Chất lỏng đệm và rào cản

Chất lỏng đệm là gì

Chất lỏng đệm là chất lỏng được sử dụng trong hệ thống phốt kép để bôi trơn và làm mát phốt ngoài. Nó thường được duy trì ở áp suất thấp hơn chất lỏng xử lý và hoạt động như một rào cản dự phòng trong trường hợp phốt sơ cấp bị hỏng.

Chất lỏng rào cản là gì

Chất lỏng ngăn là chất lỏng được sử dụng trong bố trí cụm làm kín kép để tạo ra rào cản vật lý giữa chất lỏng xử lý và khí quyển. Nó được duy trì ở áp suất cao hơn chất lỏng xử lý để tránh rò rỉ và ô nhiễm.

Đặc tính chất lỏng lý tưởng

• Khả năng tương thích hóa học với chất lỏng xử lý và vật liệu bịt kín
• Đặc tính bôi trơn thích hợp để bôi trơn mặt phốt
• Độ nhớt thích hợp cho hiệu suất tối ưu
• Nhiệt dung riêng và độ dẫn nhiệt cao giúp truyền nhiệt hiệu quả
• Độ biến động thấp để giảm thiểu sự bay hơi và nạp lại thường xuyên
• Độ hòa tan khí tối thiểu để ngăn chặn sự hình thành bong bóng
• Sự ổn định lâu dài và khả năng chống suy thoái
• An toàn khi sử dụng, xử lý, bảo quản
• Chất lượng dòng chảy tốt ở nhiệt độ rất thấp
• Không bắt lửa
• Không tạo bọt khi chịu áp lực

Các loại chất lỏng rào cản và đệm

Nước

Nước là lựa chọn phổ biến cho chất lỏng ngăn và đệm trong các ứng dụng có nhiệt độ và áp suất khiêm tốn. Nó sẵn có, tiết kiệm và có đặc tính truyền nhiệt tuyệt vời. Tuy nhiên, nước có thể không phù hợp cho các ứng dụng có điều kiện vận hành khắc nghiệt hoặc nơi có mối lo ngại về ô nhiễm.

Dung dịch Glycol

Các dung dịch Glycol, chẳng hạn như ethylene glycol và propylene glycol, được sử dụng rộng rãi làm chất lỏng ngăn và đệm. Chúng cung cấp phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng, đặc tính bôi trơn tốt và bảo vệ chống ăn mòn. Ethylene glycol đang được thay thế bằng propylene glycol do độc tính và tác động môi trường thấp hơn.

Rượu bia

Rượu, chẳng hạn như metanol và etanol, được sử dụng làm chất lỏng ngăn và đệm trong các dịch vụ nhiệt độ thấp. Chúng có độ nhớt thấp và đặc tính truyền nhiệt tốt, khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng có tốc độ trục cao và nhiệt độ thấp.

Dầu hỏa hoặc nhiên liệu diesel

Nhiên liệu dầu hỏa và dầu diesel được sử dụng làm chất lỏng ngăn và đệm trong một số ứng dụng do tính sẵn có và chi phí thấp. Tuy nhiên, chúng có những hạn chế về độ nhớt, đặc tính bôi trơn và khả năng tương thích với một số vật liệu làm kín nhất định.

Dầu bôi trơn thủy lực, bánh răng thông thường và ổ trục gốc dầu mỏ

Dầu gốc dầu mỏ là một lựa chọn phổ biến cho chất lỏng ngăn và đệm do tính sẵn có của chúng, khả năng tương thích với vật liệu bịt kín và đặc tính bôi trơn tốt. Chúng phù hợp với nhiều loại nhiệt độ và áp suất, nhưng có thể không lý tưởng cho các ứng dụng có điều kiện vận hành khắc nghiệt.

Dầu tổng hợp được pha chế đặc biệt để sử dụng làm rào cản hoặc đệm

Dầu tổng hợp được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng chất lỏng đệm và rào cản mang lại hiệu suất vượt trội so với các loại dầu thông thường. Chúng có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng hơn, đặc tính bôi trơn tốt hơn và khả năng chống xuống cấp. Dầu tổng hợp là lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng quan trọng và điều kiện vận hành khắc nghiệt.

Chất lỏng truyền nhiệt

Chất lỏng truyền nhiệt, chẳng hạn như chất lỏng truyền nhiệt tổng hợp và chất lỏng truyền nhiệt loại hữu cơ, được sử dụng làm chất lỏng rào cản và đệm trong các ứng dụng có nhiệt độ cao. Chúng có đặc tính truyền nhiệt tuyệt vời, độ ổn định nhiệt và khả năng tương thích với vật liệu bịt kín.

