버퍼 유체와 배리어 유체의 차이점은 무엇입니까?

완충액과 배리어액은 기계적 씰에 사용되는 두 가지 중요한 구성 요소이지만, 많은 사람들이 두 가지 사이의 주요 차이점을 이해하지 못합니다.

잘못된 유형의 유체를 사용하면 씰이 망가지고, 성능이 저하되고, 비용이 많이 드는 가동 중지 시간이 발생할 수 있습니다.

이 글에서는 완충액과 차단액이 정확히 무엇인지 알아보고, 압력과 적용 분야와 같은 측면에서 두 유체의 주요 차이점을 강조하며, 사용되는 다양한 유형의 유체에 대해 다루고, 유체를 선택할 때 고려해야 할 필수적인 특성을 설명합니다.

버퍼 유체란 무엇인가

버퍼 유체는 듀얼에 사용되는 액체입니다 기계적 밀봉 밀봉 표면에 윤활 및 냉각을 제공합니다. 이중 씰 배열에서 버퍼 유체는 공정 유체보다 낮지만 대기압보다 높은 압력으로 유지됩니다. 이 유체는 공정 유체와 대기 사이의 장벽 역할을 하여 공정 유체가 환경으로 누출되는 것을 방지합니다.

장벽 유체란 무엇인가

장벽 유체는 단일 또는 이중 기계적 밀봉 공정 유체와 대기 사이에 완전한 분리를 제공합니다. 장벽 유체는 공정 유체보다 높은 압력으로 유지되어 긍정적인 흐름이 생성됩니다. 씰 챔버이러한 양압은 공정 유체가 환경으로 빠져나가는 것이 아니라, 차단 유체에서 공정으로 누출이 발생하는 것을 보장합니다.

버퍼 유체와 배리어 유체의 주요 차이점

압력

버퍼 유체 압력은 일반적으로 씰 챔버 압력보다 약간 높은 수준으로 유지됩니다. 이 양의 압력 차이는 공정 유체가 버퍼 유체 시스템으로 유입되는 것을 방지합니다.

배리어 유체 압력은 씰 챔버 압력보다 상당히 높게 유지되며, 종종 1.4~2.8bar(20~40psi) 더 높습니다. 배리어 유체의 높은 압력은 공정 유체를 대기로부터 완전히 격리하는 물리적 장벽을 제공합니다.

목적

버퍼 유체는 기계적 씰 면에 윤활 및 냉각을 제공하여 씰 수명과 신뢰성을 연장합니다. 또한 씰 면에서 공정 유체의 결정화 또는 코킹을 방지합니다.

배리어 유체는 공정 유체를 환경으로부터 완전히 분리함으로써 한 단계 더 나아갑니다. 배리어 유체는 액체 밀봉을 생성하여 공정 유체와 대기 사이의 접촉을 방지합니다.

애플리케이션

버퍼 유체 시스템은 일반적으로 씰 표면 전체에 걸쳐 적당한 양의 공정 유체 누출이 허용될 수 있는 응용 분야에서 사용됩니다. 이는 비위험 공정 유체 및 일부 씰 배출이 허용되는 상황에 적합합니다.

배리어 유체 시스템은 석유 및 가스, 석유화학, 제약 등과 같이 공격적인 화학 물질을 다루는 산업에서 사용되며 최대의 안전과 규정 준수를 보장하기 위해 배리어 유체를 사용해야 하는 경우가 많습니다.

누출

버퍼 유체 시스템에서는 씰 면을 가로지르는 소량의 누출이 예상되고 관리됩니다. 공정으로 누출되는 버퍼 유체는 외부 저장소의 보충 스트림으로 보상됩니다.

배리어 유체 시스템은 공정 유체가 대기로 누출되는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 배리어 유체의 높은 압력은 누출이 배리어 유체에서 공정으로 발생하도록 강제하며, 그 반대가 아닙니다. 이를 통해 유해 유체의 격리가 보장됩니다.

완충액과 배리어액의 종류

물

물은 적당한 온도 요구 사항이 있는 비부식성 응용 분야에 가장 간단하고 경제적인 옵션입니다. 우수한 열 전달 특성을 제공하지만 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다. 물개 얼굴 어떤 경우에는 부식이 발생합니다.

글리콜 솔루션

에틸렌 글리콜이나 프로필렌 글리콜과 같은 글리콜 기반 유체를 물에 섞은 것은 일반 물에 비해 부식 방지 효과가 더 뛰어나고 작동 온도 범위가 더 넓습니다.

등유 및 디젤 연료

탄화수소 가공 산업에서는 등유나 디젤과 같은 경질 탄화수소를 사용할 수 있습니다. 이는 공정 유체와의 호환성이 좋지만 가연성 문제가 발생할 수 있습니다.

알코올

에탄올이나 메탄올과 같은 저분자량 알코올은 저온 서비스에 사용될 수 있습니다. 이들은 우수한 가연성 저항성과 열 전달을 제공하지만 특정 씰 재료와 호환성 문제가 있을 수 있습니다.

