مکانیکال سیل چیست؟

مکانیکال سیل ازجمله محصولات Hi-Tech مورداستفاده در ماشین‌آلات دوار مثل پمپ و کمپرسور، سانتریفیوژ، آژیتایتور، میکسر و دکانتر و.. می‌باشد که جهت جلوگیری از نشتی سیال مورد پروسس بکار می‌رود. لازم بذکر است ماشین‌آلات دوار قلب تپنده صنایع نفت و گاز و پتروشیمی است و مکانیکال سیل حساس‌ترین، مهم‌ترین و باارزش‌ترین بخش این ماشین‌آلات است.در بعضی موارد، عملکرد مکانیکال سیل، نگه داشتن رطوبت است تا از تجهیزات در شرایط مرطوب استفاده شود. در سایر کاربردها، مکانیکال سیل برای حفظ روغن کاری در محل، بدون آلودگی استفاده می شود.شناخت کافی از نحوه ی کار و انتخاب درست و نصب صحیح باعث می شود تا برای چندین سال بدون هیچ مشکلی و با کمترین هزینه برای تعمیرات، کارایی داشته باشند. ولی در صورت استفاده ی غیراصولی وعدم رعایت نکته های بسیار جزئی موجب بروز مشکلات و خطراتی جدی برای تاسیسات می شود.

کابرد مکانیکال سیل

مکانیکال سیل یا همان نشت بند مکانیکی برای جابجا کردن مایعات سمی، گران قیمت و با درجه حرارت بالا کاربرد دارند. استفاده ی آن ها در پمپ هایی است که مخصوص دورهای بالا ساخته شده اند و در صورتی که هدف کم ترین میزان نشتی باشد، به کار می رود. از ایمن ترین ابزار ها هستند که به منظور جلوگیری از نشت گاز ها و سیالات به بیرون از سیستم در بر گیرنده ی آن ها مورد استفاده قرار می گیرند. این تجهیز مهم در کارخانه جات و صنایع مختلفی از جمله صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، آب و فاضلاب، غذا و دارو و مواد شیمیایی، کاغذسازی، نیروگاهی و تقربیا تمام صنایعی که در آن پمپ و سیال گذرنده وجود دارد، کابرد دارد.

اجزای مکانیکال سیل

هر یک از انواع مکانیکال سیل با توجه به موارد مصرف دارای قطعات خاصی می باشند ولی به طور کلی اجزای مکانیکال سیل به طور مشترک موارد زیر را شامل می شوند؛

قسمت ثابت که سوار بر بدنه ی پمپ می باشد.
قسمت متحرک که به همراه محور پمپ دوران می کند.
یک یا چند فنر برای نگه داشتن فشار دو قسمت در کنار هم.

قطعه ثابت معمولاً در جای خود با یک اورینگ نگهداری می شود که عملکرد آب بندی را انجام می دهد و به عنوان کوسن عمل می کند. قطعه متحرک به طور معمول شافت است. آب بندی با واسط بین قسمتهای ثابت و متحرک حاصل می شود.

انواع مکانیکال سیل از نظر طراحی

سیل مکانیکی با فنر موجی

استفاده از سیل فنر موجی به دلیل بالاترین مقاومت در برابر محیط و درجه دمای بالا و اسیدی برای شفت های ساده  و نامتعادل و مستقل از جهت چرخش، مرسوم می باشد .همچنین این سیل کاربردهای بسیاری در انواع صنایع و دستگاه ها و تجهیزات مختلف مکانیکی مثل پمپ ها و کمپرسورها دارد.
از جمله موارد و کاربرد های سیل های فنر موجی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنایع شیمیایی
• صنعت خمیر و کاغذ
• فناوری آب و فاضلاب
• کشتی سازی و روغن های روان کننده
• پمپ آب و  پمپ فاضلاب
• پمپ های استاندارد شیمیایی
• پمب های پیچ عمودی
• پمپ های تغذیه چرخ دنده ای
• پمپ های چند مرحله ای

 

مکانیکال سیل کارتریجی یک و دو مرحله‌ای

آب بند کارتریجی بصورت مجموعه مونتاژ شده کامل و جامعی بوده که کلیه متعلقات و قطعات آب بند کارتریجی را در یک مجموعه واحد در کنار یکدیگر قرار داده است. چون در نصب سیل کارتریجی نیازی به هیچگونه اندازه گیری نمی باشد، لذا پروسه نصب سیل کارتریجی ساده بوده و در نتیجه سطح و الاستومرهای آنها در مقابل صدمات اتفاقی محافظت می شوند. با توجه به این مزیت، زمان سپری شده جهت تعمیرات یا تعویض سیل کارتریجی نیز به مراتب کم میباشد.

