यांत्रिक सील के रखरखाव की लागत को कैसे कम करें।

यह लेख प्लांट रखरखाव में लागत को कम करने और यांत्रिक सील दक्षता में सुधार के लिए तकनीकी प्रगति पर चर्चा करता है। यह खांचे के साथ गैर-संपर्क यांत्रिक एंड फेस सीलिंग जैसे नवाचारों को उजागर करता है, जो तरल अवरोधों के बजाय निष्क्रिय गैस का उपयोग करके घर्षण और पहनने को कम करता है। स्वयं-स्नेहन गुणों वाले सिलिकॉन कार्बाइड और हीरा-लेपित सीलिंग सतहों जैसी नई सामग्री स्थायित्व और प्रदर्शन को बढ़ाती हैं। EN 12756 और API 682 के माध्यम से मानकीकरण अदला-बदली और लागत में कमी सुनिश्चित करता है। ये प्रगति विशेष रूप से तेल और गैस, पेट्रोकेमिकल्स, और फार्मास्यूटिकल्स जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में सीलिंग विश्वसनीयता, ऊर्जा बचत, और सेवा जीवन को काफी हद तक सुधारती हैं।

प्लांट रखरखाव में लागत को कम किया जा सकता है। इसे प्राप्त करने के लिए, दो महत्वपूर्ण कारक हैं:

प्रौद्योगिकी विकास

एक यांत्रिक सील में एक घूर्णन घटक (गतिशील रिंग) और एक स्थिर घटक (स्थैतिक रिंग) होता है। चलने वाली रिंग आमतौर पर उपकरण के घूर्णन भाग (जैसे शाफ्ट) से जुड़ी होती है, जबकि स्थिर रिंग मशीन के स्थिर भाग (जैसे रोटरी पंप के पैकिंग बॉक्स) से जुड़ी होती है। प्रभावी सीलिंग प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, सीलिंग सतह को बिल्कुल सपाट होना चाहिए और सतह की खुरदरापन अत्यंत कम होनी चाहिए। सटीक रूप से मिलान की गई गतिशील और स्थैतिक रिंग्स कसकर फिट हो सकती हैं, जिससे प्रक्रिया तरल पदार्थों के रिसाव को प्रभावी रूप से रोका जा सकता है।

दो सीलिंग सतहों के बीच की बातचीत यांत्रिक सील के हाइड्रोलिक संतुलन की स्थिति को निर्धारित करती है। सामान्य कार्यशील स्थितियों के तहत, निर्मित तरल फिल्म सीलिंग द्रव के दबाव द्वारा उत्पन्न उद्घाटन और समापन बलों के बीच हाइड्रोलिक संतुलन प्राप्त कर सकती है, जिससे भौतिक रिसाव सीमित होता है। API 682 मानक सही आकार के मापदंडों की गणना करने के लिए विस्तृत मार्गदर्शन और विनिर्देश प्रदान करता है।

हालांकि, संचालन के दौरान, यांत्रिक और थर्मल तनावों के कारण सीलिंग रिंग विकृत हो सकती है, जो यांत्रिक सील के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकती है। यह विकृति मूल हाइड्रोलिक संतुलन को तोड़ देगी, जिससे सीलिंग सतहों के बीच की तरल फिल्म अस्थिर हो जाएगी और अत्यधिक रिसाव होगा।

इसलिए, इंजीनियर लगातार घर्षण को कम करने के लिए नई तकनीकी विधियों की खोज कर रहे हैं, विशेष रूप से महत्वपूर्ण अनुप्रयोग स्थितियों के तहत, नए सामग्रियों के विकास और नई सीलिंग तकनीकों के अनुप्रयोग पर विशेष ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। इन नवाचारों ने आधुनिक उत्पादन प्रक्रियाओं में सीलिंग दक्षता और विश्वसनीयता को काफी हद तक सुधार दिया है।

गैर संपर्क तकनीक - खांचे के साथ स्लाइडिंग एंड फेस

गैर-संपर्क यांत्रिक एंड फेस सीलिंग प्रणाली में एक चलने वाली रिंग और एक स्थिर रिंग होती है। चलने वाली रिंग के एंड फेस को विशेष रूप से एक विशिष्ट ज्यामितीय आकार (जैसे सर्पिल या स्टेप्ड) के लिए संसाधित किया जाता है, जो दो एंड फेस के बीच तरल गतिशील प्रभाव उत्पन्न कर सकता है, जिससे उनके बीच एक स्थिर छोटा अंतराल बनता है (चित्र 1 देखें)। यह डिज़ाइन तरल गतिशील उठान के सिद्धांत का उपयोग करता है, जिससे सीलिंग सतह बिना सीधे संपर्क के प्रभावी सीलिंग स्थिति बनाए रख सकती है।

