Yüksek Basınçlı Mekanik Conta Nedir

Yüksek Basınçlı Mekanik Conta Nedir

Yüksek basınçlı mekanik conta, tipik olarak 50 barın (725 psi) üzerindeki aşırı basınç koşulları altında çalışan makinelerde kritik bir bileşendir. Bu contalar, yüksek basınçlı ortamların ürettiği muazzam kuvvetlere dayanırken ekipmandan sıvı veya gaz sızıntısını önlemek için tasarlanmıştır.

Yüksek basınçlı mekanik contanın birincil işlevi, en zorlu koşullar altında bile proses sıvısı ile atmosfer arasında güvenli bir bariyer sağlamaktır. Bu contalar iki ana bileşenden oluşur: sabit bir parça (stator) ve bir döner parça (rotor), bunlar hidrolik ve yay kuvvetlerinin bir kombinasyonu ile birbirine bastırılır. Sızdırmazlık yüzeyleri genellikle silisyum karbür, tungsten karbür veya seramik gibi sert, aşınmaya dayanıklı malzemelerden yapılır ve bu uygulamalarda karşılaşılan yüksek basınçlara ve sıcaklıklara dayanabilir.

Yüksek Basınçlı Mekanik Contalar Nasıl Çalışır

Yüksek basınçlı mekanik contaların çalışma prensibi, sabit ve dönen conta yüzeyleri arasında ince bir sıvı filmi oluşturulmasına dayanır. Mil döndükçe, conta halkaları yay kuvveti ve proses sıvısından gelen hidrolik basıncın birleşimiyle birbirine bastırılır. Bu basınç, proses sıvısının küçük bir miktarının conta yüzeyleri arasından sızmasına neden olur ve yüzeyleri yağlarken soğutan ve daha fazla sızıntıyı önleyen ince, kararlı bir sıvı filmi oluşturur.

Conta yüzeyleri arasındaki sıvı filmi, hidrolik basınç, yay kuvveti ve conta yüzeylerinin hassas geometrisi arasındaki hassas denge ile korunur. Conta yüzeyleri, düzgün temas sağlamak ve sızıntıyı en aza indirmek için genellikle 2-3 helyum ışık bandı (0,22-0,33 µm) içinde çok yüksek bir düzlüğe kadar taşlanır. Dönen conta halkası genellikle şafta esnek bir körük veya diğer ikincil sızdırmazlık elemanı ile monte edilir ve bu, contayı korurken küçük şaft hizalama hatalarını ve eksenel hareketi karşılar.

Yüksek Basınçlı Uygulamalar İçin Hangi Tip Mekanik Salmastra Kullanılır

Yüz yüze

Yüz yüze bir düzenlemede, iki mekanik conta, conta yüzeyleri birbirine bakacak şekilde takılır. Bu düzenleme, conta yüzeylerine etki eden hidrolik kuvvetleri dengelediği ve net kapanma kuvvetini ve ısı oluşumunu azalttığı için yüksek basınçlı uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Yüz yüze contalar ayrıca, birincil conta arızalanırsa ikinci contanın yedek olarak işlev görebilmesi nedeniyle bir miktar yedeklilik sağlar.

Sırt sırta

Sırt sırta contalar, conta yüzeyleri birbirinden uzağa bakacak şekilde düzenlenir ve contalar arasındaki boşluk genellikle işlem sıvısından daha yüksek basınçta bir tampon sıvısı ile doldurulur. Bu düzenleme, işlem sıvısı tehlikeli, toksik veya çevreye duyarlı olduğunda kullanılır çünkü birincil contadan herhangi bir sızıntı tampon sıvısı ve ikincil conta tarafından tutulur. Sırt sırta contalar ayrı bir tampon sıvısı sistemi ve ek borulama ve enstrümantasyon gerektirir.

Tandem (Veya Yüz-Sırt)

Tandem veya yüz-sırt contalar, yüz-yüze ve sırt-sırt düzenlemelerinin unsurlarını birleştirir. Bu konfigürasyonda, iki conta, yüzleri zıt yönlere bakacak şekilde takılır; birincil conta işlem sıvısına, ikincil conta ise uzağa bakar. Contalar arasındaki boşluk genellikle güvenli bir yere havalandırılır veya işlem sıvısından daha düşük basınçta bir tampon sıvı sistemine bağlanır. Tandem contalar, hem yüz-yüze contaların basınç dengeleme avantajlarını hem de sırt-sırt contaların güvenlik ve tutma özelliklerini sağlar.

Yüksek Basınçlı Mekanik Conta Performansını Etkileyen Faktörler

Proses Sıvısının Conta Yüzeylerindeki Basıncı

Sıvı basıncı arttıkça, conta yüzeylerindeki kapanma kuvveti de artar ve bu da daha yüksek yüzey yüklerine, artan ısı oluşumuna ve potansiyel olarak daha hızlı aşınmaya yol açar. Bu etkileri dengelemek için, yüksek basınçlı contalar genellikle conta yüzeylerinde etkili kapanma kuvvetini azaltmak ve kararlı bir sıvı filmi sağlamak için denge delikleri, oluklar veya açıklıklar gibi özellikler içerir.

