مکانیکال سیل

چرا استفاده از مکانیکال سیل مهم است؟

یکی از مهترین عوامل در صنعت ها حفظ ایمنی می باشد، استغاده از مکانیکال سیل ها ایمنی تجهیزات صنعتی از جمله پمپ های صنعتی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. در بسیاری از پمپ های صنعتی از سیالات شمیایی یا خطرناکی استفاده می شود که نشتی این سیالات می تواند آسیب های جبران ناپذیری به محیط و اپراتور هایی که از این دستگاه ها استفاده میکنند وارد کند. از این رو استفاده از مکانیکال سیل در پمپ صنعتی مثل پمپ سانتریفیوژ و تجهیزات دوار صنعتی بسیار مهم است.

اجزای مکانیکال سیل

این قطعه از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که در ادامه به معرفی اجزای اصلی مکانیکال سیل می پردازیم:

فیس مکانیکال سیل

اولین قسمت از آب بند، فیس مکانیکال سیل یا صورت مکانیکال سیل می باشد که مستقیما با سیال در ارتباط هستند. فیس مکانیکال سیل معمولا از متریالی مانند کربن سرامیک، سیلیکون کارباید و تنگستن کارباید استفاده می شود که در مواد شیمیایی اسیدی یا غیر اسیدی کاربرد خاص دارند.

فنر

یکی دیگر از اجزای مهم آب بند مکانیکی، فنر مکانیکال سیل می باشد. وظیفه این قسمت ایجاد نیروی مکانیکی لازم برای حفظ حرکت سطح مکانیکال سیل در تماس با سیال می باشد. فنر این اجازه را با آب بند می دهد تا مکانیکال سیل با فشار و شرایط متغیر سازگار باشد.

قطعات چرخان و ثابت

در اکثر مکانیکال سیل ها معمولا قسمت متحرک یا دوار به شافت پمپ متصل می شود و با دوران شافت پمپ می چرخد در حالی که قسمت ثابت مکانیکال سیل به بدنه یا محفظه پمپ وصل می شود. این دو قسمت برای حفظ آب بندی با هم کار می کنند.

گسکت و اورینگ مکانیکال سیل

این قطعه معمولا از جنس الاستومر یا پلاستیک می باشند که وظیفه آن جلوگیری از نفوذ سیال مثل مایعات یا گاز به باقی قطعات و تجهیزات می باشد. به طور کلی گسکت یا واشر و اورینگ مکانیکال سیل به دو مدل داینامیک و استاتیک تقسیم می شوند که وظایف و عملکرد خاص خود را دارند.

در مکانیکال سیل از چه نوع پلاستیک هایی استفاده می شود؟

پلاستیک های استفاده شده در آب بند مکانیکی با توجه به نوع سیال متنوع می باشد، این پلاستیک ها می تواند از جنس وایتون (Viton)، NBR، EPDM، تفلون یا PTFE می باشد که با توجه نوع سیال و دمای سیال انتخاب می شود. تفلون یا PTFE نسبت به سایر پلاستیک ها انعطاف کمتری دارد ولی تحمل دمایی بیشتری را می تواند داشته باشد و با اکثر سیالات خورنده و اسیدی سازگاری دارد. این پلاستیک ها معمولا در قسمت آب بند مکانیکال سیل استفاده می شود.

جدول تحمل دمایی و مشخصات فنی انواع الاستومر یا پلاستیک آب بند

عملکرد مکانیکال سیل

نحوه عملکرد مکانیکال سیل را می توان به 3 قسمت تقسیم کرد: در قسمت ابتدایی که فیس مکانیکال سیل وجود دارد، سیال با فشار به صورت مستقیم با این قسمت برخورد می کند و با توجه به متریال فیس مکانیکال سیل که از جنس سیلیکون کارباید و کربن سرامیک می باشد در برابر خورندگی مقاومت می کنند. در قسمت میانی مکانیکال سیل فنرها وجود دارند که نیروی لازم جهت حفظ تماس بین سطوح آب بندی را فراهم میکند و این اطمینان را به ما میدهد که مکانیکال سیل با هر نوع تغییر و حرکت سازگار است. قسمت سوم مایع خنک کننده و روانکاری مکانیکال سیل می باشد که معمولا توسط خود سیال داخل پمپ این مایع تامین می شود و باعث خنک شدن مکانیکال سیل و روان کاری آن می گردد. در صورت نیاز می توان از مخزن جداگانه برای تامین مایع خنک کننده آب بند مکانیکی استغاده کرد.