पारंपरिक संपर्क सील्स के विपरीत, यह गैर-संपर्क डिज़ाइन तरल अवरोधों और उनके संबंधित समर्थन प्रणालियों पर निर्भर नहीं करता है। इसके विपरीत, यह सीलिंग प्रभाव को सीलिंग इंटरफेस पर निष्क्रिय गैस की आपूर्ति करके प्राप्त करता है। निष्क्रिय गैसों का चयन आमतौर पर उनकी रासायनिक स्थिरता और कार्यशील वातावरण के अनुकूलता के आधार पर किया जाता है ताकि सील किए गए माध्यम के साथ प्रतिक्रियाओं से बचा जा सके। इसके अलावा, निष्क्रिय गैस का दबाव और प्रवाह दर एक सरल नियंत्रण पैनल के माध्यम से सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है ताकि सीलिंग प्रदर्शन की स्थिरता और विश्वसनीयता सुनिश्चित की जा सके।

घर्षण गुणांक और सील्स के पहनने को लगभग शून्य तक प्रभावी रूप से कम करने के कारण, यह समाधान उन अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयुक्त है जिन्हें महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से तेल और गैस, पेट्रोकेमिकल, और फार्मास्यूटिकल उद्योगों में जिन्हें शून्य उत्सर्जन की आवश्यकता होती है।

नई पीढ़ी की सामग्री

स्वयं-स्नेहन गुणों वाले सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री का व्यापक रूप से यांत्रिक सील्स में उपयोग किया जाता है। चलने वाले भागों के मिलान के चयन में, घर्षण को यथासंभव कम करने के लिए आमतौर पर विभिन्न कठोरता वाली सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। सीलिंग रिंग संयोजन का चयन विशेष रूप से महत्वपूर्ण होता है, जिनमें से सबसे सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला संयोजन कार्बन रिंग और सिलिकॉन कार्बाइड रिंग है (चित्र 2 देखें, सामान्य सतह संयोजनों के लिए दबाव x चक्र वेग PxV गुणांक)। यह संयोजन न केवल उत्कृष्ट थर्मल चालकता और रासायनिक प्रतिरोध रखता है, बल्कि तरल में घर्षण कणों के कारण होने वाले पहनने का भी प्रभावी रूप से प्रतिरोध करता है।

जब ग्रेफाइट रिंग्स और सिलिकॉन कार्बाइड रिंग्स विभिन्न कारणों से विकृत होती हैं, तो वे उत्कृष्ट पारस्परिक अनुकूलता प्रदर्शित करती हैं, जिससे अच्छी सीलिंग प्रदर्शन बनी रहती है। हालांकि, जब कार्यशील दबाव बहुत अधिक होता है या तरल में गंदगी की मात्रा अधिक होती है, तो सीलिंग प्रभाव सुनिश्चित करने के लिए दो उच्च कठोरता वाली रिंग्स का उपयोग करना आवश्यक होता है। हालांकि इन सामग्रियों का घर्षण गुणांक उच्च होता है, इससे घूर्णन के दौरान अधिक गर्मी उत्पन्न हो सकती है, जो तरल फिल्म के वाष्पीकरण का कारण बन सकती है, जिससे सूखा चलना, रिंग विकृति या टूटना हो सकता है, और सहायक गैसकेट्स के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।

हाल ही में विकसित निर्माण प्रक्रिया में स्व-स्नेहन सामग्री कणों को डूबने की विधि (सिलिकॉन कार्बाइड डूबने की विधि) के माध्यम से एक सिनेर्ड सिलिकॉन कार्बाइड मैट्रिक्स में जोड़ना शामिल है। इस विधि का उपयोग करके बनाए गए स्थिर और घूर्णनशील रिंग्स अत्यधिक उच्च प्रदर्शन सीमाओं को प्राप्त कर सकते हैं। विशेष रूप से, इस सामग्री का उपयोग करने वाले यांत्रिक सील्स अवशोषित टॉर्क मान को सीमित कर सकते हैं, जिससे घर्षण और गर्मी उत्पन्न होने में काफी कमी आती है। यह न केवल सीलिंग घटकों की स्थायित्व और विश्वसनीयता में सुधार करता है, बल्कि उनके सेवा जीवन को भी बढ़ाता है, विशेष रूप से चरम कार्य स्थितियों के तहत अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।

हीरे की कोटिंग वाली सीलिंग सतह

सिलिकॉन कार्बाइड रिंग्स को आमतौर पर रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) प्रक्रिया के माध्यम से हीरे की कोटिंग की एक पतली परत के साथ लेपित किया जाता है ताकि उनके घर्षण गुणों और रासायनिक संगतता को बढ़ाया जा सके। पावर प्लांट्स और पेट्रोलियम और पेट्रोकेमिकल सुविधाओं में गर्म पानी के अनुप्रयोगों में, तरल गैसें वाष्पीकरण के लिए प्रवण होती हैं, जिससे स्नेहन प्रदर्शन का नुकसान होता है, जबकि हीरे की कोटिंग्स सील की पहनने की प्रतिरोधकता और जंग प्रतिरोधकता को काफी हद तक सुधार सकती हैं।

फार्मास्युटिकल उद्योग में, पारंपरिक सील्स अक्सर सख्त आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर पाती हैं क्योंकि किसी भी संदूषण से बचने की आवश्यकता होती है, जबकि हीरे की कोटिंग वाली सील्स उत्कृष्ट रासायनिक जड़ता और शुद्धता प्रदर्शित करती हैं, जो इन उच्च मानक आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करती हैं।

