una sottile pellicola di gas tra le facce della guarnizione, consentendo loro di funzionare senza contatto fisico, riducendo così al minimo l'attrito e l'usura.

Come funzionano le guarnizioni lubrificate a gas

Il principio di funzionamento delle guarnizioni lubrificate a gas si basa sull'effetto idrodinamico generato dalle scanalature a spirale sulla faccia dell'anello di tenuta primario. Quando l'albero ruota, le scanalature pompano gas tra le facce della guarnizione, creando una pellicola ad alta pressione che separa gli anelli. Lo spessore della pellicola di gas è in genere nell'intervallo di pochi micron, a seconda di fattori quali velocità dell'albero, viscosità del gas e geometria della faccia della guarnizione.

Per mantenere una pellicola di gas stabile, le guarnizioni di gas richiedono una fornitura continua di gas pulito e asciutto a una pressione leggermente superiore a quella del fluido di processo. Questo gas di barriera è solitamente fornito da una fonte esterna ed è regolato da un sistema di controllo che regola la pressione in base alle condizioni operative.

Vantaggi delle guarnizioni lubrificate a gas

• Riduzione dell'attrito e dell'usura:La natura senza contatto delle guarnizioni a gas elimina l'attrito e l'usura associati al contatto delle superfici di tenuta, con conseguente maggiore durata della guarnizione e costi di manutenzione ridotti.
• Consumo energetico inferiore: L'assenza di lubrificazione liquida e le minime perdite per attrito nelle guarnizioni a gas comportano un consumo energetico ridotto rispetto alle guarnizioni a umido.
• Miglioramento della purezza del processo: Le guarnizioni a gas impediscono la contaminazione dei fluidi di processo eliminando la necessità di lubrificanti liquidi, rendendole ideali per applicazioni che richiedono un'elevata purezza del prodotto.
• Prestazioni ambientali migliorate:L'uso di gas barriera inerti e l'eliminazione delle perdite di liquidi rendono le guarnizioni a gas una soluzione di tenuta ecologica, aiutando le industrie a rispettare le normative sulle emissioni sempre più severe.
• Gamma più ampia di condizioni operative: Le guarnizioni a gas possono gestire una gamma più ampia di temperature, pressioni e velocità dell'albero rispetto alle guarnizioni lubrificate con liquido, rendendole adatte a diverse applicazioni.

Applicazioni delle guarnizioni lubrificate a gas

• Industria del petrolio e del gas: Le guarnizioni a gas sono ampiamente utilizzate in compressori, turbine e pompe nelle operazioni upstream, midstream e downstream di petrolio e gas. Forniscono soluzioni di tenuta affidabili per la gestione di idrocarburi, gas naturale e altri fluidi di processo.
• Lavorazione chimica: L'industria chimica si affida alle guarnizioni a gas per sigillare le apparecchiature rotanti nella produzione di un'ampia gamma di prodotti chimici, polimeri e petrolchimici. Le guarnizioni a gas offrono compatibilità con vari fluidi di processo e aiutano a mantenere la purezza del prodotto.
• Produzione di energia: Le guarnizioni a gas sono impiegate nelle turbine a vapore, nelle turbine a gas e in altri macchinari rotanti nelle centrali elettriche. Garantiscono un funzionamento efficiente e affidabile riducendo al minimo i requisiti di manutenzione.
• Lavorazione farmaceutica e alimentare: Nei settori in cui la contaminazione del prodotto è un problema critico, le guarnizioni a gas forniscono una soluzione di tenuta pulita e affidabile. Esse impediscono l'ingresso di contaminanti e mantengono l'integrità dei fluidi di processo.
• Raffinazione e petrolchimica: Le guarnizioni di tenuta del gas svolgono un ruolo fondamentale negli impianti di raffinazione e petrolchimici, sigillando apparecchiature come compressori, pompe e miscelatori. Offrono prestazioni superiori nella gestione di idrocarburi, solventi e altri fluidi di processo difficili.