Буферные и барьерные жидкости

Что такое буферная жидкость

Буферная жидкость — это жидкость, используемая в системах с двойным уплотнением для смазки и охлаждения наружного уплотнения. Обычно он поддерживается при давлении ниже, чем давление технологической жидкости, и действует как резервный барьер в случае выхода из строя первичного уплотнения.

Что такое барьерная жидкость

Барьерная жидкость — это жидкость, используемая в устройствах с двойным уплотнением для обеспечения физического барьера между технологической жидкостью и атмосферой. В нем поддерживается давление выше, чем в технологической жидкости, чтобы предотвратить утечки и загрязнения.

Характеристики идеальной жидкости

• Химическая совместимость с технологической жидкостью и материалами уплотнений
• Адекватные смазочные свойства для смазки поверхностей уплотнений
• Соответствующая вязкость для оптимальной производительности
• Высокая удельная теплоемкость и теплопроводность для эффективной теплопередачи.
• Низкая испаряемость для минимизации испарения и частой дозаправки.
• Минимальная растворимость газа для предотвращения образования пузырьков.
• Долговременная стабильность и устойчивость к деградации
• Безопасно в использовании, обращении, хранении
• Хорошая текучесть при очень низких температурах.
• Не воспламеняется
• Не пенится под давлением

Типы барьерных и буферных жидкостей

Вода

Вода является распространенным выбором в качестве барьерных и буферных жидкостей в приложениях с умеренными температурами и давлениями. Он легко доступен, экономичен и обладает отличными теплообменными свойствами. Однако вода может оказаться непригодной для применений с экстремальными условиями эксплуатации или там, где загрязнение является проблемой.

Гликолевые решения

Гликолевые растворы, такие как этиленгликоль и пропиленгликоль, широко используются в качестве барьерных и буферных жидкостей. Они обеспечивают широкий диапазон рабочих температур, хорошие смазывающие свойства и защиту от коррозии. Этиленгликоль заменяется пропиленгликолем из-за его меньшей токсичности и воздействия на окружающую среду.

Алкоголь

Спирты, такие как метанол и этанол, используются в качестве барьерных и буферных жидкостей в низкотемпературных системах. Они имеют низкую вязкость и хорошие свойства теплопередачи, что делает их пригодными для применения при высоких скоростях вала и низких температурах.

Керосин или дизельное топливо

Керосин и дизельное топливо в некоторых применениях используются в качестве барьерных и буферных жидкостей из-за их доступности и низкой стоимости. Однако они имеют ограничения по вязкости, смазывающим свойствам и совместимости с некоторыми материалами уплотнений.

Гидравлические, традиционные трансмиссионные и подшипниковые масла на нефтяной основе

Масла на нефтяной основе являются популярным вариантом барьерных и буферных жидкостей из-за их доступности, совместимости с материалами уплотнений и хороших смазочных свойств. Они подходят для широкого диапазона температур и давлений, но могут быть не идеальными для применения в экстремальных условиях эксплуатации.

Синтетические масла, специально разработанные для барьерного или буферного использования.

Синтетические масла, разработанные специально для применения в барьерных и буферных жидкостях, обеспечивают превосходные характеристики по сравнению с обычными маслами. Они имеют более широкий диапазон рабочих температур, лучшие смазывающие свойства и устойчивость к деградации. Синтетические масла являются предпочтительным выбором для критических применений и экстремальных условий эксплуатации.

Теплопередающие жидкости

Теплоносители, такие как синтетические теплоносители и теплоносители органического класса, используются в качестве барьерных и буферных жидкостей в приложениях с высокими температурами. Они обладают отличными теплообменными свойствами, термической стабильностью и совместимостью с материалами уплотнений.

