고압 펌프 시스템을 위한 최상의 밀봉 방법

고압 펌프는 석유 및 가스 생산부터 화학 처리까지 많은 산업 분야에서 필수적인 구성 요소입니다. 이러한 까다로운 환경에서 최적의 밀봉 성능을 유지하는 것은 장비의 신뢰성, 안전성 및 효율성을 보장하는 데 중요합니다.

이 기사에서는 효과적인 핵심 고려 사항과 기술을 살펴봅니다. 고압 밀봉 펌프 시스템. 고압 응용 분야의 특정 요구 사항을 심층적으로 살펴보고, 다양한 유형의 씰과 그 구성을 검토하며, 재료 선택에 대해 논의하고, 다음과 같은 중요성을 강조합니다. 씰 지원 시스템.

고압 밀봉 요구 사항

고압 환경의 과제

고압 펌프 시스템은 기존 밀봉 방법의 한계를 뛰어넘는 극한 조건에서 작동합니다. 압력이 증가함에 따라 씰에 작용하는 힘이 기하급수적으로 증가합니다. 이는 씰이 엄청난 압력뿐만 아니라 고온, 부식성 매체 및 잠재적 오염 물질도 견뎌야 하는 까다로운 환경을 만듭니다.

장벽 유체 무결성 유지

고압 밀봉의 또 다른 중요한 측면은 배리어 유체의 무결성을 유지하는 것입니다. 이 유체는 종종 공정 매체보다 높은 압력으로 가압되며, 씰 성능과 수명에 있어 최전선 방어선 역할을 합니다. 물개 얼굴열을 방출하고, 오염 물질이 밀봉 인터페이스로 유입되는 것을 방지합니다.

그러나 배리어 유체와 공정 매체 사이의 압력 차이가 증가함에 따라 씰 표면 사이에 안정적인 유체막을 유지하는 것이 점점 더 어려워집니다. 배리어 유체 압력이 공정 압력보다 잠시라도 낮아지면 공정 매체가 씰링 계면으로 침투하여 마모를 가속화할 수 있습니다. 봉인 실패.

씰 수명 및 신뢰성 최적화

고압 펌프 응용 분야에서 발견되는 극한의 압력은 씰 고장을 더욱 심각하게 만들 뿐만 아니라 마모를 가속화합니다. 씰링 부품고압 씰의 작동 수명과 신뢰성을 극대화하려면 다양한 설계 고려 사항을 신중하게 균형 있게 조정해야 합니다.

씰 면은 우수한 내마모성 및 내열성을 가진 내구성 있는 소재로 제조되어야 합니다. 씰 면의 기하학적 디자인은 최적의 윤활 및 열 발산을 촉진해야 합니다. 적응 메커니즘은 종종 통합되어 조건이 변함에 따라 씰이 자체적으로 조정될 수 있도록 합니다. 이중 씰 배열과 같은 중복성은 누출 및 고장에 대한 추가 보장 계층을 제공합니다.

고압 어플리케이션을 위한 씰 유형

듀얼 기계적 씰

이중 기계적 씰은 누출에 대한 추가 보호 계층을 제공합니다. 이 설계에서는 두 개의 독립적인 씰이 직렬로 배열되고, 그 사이를 버퍼 유체가 순환합니다. 버퍼 유체는 장벽 역할을 하여 1차 씰이 고장나도 공정 유체가 대기로 빠져나가는 것을 방지합니다.

이중 씰 배열은 씰 상태 모니터링도 가능하게 합니다. 1차 씰이 누출되기 시작하면 버퍼 유체 압력이 변하여 운영자에게 완전한 고장이 발생하기 전에 문제를 경고합니다. 이 조기 경고 시스템은 사전 유지 관리를 가능하게 하고 비용이 많이 드는 계획되지 않은 정지를 방지하는 데 도움이 됩니다.

균형 잡힌 기계적 씰

균형 잡힌 기계적 씰은 씰 면에 작용하는 유압력을 균등하게 하도록 설계되었습니다. 불균형 씰에서 높은 유체 압력은 씰 면에 과도한 힘을 생성하여 마모가 증가하고 조기 고장이 발생할 수 있습니다. 균형 잡힌 씰은 계단형 샤프트, 유압 재순환 통로 또는 압력 반응 요소와 같은 기능을 통합하여 이러한 힘을 상쇄합니다.

이러한 씰은 압력의 균형을 맞춰 씰 표면의 마찰과 열 발생을 줄입니다. 이로 인해 수명이 연장됩니다. 물개 생활 더 높은 압력과 속도에서도 작동할 수 있습니다. 균형 씰은 높은 유체 압력, 큰 샤프트 직경 또는 빈번한 시동 및 정지가 발생하는 어플리케이션에 특히 적합합니다.

