مکانیکال سیل و آب بند ها + قیمت مکانیکال سیل

همانطور که می دانیم هر سیستم و صنعتی برای آببند کردن نیاز به مکانیکال سیل خاص خود دارد. هلدینگ مهندسی بازرگانی آتی تابناک سپند با تکیه بر یک دهه دانش و تجربه، نیاز مشتریان خود بر انواع خاص مکانیکال سیل های اورجینال و غیر اورجینال، به سلیقه و توانایی مالی مشتری خود، برآورده می کند.

با ما آینده در دستان شماست.

 

در این مقاله سعی خود را بر آن داشته ایم که مختصری در خصوص موارد ذیل صحبت کنیم؛ با ما همراه باشید: 

مکانیکال سیل و طرز کار مکانیکال سیل 

اجزا مکانیکال سیل

توپوگرافی مکانیکال سیل 

انواع مکانیکال سیل 

کاربرد مکانیکال سیل

قیمت مکانیکال سیل

مکانیکال سیل بورگمن (EagleBurgmann Mechanical Seals)

قیمت مکانیکال سیل بورگمن

مکانیکال سیل ها در پمپ های آلفالاوال (Alfa Laval Mechanical Seals)

 

 

مکانیکال سیل  چیست- طراحی اولیه و طرز کار مکانیکال سیل:

مکانیکال سیل، موثرترین وسیله برای آب بندی تجهیزات چرخشی یا روتاری (Rotating)، آب بندی فرایند مایعات و گازها در تجهیزات چرخشی مدرن مانند پمپ های سانتریفیوژ، کمپرسورها، همزن ها و میکسر ها، دمنده ها، راکتورها و ... است.

مکانیکال سیل از نشت مایع فرایند به صورت کاملاً موثر، به محیط فرایند، جلوگیری می کند. اگر چه تمام طرح های مکانیکال سیل ها دارای ویژگی های مشترکی هستند، اما موفقیت یک برنامه، بستگی به انتخاب مدل مکانیکال سیل مناسب، انتخاب طرح مناسب مکانیکال سیل، انتخاب مکانیکال سیل با مواد و متریال مناسب، انتخاب درست ترتیبات و برنامه های لوله کشی مکانیکال سیل دارد.

هلدینگ مهندسی بازرگانی آتی تابناک سپند در انتخاب مکانیکال سیل مناسب، با بهترین قیمت و بالاترین کیفیت در خدمت مشتریان خود خواهد بود.

در ساده ترین تعریف، یک مکانیکال سیل، غشا سیال کنترل شده ای بین سیل ( Seal) چرخشی یا روتاری (Rotor) و سیل ثابت یا استیشنری (Stator) ایجاد می کند. این سیل ها به شفت روتاری و محفظه سیل ثابت یا استیشنری وصل می شوند؛ که خود داخل قطعه ای سازگار مانند Sleeves و Glands، قرار دارند.

این سیل ها و دیگر اجزا سیل با همکاری هم اجازه می دهند غشا سیال بسیار نازکی بین سیل های روتاری و استیشنری قرار گیرد. ضخامت غشا سیال بین سیل ها بگونه ای مهندسی می شود تا میزان انتشار و سایش سیل را در طول زمان به حداقل و عمر سیل و عملکرد مطمئن آن را به حداکثر برساند.

 

اجزاء مکانیکال سیل ( اجزاء آب بند مکانیکی ):

بنابراین هر مکانیکال سیل برای هر نوع دستگاهی شامل یک جفت کفه سیل (Seal Faces) یا دو بخش می باشد. یک  کفه سیل (Seal) به شفت روتاری (Rotating shaft) وصل است و دیگر کفه سیل به پوشش ثابت (stationary casing) دستگاه که آب بند شده، متصل است.