مکانیکال سیل یک فنره و چند فنره

اورینگ ها

اورینگ یک نوع واشر مکانیکی برای آببندی با سطح مقطع O  شکل است. اورینگها می توانند به صورت استاتیک یا داینامیک مورد استفاده قرار گیرد. کاربرد داینامیک آن عبارتند از شفت های دوار پمپ و پیستون های هیدرولیک سیلندر .اورینگ یکی از رایج ترین واشرها در طراحی ماشین ها است زیرا ارزان هستند، بسیار ساده هستند، مطمئن هستند و نصب آسانی دارند. آنها مي توانند ده ها مگاپاسکال (هزاران اسب بخار) فشار را تحمل کنند. اورینگها را می توان به وسیله اکستروژن، قالب گیری تزریقی، قالب گیری فشار یا قالب بندی انتقالی تولید کرد.

تا زمانیکه فشار سیال از فشار محل اتصال O-ring بیشتر نشود عمل آببندی به خوبی صورت میپذیرد. فشار سیال به صورت یک نواخت بر روی سطح اورینگ که غیر قابل فشرده شدن است منتقل می شود و فشار سطح هم زمان با فشار فزاینده بالا می رود. بنابراین اُرینگ تا زمانی که از لحاظ مکانیکی درست نصب شده باشد به خوبی آببندی را انجام می دهد. عمده ترین دلیل عدم آب بندی خوب اورینگ ها بیرون آمدگی قسمت های جفت شده می باشد.

انواع اورینگ ها و متریال های مورد استفاده:

وایتون Viton:
مقاومت فیزیکی و حرارت بالا در برابر فشار و روغن ها، اسیدها، بنزین، آب کلردار. وایتون ام نوع خاصی از لاستیک هست با استاندارد ASTM تولید می گردد که نام آن FKM هست و بیشتر با نام تجاری وایتون شناخته می شود و البته در استاندارد های ISO به عنوان FPM شناخته می شود . در کل این نوع از مواد را الاستومر فلوئوره می گویند که گرید های متفاوتی هم دارد همچون A/B/F//GBLT/GF/GLT/GFLT/ETP که همگی در گروه وایتون محسوب می شوند .این محصولات را میتوان در رنگ های مشکی ، سبز ،سفید،قرمز ،نارنجی و قهوه ای پیدا کرد.
EPDM : مقاومت در برابر اوزون، آب و اسیدها و آب شور دریا
سیلیکون : مقاومت حرارتی و الکتریکی بالا و رنگ پذیری خوب و مصارف بهداشتی، پزشکی و غذایی و هوای 200 تا 300 درجه فارنهایت
NBR نیتریل: مقاوم در برابر سایش و روغن های معدنی و گریس ها و حرارت
ACM & AEM : مقاوم در برابر حرارت و روغن های داغ
HNBR: مقاومت سایشی و فشار بالا و مقاوم در برابر انواع مواد هیدروکربوری و روغن ها

برای تشخیص یک اُرینگ با کیفیت و نسوز از اورینگهای معمولی کمی اُرینگ را می کشیم اگر سطح اورینگ به حالت اولیه برگشت و شکل خود را از دست نداد جنس آن اصلی و نسوز می باشد ولی اورینگهای معمولی را اگر کمی بکشیم شاهد خلل و سوراخ هایی در سطح آن می شویم و حالت اولیه خود را از دست می دهد. اُرینگ با کیفیت پس مدتی در برخورد و شرایط کاری با مایعات و گازوئیل و روغن کیفیت خود را از دست نمی دهد و نرمی و حالت خاص اولیه خود را دارند ولی O-ring معمولی خیلی زود خشک و شکننده می شوند.

آشنایی بیشتر با آرتمن پارس