씰 구성

면 대면

마주보는 구조에서는 두 개의 기계적 씰이 씰 면이 서로를 향하도록 장착됩니다. 이러한 배치는 컴팩트한 설계를 가능하게 하고 설치 및 유지 보수를 간소화합니다. 얼굴을 마주보는 물개 종종 공간이 제한적인 경우나 씰에 쉽게 접근할 수 있어야 하는 경우에 사용됩니다.

그러나 마주보는 밀봉은 열이 축적되기 쉽습니다. 왜냐하면 한 밀봉에서 생성된 열이 다른 밀봉으로 전달될 수 있기 때문입니다.

연속

백투백 씰 구성은 씰 면이 서로 반대쪽을 향하게 합니다. 이 배열은 압력 변동 및 열 팽창에 대한 우수한 저항성을 제공합니다. 씰의 반대 방향은 축 방향 힘을 균형 있게 조절하여 씰 면의 마모를 줄이는 데 도움이 됩니다.

백투백 씰은 일반적으로 고압, 고온 어플리케이션에 사용됩니다. 또한 압력 사이클이 잦은 시스템이나 열 충격이 우려되는 시스템에도 적합합니다.

탠덤 구성

탠덤 씰 구성은 같은 방향으로 장착된 두 개의 씰로 구성되며, 그 사이에 버퍼 유체가 있습니다. 이 배열은 듀얼 씰과 균형 씰의 이점을 결합합니다. 1차 씰은 고압 공정 유체를 처리하는 반면, 2차 씰은 버퍼 유체를 포함하고 백업 보호를 제공합니다.

탠덤 씰 탁월한 누출 방지 기능을 제공하고 씰 성능 모니터링을 가능하게 합니다. 석유화학 공정이나 발전과 같이 최대의 신뢰성이 요구되는 중요한 분야에 자주 사용됩니다.

듀얼 스테이지 기계적 씰 시스템

매우 높은 압력 응용 분야의 경우 듀얼 스테이지 기계적 밀봉 시스템을 사용할 수 있습니다. 이 설계에서는 스로틀 부싱 또는 미로 봉인 그들 사이에. 첫 번째 단계는 압력을 관리 가능한 수준으로 낮추는 반면, 두 번째 단계는 최종 밀봉을 제공합니다.

이중 단계 시스템은 단일 씰로는 불가능하거나 비실용적인 압력을 밀봉할 수 있도록 합니다. 또한 다중 단계 시스템을 통해 향상된 안전성을 제공합니다. 봉인 포인트 치명적인 고장 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다. 그러나 이러한 시스템은 더욱 복잡하며, 제대로 작동하려면 신중한 설계와 유지 관리가 필요합니다.

제공된 지침에 따라 작성된 재료 선택 및 밀봉 지원 시스템 섹션은 다음과 같습니다.

재료 선택

씰 지원 시스템

고압 메카니컬 씰은 제대로 작동하고 최적의 사용 수명을 확보하기 위해 추가 지지 시스템이 필요한 경우가 많습니다. 이러한 보조 시스템은 씰 표면 주변을 깨끗하고 차가운 환경으로 유지하여 조기 마모, 표면 변형 및 유체 열화를 방지하는 데 필수적입니다. 씰 지지 시스템의 두 가지 주요 유형은 API 플랜 씰과 API 플랜 씰입니다. 54 및 계획 53A.

API 계획 54

API 계획 54"폐쇄 루프" 시스템이라고도 하는 이 시스템은 이중 씰 캐비티 사이에 깨끗하고 차가운 차단 유체를 순환시킵니다. 차단 유체는 펌핑된 유체보다 높은 압력으로 유지되어 공정 유체가 씰 캐비티로 유입되는 것을 방지합니다.

폐쇄 루프에는 저수조, 순환 펌프, 열교환기, 배리어 유체 압력, 온도 및 레벨을 모니터링하는 계측기가 포함됩니다. Plan 54 시스템은 뛰어난 씰 성능과 수명을 제공하지만 신뢰할 수 있는 작동을 보장하기 위해 신중한 설계와 유지 관리가 필요합니다.

API 플랜 53

API Plan 53A 또는 "장벽 유체 주입"은 외부 소스에서 씰 캐비티에 깨끗한 유체를 주입하는 더 간단한 지원 시스템입니다. 장벽 유체는 일반적으로 15-25psi의 압력으로 주입됩니다. 씰 챔버 압력.

Plan 53A 시스템은 Plan 54보다 복잡하지 않지만 냉각 기능을 제공하지 않으며 깨끗한 차단 유체를 안정적이고 지속적으로 공급해야 합니다.