علاوه بر کفه های سیل (Seal Faces) اجزای دیگری نیز وجود دارند که در طراحی مکانیکال سیل اهمیت دارند: گاهی اوقات به کفه های سیل، سیل اولیه (Primary Seal) و به بخش های دیگر که وظیفه اب بند کردن بخش های دیگر را در مکانیکال سیل دارند، سیل ثانویه (Secondary Seal) گفته می شود. این سیل های ثانویه قطعات انعطاف پذیری هستند؛ اورینگ ها (O-rings) معمول ترین سیل های ثانویه در مکانیکال سیل ها هستند.

دیگر عاملی که در طراحی مکانیکال سیل اهمیت دارد، و از اجزا مکانیکال سیل هستند، مکانیزم حرکتی فنر (Spring) است که کفه های سیل (Seal Faces) را تحت تأثیر قرار می دهد و به هم متمایل می کند.

مکانیکال سیل ها می توانند به گونه ای طراحی شوند که در فرایندی که سیال مایع، گاز و یا مخلوط باشد، کار کنند. زمانی که کفه های سیل در برخورد با سیال مایع هستند، غشا سیال یک پشتیبانی هیدروستاتیکی بوجود می آورد، و حالت روان کننده و خنکی بین کفه های سیل ایجاد می کند. ضخامت غشا سیال معمولاً متناسب با زبری کفه های سیل تقریباً 0.5 میکرون یا 20 میکرون اینچ می باشد. در نتیجه برخورد کم کفه های سیل با هم، اصطحکاک و سایش را کم و میزان انتشار سیال را در سیل به حداقل می رساند.

برای رسیدن به این اهداف و بهینه ساری عملکرد مکانیکال سیل ها باید توپوگرافی کفه های سیل، بارگذاری هیدرولیک، تغییر شکل کفه های سیل و جزییات متریال و جنس سیل ها، به صورت دقیق کنترل شود.

کفه های سیل همچنین برای کار با غشا گازی یا بخار نیز طراحی شده اند. این توانایی مکانیکال سیل ها، آب بند طیف وسیعی از تجهیزات را در بر می گیرد. کفه های سیل در محیط خشک معمولاً به گونه ای طراحی می شوند که بدون تماس باشند. این ویژگی مهندسی شده کفه های سیل، لیفت ( بالا بردن) هیدرودینامیکی ای ایجاد می کند که بطور موثر کفه های سیل را در طول کار، از هم جدا می کند. برای این کار نیروی کمی نیاز است اما اجازه می دهد مکانیکال سیل ها در فشار و سرعت بالاتری کار کنند.

 

توپوگرافی دقیق کفه های سیل در مکانیکال سیل ها:

طراحی های پیشرفته و افزایش توانایی های سازندگان باعث شده مکانیکال سیل ها در محیط های بیشتری مورد استفاده قرار گیرند. کنترل توپوگرافی کفه سیل و طرح های نوآورانه با ویژگی های ریز، عملکرد مکانیکال سیل ها را بهبود بخشیده؛

آب بند کردن تنها به سیل های با کفه های صاف محدود نمی شود. ویژگی های کفه های سیل سبب می شود غشا سیال افزایش یابد، لیفت صورت گیرد، اصطحکاک کم شود، نشتی به حداقل و سایش کاهش یابد.

 

طرح های مکانیکال سیل ها-انواع مکانیکال سیل:

مکانیکال سیل ها در طیف گسترده ای از طرح ها و توانایی ها موجود هستند. انتخاب مناسب طرح سیل، ویژگی های مناسب، ترتیب سیل ها و برنامه لوله کشی، برای رسیدن به عملکرد بهینه مکانیکال سیل ها بسیار حیاتی است.

طرح های سیل با توجه به ویژگی های متفاوت هر طرح تقسیم بندی می شوند.

مکانیکال سیل ها بر اساس نوع بار گذاری مکانیکی عموماً به دو دسته تقسیم می شوند:

• مکانیکال سیل های فشاری (Pusher Seals)
• مکانیکال سیل های دنباله دار (Bellows Seals)

 

مکانیکال سیل های فشاری (Pusher Seals):

مکانیکال سیل های فشاری، دو کفه سیل دارند؛ کفه سیل منعطف از یک واشر پویا یا دینامیک برای حرکت محوری استفاده می کند و توسط فنرهای مکانیکی بارگذاری می شود. این نوع طرح، رایج ترین طرح آب بند های فشاری است.