इसके अलावा, हीरे की कोटिंग वाली रिंग्स का उपयोग करने वाले यांत्रिक सील्स द्वंद्व सीलिंग और गैर-संपर्क सीलिंग की शुष्क संचालन स्थितियों के तहत संक्षिप्त संचालन का सामना कर सकते हैं, जिससे उनके अनुप्रयोग की सीमा और बढ़ जाती है।

इंजीनियरिंग मशीनरी सील्स

डिजाइन चरण के दौरान, सीलिंग रिंग के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में स्थिरता बनाए रखना एक प्रमुख चुनौती है (चित्र 3 देखें)। यह स्थिरता सीलिंग रिंग की ड्राइविंग स्थिरता सुनिश्चित करने और उलटने से रोकने के लिए महत्वपूर्ण है। इस प्रकार की सील वर्तमान में बॉयलर फीड पंप, पाइपलाइनों, जल इंजेक्शन सिस्टम, मल्टीफेज पंप और अन्य उच्च-दबाव अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है जिनका कार्य दबाव 100 बार से अधिक होता है। सीलिंग रिंग के आकार और आकार को सटीक रूप से नियंत्रित करना न केवल सीलिंग प्रदर्शन को बनाए रखने में मदद करता है, बल्कि पहनने को भी प्रभावी ढंग से कम करता है और सेवा जीवन को बढ़ाता है।

मानकीकरण और अदला-बदली

अन्य औद्योगिक सहायक उपकरणों की तरह, यांत्रिक सील घटकों का एक संदर्भ मानक होता है जो उनके स्थापना आयामों को निर्दिष्ट करता है, जिससे प्रतिस्थापन के लिए अन्य निर्माताओं द्वारा उत्पादित सील्स का उपयोग किया जा सकता है। यह न केवल अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए सेवा गुणवत्ता में सुधार करता है, बल्कि कारखाने के संचालन लागत को भी कम करता है।

ईएन 12756 मानक

ईएन 12756 मानक एकल यांत्रिक सील्स और डबल यांत्रिक सील्स के लिए मुख्य स्थापना आयाम निर्दिष्ट करता है जब उन्हें घटकों के रूप में उपयोग किया जाता है, घूर्णन और स्थिर घटकों को कवर करने वाले फ्लैंग्स और स्लीव्स को छोड़कर। युद्ध के बाद की प्रारंभिक अवधि में, यांत्रिक सील्स का पहला बैच संयुक्त राज्य अमेरिका से यूरोप में पेश किया गया था, जिसमें माप की इकाई इंच थी।

डीआईएन 24960 मानक बाद में ईएन 12756 मानक में विकसित हुआ, जिससे आईएसओ मानकों के अनुसार पंपों का उत्पादन करने वाले निर्माताओं को महत्वपूर्ण लाभ मिला, विशेष रूप से अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए जो अब गैर-मानकीकृत उत्पाद प्रदान करने वाले सील आपूर्तिकर्ताओं तक सीमित नहीं हैं। सील्स की कीमत और उनके संबंधित रखरखाव लागत में इसलिए काफी कमी आई है।

एपीआई मानक

तेल और गैस उपकरणों में पंप आमतौर पर एपीआई 610 मानकों के अनुसार निर्मित होते हैं, जबकि यांत्रिक सील्स आमतौर पर एपीआई 682 मानकों के अनुसार निर्मित होते हैं। इस मानक के अनुसार, सील्स को बेलनाकार घटकों के रूप में प्रदान किया जाना चाहिए, जो स्थापना को सरल बनाने और डिलीवरी से पहले परीक्षण की अनुमति देने के लिए फ्लैंग्स और बुशिंग्स से सुसज्जित होते हैं। एपीआई मानक बाजार में विभिन्न एपीआई पंपों के पैकिंग बॉक्स विनिर्देशों के आधार पर यांत्रिक सील्स के आकार का निर्धारण करने के लिए सिफारिशें प्रदान करता है।

यह मानकीकरण न केवल तकनीकी रूप से संभव है, बल्कि स्टफिंग बॉक्स के अंदर घटकों के समग्र आयामों को भी मानकीकृत कर सकता है, जिससे मध्यम पैमाने पर बड़े पैमाने पर उत्पादन और निर्माण और गोदाम प्रबंधन लागत को कम किया जा सकता है।

महत्वपूर्ण रूप से, यह मानकीकरण अंतिम उपयोगकर्ताओं को विभिन्न 'योग्य यांत्रिक सील निर्माताओं' को चुनने की अनुमति देता है, जिससे अदला-बदली के मुद्दों को समाप्त किया जा सकता है। इस विधि के माध्यम से, उपयोगकर्ता उपयुक्त सील्स को लचीले ढंग से चुन सकते हैं और उनके सुचारू प्रतिस्थापन को सुनिश्चित कर सकते हैं, जिससे गलत सील्स के कारण होने वाले डाउनटाइम और रखरखाव लागत को कम किया जा सकता है।