فیلم نحوه عملکرد مکانیکال سیل

انواع مکانیکال سیل

هر کدام از مکانیکال سیل ها برای کاربرد های خاصی تولید شده اند، در ادامه به معرفی انواع مکانیکال سیل می پردازیم که با آن ها آشنا شوید:

مکانیکال سیل فشاری

در این سیل ها از دو قسمت آب بند استفاده شده است. آب بند ثانویه در مکانیکال سیل فشاری (push mechanical seal) متحرک می باشد که با حرکت آب بند اولیه به حرکت در می آید و خاصیت لاستیکی یا الاستومری دارد. مکانیکال سیل فشاری در آب بندی انتقال سیالات با فشار های بالا و سیالاتی که خاصیت سایندگی دارند کاربرد دارند.

مکانیکال سیل غیر فشاری

در این نوع از مکانیکال سیل ها با میزان فشاری که در سیستم هست میزان آب بندی را تنظیم میکند. مکانیکال سیل غیر فشاری (non push mechanical seal) از الاستومر یا فلز جهت آب بندی استفاده می کند. در این مدل آب بند در انتقال سیالات با فشار پایین و متوسط استفاده می شود.

مکانیکال سیل فنر موجی

در ساختار مکانیکال سیل فنر موج، از یک فنر که به صورت موج دار در داخل سیل قرار گرفته استفاده شده است. به دلیل ساختار فنر موج دار، دامنه حرکت قسمت متحرک مکانیکال زیاد می باشد و می تواند فشار های زیادی را تحمل کند. مکانیکال سیل فنر موج برای جلوگیری از فرار سیال در محیط یا قطعات دیگر استفاده می شود.

مکانیکال سیل آکاردئونی یا Bellows Seal

این نوع از مکانیکال سیل ها ساختاری مشابه دیگر مکانیکال سیل ها را دارد، دلیل انتخاب نام آکاردئونی یا Bellow seal به این دلیل می باشد که ساختار فنر داخل سیل شبیه به آکاردئون می باشد، همچنین متریال فنر این نوع آب بند معمولا از جنس استیل یا فولاد ضد زنگ می باشد و در فشار های متوسط استفاده می شود.

مکانیکال سیل دوبل

این نوع از مکانیکال سیل ها، همانطور که از نامش پیداس به صورت دوتایی می باشد، از این رو مکانیکال سیل دوبل یا دبل از نشتی سیالات، بیشتر جلوگیری می کند و اکثرا در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی برای ایمنی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

مکانیکال سیل بورگمن Burgmann

این قطعه، ساخت کشور آلمان می باشد که در مدل های متنوعی مانند دوبل، آکاردئونی، فنر موج و… تولید می شود. مکانیکال سیل بورگمن اکثرا در تجهیزاتی مانند پمپ های صنعتی، میکسر ها، توربین ها و کمپرسور ها جهت جلوگیری از نشتی و آب بندی مورد استفاده قرار می گیرد و از کیفیت بسیار بالایی برخوردار می باشد.

کاربرد مکانیکال سیل در تجهیزات صنعتی 

اغلب در تجهیزات صنعتی که در آن ها از سیالات مختلف مثل آب، گاز و… استفاده می شود، مکانیکال سیل ها (Mechanical Seal) کاربرد دارد که در ادامه به معرفی مهمترین آن ها می پردازیم.

مکانیکال سیل پمپ

در پمپ های صنعتی یکی از قطعات بسیار مهم و حیاتی،مکانیکال سیل ها هستند. استفاده از مکانیکال سیل به جای آب بند های معمولی (مانند نوار گرافیکی یا پکینگ) باعث جلوگیری از نشت سیالات، افزایش طول عمر پمپ و ایمنی بالا می شود که در انواع مختلف پمپ ها مانند پمپ سانتریفیوژ و جابجایی مثبت مورد استفاده قرار میگیرد.