Conta Odasında Sıcaklık Kontrolü

Yüksek sıcaklıklar, conta bileşenlerinin termal genleşmesine neden olarak artan yüzey yüklerine ve aşınmaya yol açabilir. Aşırı ısı ayrıca sıvı filminin yağlama özelliklerini bozarak sürtünmeyi ve conta arızası riskini artırabilir. Bu sorunları hafifletmek için, yüksek basınçlı contalar genellikle conta haznesinden ısıyı uzaklaştırmak ve sabit çalışma sıcaklıklarını korumak için soğutma ceketleri, ısı eşanjörleri veya termosifon sistemleri içerir.

Conta Yüzeylerinin Uygun Şekilde Yağlanması ve Soğutulması

Conta yüzeyleri arasındaki sıvı filmi hem yağlayıcı hem de soğutucu görevi görerek sürtünme ısısını uzaklaştırır ve yüzeyler arasında doğrudan teması önler. Yeterli yağlama ve soğutmayı sağlamak için yüksek basınçlı contalar, sıvı sirkülasyonunu ve ısı dağılımını desteklemek için conta yüzeylerinde spiral oluklar, radyal yuvalar veya mikro yapılar gibi özellikler içerebilir. Silikon karbür veya grafit yüklü malzemeler gibi iyi termal iletkenliğe ve kendi kendini yağlama özelliklerine sahip conta yüzeyi malzemelerinin seçimi de yağlama ve soğutma performansını artırabilir.

Mekanik Salmastra Yüksek Basınç Uygulamaları için Destek Sistemleri

Yüksek basınçlı mekanik contalar, optimum performans ve uzun ömür sağlamak için özel destek sistemleri gerektirir. Bu sistemler, istikrarlı çalışma koşullarının korunmasına, conta arızasının önlenmesine ve contaların ömrünün uzatılmasına yardımcı olur. Önemli bileşenlerden biri, contalar için temiz, serin ve basınçlı bir ortam sağlamak için bir tampon sıvı haznesi kullanan API Plan 52'dir.

API Plan 52 sistemi, glikol veya yağ gibi uyumlu bir tampon sıvısını, proses sıvısından daha yüksek bir basınçta bir conta haznesinde dolaştırır. Bu pozitif basınç farkı, proses sıvısının conta haznesine girmesini önleyerek kontaminasyonu en aza indirir ve conta ömrünü uzatır. Sistem ayrıca contalar tarafından üretilen ısının dağıtılmasına yardımcı olarak sabit bir çalışma sıcaklığı sağlar.

Yüksek basınçlı mekanik contalar için diğer temel destek sistemleri şunlardır:

1. Uygun conta yüzeyi yağlaması: Yeterli yağlama, conta yüzeylerindeki sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmak için kritik öneme sahiptir. Bu, yağ veya gres gibi bariyer sıvılarının kullanımıyla veya conta tasarımına yağlama özellikleri eklenerek sağlanabilir.
2. Sıcaklık kontrolü: Conta haznesinde sabit bir sıcaklığın korunması, termal bozulmayı önlemek ve conta yüzeyinin düzgün hizalanmasını sağlamak için çok önemlidir. Bu, soğutma ceketleri, ısı eşanjörleri veya sıcaklık kontrol üniteleri kullanılarak gerçekleştirilebilir.
3. Basınç izleme: Conta haznesindeki basıncın sürekli izlenmesi, herhangi bir anormalliğin veya sızıntının tespit edilmesine yardımcı olur, böylece zamanında bakım yapılmasına ve büyük arızaların önlenmesine olanak tanır.

Yüksek Basınçlı Mekanik Salmastranın Uygulamaları

• Santrifüj pompalar: Yüksek basınçlı mekanik salmastralar, kazan besleme suyu pompaları, boru hattı pompaları ve petrol ve gaz kuyularındaki enjeksiyon pompaları gibi yüksek basınçlı sıvıları ileten santrifüj pompalarda kullanılır.
• Kompresörler:Mekanik salmastralar, hidrojen, doğal gaz ve karbondioksit gibi gazlar için kullanılan yüksek basınçlı kompresörlerde ve yüksek basınçlı soğutucu akışkanlar kullanan soğutma kompresörlerinde kullanılır.
• Türbinler:Yüksek basınç contaları, buhar ve gaz türbinlerinde, türbin gövdesinden yüksek basınçlı buhar veya yanma gazlarının sızmasını önlemek amacıyla kullanılır.
• Reaktörler ve basınç kapları: Mekanik salmastralar, kimyasal işleme ve petrokimya endüstrilerindeki yüksek basınçlı reaktörler ve basınçlı kaplardaki karıştırıcılarda, mikserlerde ve diğer döner ekipmanlarda kullanılır.
• Denizaltı ekipmanları:Yüksek basınç contaları, aşırı basınçlara ve zorlu çevre koşullarına dayanmaları gereken deniz altı pompaları, kompresörler ve vanalar gibi deniz altı petrol ve gaz üretim ekipmanlarında kritik bileşenlerdir.
• Yüksek basınçlı su sistemleri: Mekanik salmastralar, ters ozmoz tuzdan arındırma, yüksek basınçlı temizleme ve su jeti kesme gibi uygulamalardaki yüksek basınçlı su pompalarında ve vanalarda kullanılır.

SSS

Mekanik Salmastralarda Basınç Sınırı Nedir?

Genel olarak, standart mekanik contalar yaklaşık 20 bara (290 psi) kadar basınçlara dayanabilirken, yüksek basınç contaları 20 ila 200 bar (290 ila 2.900 psi) veya daha yüksek basınçlar için tasarlanmıştır.