Phạm vi nhiệt độ của chất đệm và chất lỏng rào cản

Đây là bảng được cập nhật với cột mới cho phạm vi tuổi thọ sử dụng điển hình của từng dung dịch đệm và chất lỏng ngăn:

Loại chất lỏng	Phạm vi nhiệt độ (° C)	Độ nhớt ở 40°C (cSt)	Trọng lượng riêng	Điểm chớp cháy (°C)	Tuổi thọ sử dụng (giờ)
Nước	0 đến 100	1.0	1.0	Không có	500 đến 2.000
Dung dịch Glycol (50% trong nước)	-40 đến 120	5,0 đến 10,0	1,05 đến 1,10	Không có	1.000 đến 3.000
Rượu (metanol)	-40 đến 50	0.6	0.79	11	500 đến 1.500
Dầu hỏa	-20 đến 150	1,0 đến 3,0	0,78 đến 0,82	38 đến 66	1.000 đến 2.500
Dầu đi-e-zel	-7 đến 150	2,0 đến 5,0	0,82 đến 0,86	52 đến 96	1.000 đến 2.500
Dầu thủy lực gốc dầu mỏ	-20 đến 150	20 đến 100	0,86 đến 0,90	150 đến 250	2.000 đến 4.000
Dầu bôi trơn bánh răng và ổ trục thông thường	-20 đến 150	100 đến 1000	0,88 đến 0,92	200 đến 300	2.000 đến 5.000
Dầu tổng hợp (PAO, Este)	-40 đến 200	20 đến 100	0,82 đến 0,86	200 đến 300	4.000 đến 8.000
Chất lỏng truyền nhiệt (Tổng hợp)	-50 đến 400	10 đến 50	0,80 đến 0,90	200 đến 350	8.000 đến 12.000
Chất lỏng truyền nhiệt (Hữu cơ)	-50 đến 350	10 đến 50	0,85 đến 0,95	200 đến 350	4.000 đến 8.000

Cách duy trì chất lỏng đệm và rào cản

Để duy trì tính toàn vẹn của chất lỏng, hãy tuân theo khoảng thời gian bảo trì được khuyến nghị của nhà sản xuất đối với việc thay chất lỏng. Tần suất thay đổi chất lỏng phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ vận hành, mức độ ô nhiễm và loại chất lỏng cụ thể được sử dụng. Ví dụ, dung dịch glycol có thể yêu cầu thay đổi thường xuyên hơn so với dầu tổng hợp được pha chế đặc biệt để sử dụng làm rào cản hoặc đệm.

Ngoài việc thay dầu thường xuyên, điều quan trọng là phải duy trì độ sạch của dầu bằng cách sử dụng hệ thống lọc và điều hòa thích hợp. Sự nhiễm bẩn bởi chất lỏng xử lý, các hạt hoặc độ ẩm có thể làm giảm hiệu suất của chất đệm hoặc chất lỏng ngăn và dẫn đến hư hỏng vòng đệm sớm. Thường xuyên kiểm tra và thay thế các bộ lọc, cũng như sử dụng ống hút ẩm hoặc chăn nitơ trên các bình chứa, có thể giúp duy trì độ sạch của chất lỏng và ngăn ngừa ô nhiễm.

Những cân nhắc về độ tin cậy khác

• Đường ống phù hợp: Đường ống phải tương thích với chất lỏng và được thiết kế để chịu được áp suất và nhiệt độ vận hành.
• Kích thước phù hợp: Hệ thống có kích thước nhỏ có thể dẫn đến thiếu dầu bôi trơn và làm mát, trong khi hệ thống có kích thước quá lớn có thể dẫn đến sinh nhiệt quá mức và suy thoái chất lỏng.
• Lựa chọn hồ chứa: Bình chứa chất đệm và chất lỏng chặn phải được lựa chọn dựa trên loại chất lỏng, yêu cầu hệ thống và điều kiện vận hành.
• Hệ thống báo động: Phải có hệ thống báo động để cảnh báo người vận hành về các tình trạng bất thường, chẳng hạn như mức chất lỏng thấp, nhiệt độ cao hoặc áp suất quá mức.
• Thông gió: Việc thông gió thích hợp cho hệ thống đệm và chất lỏng ngăn là điều cần thiết để ngăn ngừa sự tích tụ khí và duy trì áp suất chất lỏng ổn định. Việc thông gió không đầy đủ có thể dẫn đến hư hỏng vòng đệm và ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của hệ thống.

Câu hỏi thường gặp

Nhiệt độ tăng tối đa cho phép của chất lỏng đệm và rào cản

Theo nguyên tắc chung, mức tăng nhiệt độ phải được giới hạn ở mức 10-15°C so với nhiệt độ đầu vào đối với hầu hết các chất lỏng. Nhiệt độ tăng quá mức có thể dẫn đến suy thoái chất lỏng và hư hỏng vòng đệm sớm.

Khoảng thời gian khuyến nghị giữa các lần thay chất lỏng dựa trên nhiệt độ

Khoảng thời gian khuyến nghị giữa các lần thay dầu dựa trên nhiệt độ khác nhau tùy thuộc vào loại dầu và phạm vi nhiệt độ vận hành. Ví dụ, chất lỏng gốc dầu khoáng hoạt động ở 60°C có thể có khoảng thời gian thay đổi được khuyến nghị là 6 tháng, trong khi chất lỏng tương tự hoạt động ở 80°C có thể yêu cầu thay đổi 3 tháng một lần. Chất lỏng tổng hợp có thể duy trì đặc tính hiệu suất của chúng trong thời gian dài hơn ở nhiệt độ cao, kéo dài khoảng thời gian thay đổi.