مکانیکال سیل پمپ سانتریفیوژ

در پمپ های سانتریفیوژ یا گریز از مرکر با توجه به اینکه معمولا سیالات با دبی و فشار بالایی جابجا می شوند، استفاده از سیل مکانیکی حائز اهمیت است. مکانیکال سیل پمپ سانتریفیوژ در فشار و دبی بالایی که این پمپ ها دارند از نشتی مایع و سیال پمپ شونده جلوگیری می کند که این امر باعث بهبود ایمنی در محیط های صنعتی، کاهش هزینه و افزایش طول عمر پمپ می شود.

مکانیکال سیل میکسر صنعتی

در میکسر های صنعتی هم با توجه به اینکه مواد مختلفی در آن ها در حال هم زدن هستند، مکانیکال سیل ها از نشتی سیالات جلوگیری می کند.

مکانیکال سیل کمپرسور

در کمپرسور ها با توجه به اینکه انتقال گاز و هوا انجام می شود، برای ایمنی بیشتر انتقال گازها از مکانیکال سیل استفاده می شود.

عوامل مهم در انتخاب مکانیکال سیل

برای انتخاب آب بند مکانیکی باید به چندین مورد توجه کرد که در ادامه به آن ها اشاره میکنیم:

• نوع سیال از لحاظ میزان خورندگی
• سایز شافت پمپ
• سرعت الکتروموتور کوپل شده با پمپ
• دمای سیال پمپ شونده
• مدل فنر مکانیکال سیل
• جنس فیس مکانیکال سیل یا سطح آب بند که از نوع سیلیکون کارباید، تنگستن کارباید، کربن سرامیک و… باشد.
• نوع قطعه آب بند که می تواند به صورت گسکت و اورینگ باشد که در متریال های مختلف پلاستیکی و فلزی مانند وایتون VITON، EPDM، NBR، PTFE، استنلس استیل و… باشد

تعمیر و نگهداری 

برای تعمیر انواع آب بند مکانیکی باید به چند مورد توجه کرد که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم:

• تعمیرات دوره ای و بررسی منظم مانند روغن کاری و تعویض قطعات فرسوده که باعث افزایش طول عمر مکانیکال سیل می شود.
• بررسی پمپ های صنعتی از لحاظ نشتی سیال که در صورت وجود نشتی نشان دهنده آسیب دیدگی مکانیکال سیل دارد و باید قطعات اسیب دیده تعویض گردد.
• اطمینان از خنک کنندگی و روانکاری مکانیکال سیل، در صورت عدم روانکاری و خنک شدن مکانیکال سیل، باعث آسیب دیدن قطعه می شود.
• بررسی قسمت های دارای الاستومر یا لاستیک که معمولا در امتداد شافت پمپ قرار می گیرند و باعث ساییدگی می شوند.

خرید مکانیکال سیل

با توجه به این که سیل های مکانیکی در اندازه، مدل ها و متریال مختلف تولید می شود، قیمت مکانیکال سیل می تواند متفاوت باشد. اگر به دنبال خرید مکانیکال سیل مناسب برای پمپ آب، انواع پمپ سانتریفیوژ و پمپ های جابجایی مثبت هستید، می توانید جهت اطلاع از قیمت با کارشناسان فروش سایت صنعت پلاس در ارتباط باشید.

جمع بندی

نتیجه گیری که از این مقاله می توان داشت، مکانیکال سیل را می توان به عنوان یک قطعه حیاتی در پمپ های صنعتی، کمپرسور ها و میکسرها دانست، چرا که عدم وجود این قطعه باعث آسیب جدی به تجهیزات صنعتی می شود و همچنین ایمنی محیط به دلیل احتمال نشتی سیالات به خطر می افتد. پیشنهاد می شود اگر قصد انتقال سیالات با پمپ را دارید حتما از مکانیکال سیل با متریال مناسب استفاده کنید تا به اصول ایمنی و عملکرد استفاده از تجهیزات صنعتی پایبند باشید.