Температурный диапазон буферной и барьерной жидкости

Вот обновленная таблица с новым столбцом для типичного диапазона срока службы каждой буферной и затворной жидкости:

Тип жидкости	Температурный диапазон (°C)	Вязкость при 40°C (сСт)	Удельный вес	Температура вспышки (°С)	Срок службы (часы)
Вода	от 0 до 100	1.0	1.0	Никто	от 500 до 2000
Гликолевые растворы (50% в воде)	от -40 до 120	от 5,0 до 10,0	1,05–1,10	Никто	от 1000 до 3000
Алкоголь (Метанол)	от -40 до 50	0.6	0.79	11	от 500 до 1500
Керосин	от -20 до 150	от 1,0 до 3,0	от 0,78 до 0,82	от 38 до 66	от 1000 до 2500
Дизельное топливо	от -7 до 150	от 2,0 до 5,0	от 0,82 до 0,86	от 52 до 96	от 1000 до 2500
Гидравлические масла на нефтяной основе	от -20 до 150	от 20 до 100	от 0,86 до 0,90	от 150 до 250	от 2000 до 4000
Традиционные трансмиссионные и подшипниковые смазочные масла	от -20 до 150	от 100 до 1000	от 0,88 до 0,92	от 200 до 300	от 2000 до 5000
Синтетические масла (ПАО, эфиры)	от -40 до 200	от 20 до 100	от 0,82 до 0,86	от 200 до 300	от 4000 до 8000
Теплоносители (синтетические)	от -50 до 400	от 10 до 50	от 0,80 до 0,90	от 200 до 350	от 8000 до 12000
Теплоносители (органические)	от -50 до 350	от 10 до 50	от 0,85 до 0,95	от 200 до 350	от 4000 до 8000

Как сохранить буферные и барьерные жидкости

Для поддержания целостности жидкости соблюдайте рекомендованные производителем интервалы замены жидкости. Частота замены жидкости зависит от таких факторов, как рабочая температура, уровень загрязнения и конкретный тип используемой жидкости. Например, гликолевые растворы могут требовать более частой замены по сравнению с синтетическими маслами, специально разработанными для барьерного или буферного использования.

Помимо регулярной замены жидкости, важно поддерживать чистоту жидкости, используя соответствующие системы фильтрации и кондиционирования. Загрязнение технологическими жидкостями, частицами или влагой может ухудшить эффективность буферной или затворной жидкости и привести к преждевременному выходу из строя уплотнения. Регулярная проверка и замена фильтров, а также использование осушающих сапунов или азотных подушек на резервуарах могут помочь поддерживать чистоту жидкости и предотвратить загрязнение.

Другие соображения по надежности

• Соответствующие трубопроводы: Трубопроводы должны быть совместимы с жидкостью и рассчитаны на рабочее давление и температуру.
• Соответствующий размер: Системы недостаточного размера могут привести к недостаточной смазке и охлаждению, а системы слишком большого размера могут привести к чрезмерному выделению тепла и деградации жидкости.
• Выбор резервуара: Резервуар для буферной и затворной жидкости следует выбирать в зависимости от типа жидкости, требований к системе и условий эксплуатации.
• Системы сигнализации: Должны быть установлены системы сигнализации, предупреждающие операторов о ненормальных условиях, таких как низкий уровень жидкости, высокие температуры или чрезмерное давление.
• Вентиляция: Правильная вентиляция системы буферной и затворной жидкости необходима для предотвращения накопления газов и поддержания стабильного давления жидкости. Недостаточная вентиляция может привести к выходу из строя уплотнения и поставить под угрозу целостность системы.

Часто задаваемые вопросы

Максимально допустимое превышение температуры буферной и затворной жидкости

Как правило, для большинства жидкостей повышение температуры должно быть ограничено на 10–15°C выше температуры на входе. Чрезмерное повышение температуры может привести к ухудшению качества жидкости и преждевременному выходу из строя уплотнения.

Рекомендуемый интервал между заменами жидкости в зависимости от температуры

Рекомендуемый интервал между заменами жидкости в зависимости от температуры варьируется в зависимости от типа жидкости и диапазона рабочих температур. Например, для жидкости на основе минерального масла, работающей при температуре 60°C, рекомендуемый интервал замены может составлять 6 месяцев, тогда как для той же жидкости, работающей при 80°C, может потребоваться замена каждые 3 месяца. Синтетические жидкости могут сохранять свои эксплуатационные характеристики в течение более длительного периода времени при повышенных температурах, что увеличивает интервалы замены.