석유 기반 오일

미네랄 오일은 우수한 윤활성과 많은 엘라스토머 씰 재료와의 호환성으로 일반적으로 사용됩니다. 이들은 광범위한 작동 온도 범위에 적합합니다.

합성 오일

고온 응용 분야나 산화 안정성을 향상시키기 위해 폴리알파올레핀(PAO), 폴리글리콜, 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)와 같은 합성 윤활제가 활용됩니다.

열전달 유체

고온 서비스에서는 방향족 화합물이나 실리콘 기반 유체와 같은 열전달 유체가 씰 표면에서 효율적인 냉각과 방열을 제공하는 데 필요할 수 있습니다.

버퍼 및 배리어 유체의 특성

• 안전: 유체는 누출이나 유출 시 인력과 환경에 대한 위험을 최소화하기 위해 무독성이고 무해해야 합니다. 높은 인화점과 자연 발화 온도를 가져야 합니다.
• 불연성: 가연성 공정 유체 또는 고온과 관련된 응용 분야의 경우, 버퍼/장벽 유체는 화재나 폭발을 방지하기 위해 불연성이어야 합니다. 이러한 경우 특정 합성 오일과 같은 높은 인화점을 가진 유체가 선호됩니다.
• 매끄러움: 유체는 과도한 마모, 마찰 및 열 발생을 방지하기 위해 기계적 씰 면에 적절한 윤활을 제공해야 합니다.
• 열전달: 일부 응용 분야에서 버퍼/장벽 유체는 씰 표면에서 열을 분산시키는 열 전달 매체 역할을 합니다. 유체는 열을 효과적으로 제거하고 씰의 열 손상을 방지하기 위해 높은 비열 용량과 열 전도도를 가져야 합니다.
• 호환성: 유체는 열화, 부식 또는 부작용을 방지하기 위해 기계적 씰 재료, 공정 유체 및 기타 시스템 구성 요소와 호환되어야 합니다.
• 안정: 버퍼/장벽 유체는 광범위한 작동 온도 및 압력에서 특성을 유지해야 합니다. 장기 성능을 보장하고 빈번한 유체 교체 필요성을 최소화하기 위해 분해, 산화 및 슬러지 형성에 저항해야 합니다.
• 낮은 가스 용해도: 기체나 휘발성 액체를 처리하는 시스템에서는 거품이나 거품이 형성되는 것을 방지하기 위해 완충액/장벽 유체의 기체 용해도가 낮아야 합니다. 거품이나 거품이 발생하면 밀봉 인터페이스가 손상되어 누출이 발생할 수 있습니다.
• 비중: 유체의 비중은 배관 시스템 설계 및 기계적 씰 전체에 필요한 압력 차이와 호환되어야 합니다. 어떤 경우에는 필요한 압력 헤드를 제공하기 위해 더 높은 비중을 가진 유체가 필요할 수 있습니다.
• 비용 효율성: 완충액/장벽액은 필요한 성능 요구 사항을 충족하는 동시에 초기 가격, 소모율, 유지관리 비용 측면에서도 비용 효율적이어야 합니다.

버퍼 및 배리어 유체 시스템을 위한 배관 계획

• 플랜 52: 이 플랜은 외부 저장소를 사용하여 씰 캐비티에 버퍼 유체를 제공합니다. 저장소는 공정 압력보다 낮은 압력으로 유지되어 누출이 저장소로 다시 흐를 수 있습니다. 냉각 코일 또는 열교환기를 사용하여 유체 온도를 제어할 수 있습니다.
• 플랜 53A: 이 플랜에서는 가압된 배리어 유체가 외부 저장소에서 씰 캐비티로 공급됩니다. 배리어 유체 압력은 공정 유체가 씰 캐비티로 유입되는 것을 방지하기 위해 공정 압력보다 높게 유지됩니다. 펌핑 링 또는 순환 장치를 사용하여 배리어 유체를 순환시킵니다.
• 플랜 53B: Plan 53A와 유사하게, 이 플랜은 가압된 배리어 유체를 사용하지만 외부 저장소 대신 방광 축적기를 사용합니다. 축적기는 배리어 유체 압력을 유지하고 열 팽창 또는 수축을 보상합니다.
• 플랜 53C: 이 플랜은 블래더 어큐뮬레이터 대신 피스톤 어큐뮬레이터를 통합한 플랜 53A의 변형입니다. 피스톤 어큐뮬레이터는 양압 차이를 제공하고 일정한 배리어 유체 압력을 유지하는 데 도움이 됩니다.
• 플랜 54: 이 플랜은 외부 소스를 사용하여 씰 캐비티에 가압된 배리어 유체를 제공합니다. 배리어 유체는 공정 압력보다 높은 압력으로 유지되고 펌핑 링이나 순환 장치를 사용하여 씰 캐비티를 통해 지속적으로 순환됩니다. 온도 제어를 위해 열교환기가 포함될 수 있습니다.