سیل های فشاری کاربردهای مختلفی دارند هم می توانند در شرایط کاری ساده و کم استفاده شوند و هم در طرح های پیچیده مهندسی شده، برای فشار و سرعت های بالا، مورد استفاده قرار گیرند.

 

مکانیکال سیل های دنباله دار (Bellows Seals):

مکانیکال سیل های دنباله دار، از یک دنباله منعطف برای حرکت محوری استفاده می کنند. خود دنباله معمولاً بار مکانیکی را برای کفه های سیل فراهم می کند. یکی از معمول ترین طرح های سیل های دنباله دار، استفاده از یک لبه فلزی جوش خورده است.

در ساخت  دنباله ها از آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود که در محیط های شیمیایی سخت، کارایی دارند. طرح های ویژه همراه با واشرهای گرافیتی منعطف، باعث می شود مکانیکال سیل های دنباله دار در دماهای بسیار بالا کار کنند.

با حذف واشرهای دینامیک، می توان گفت مکانیکال سیل های دنباله دار مقاومت بیشتری در برابر مواد جامد و آلودگی های فرایند دارند. طرح های سیل های دنباله دار الاستومتری معمولاً برای کاربردهای ساده تر استفاده می شوند.

 

مکانیکال سیل ها به دوصورت مکانیکال سیل های کارتریج و مکانیکال سیل های کامپوننت عرضه می شدند.

مکانیکال سیل های کامپوننت (Component Seals):

مکانیکال سیل های کامپوننت شامل بخش های اولیه سیل هستند که باید درون پمپ به عنوان اجزا جدا و تک تک نصب شوند. برای این کار نه تنها مهارت های قابل توجهی نیاز است بلکه می بایست عمل نصب بدرستی انجام گیرد.

مکانیکال سیل های کارتریج (Cartridge Seals):

مکانیکال سیل های کارتریج به گونه ای بسته شده اند که همه اجزا از قبل اسمبل شده اند و می توان در پمپ بصورت اسمبل شده کامل، نصب شوند. این نوع مکانیکال سیل ها این اطمینان را می دهند که همه اجزا به درستی نصب شده اند و در طول نصب صدمه ای نمی بینند.

بیشتر مکانیکال سیل ها بصورت کارتریج به مشتری عرضه می شوند.

 

قطعات منعطف چرخشی (روتاری) و قطعات ثابت ( استیشنری):

قطعات منعطف مکانیکال سیل ها ( فنرها و دنباله ها ) می تواند به گونه ای طراحی شوند که با قسمت Sleeve سیل بچرخند یا با قسمت Gland سیل ثابت باشند.

قطعات منعطف چرخشی، رایج ترین طرح ها هستند و بیشتر برای مقاطع شعاعی کوچکتر و عملکردهای خود تمیز کنی (Self-Cleaning)، استفاده می شوند.

قطعات منعطف استیشنری یا ثابت، در تجهیزاتی که کمتر منطبق (misalignments) هستند، استفاده می شوند و در سرعت های بالا، مقاومت بیشتری دارند.

آب بندی می تواند با هر دو طرح منعطف روتاری و منعطف استیشنری رضایت بخش باشد.

 

مکانیکال سیل های تکی (Single Seals) و مکانیکال سیل های دوبل (Dual Seals):

اکثر تأسیسات مکانیکال سیل ها یک ست کفه سیل در اسمبل شان دارند. زمان هایی وجود دارد که وجود چند سیل برای کم کردن انتشار و اضافه کار کردن مکانیکال سیل ها، بسیار مفید است. از این ویژگی به عنوان ترتیبات سیل (Seal Arrangments) یاد می شود.

مکانیکال سیل ها در ترتیب 1، سیل های تکی هستند که شامل یک ست کفه سیل هستند. این ترتیب برای نصب ساده انجام می شود؛ در این نوع نصب نشتی ها به سمت قسمت جوی (اتمسفوریک) سیل روانه می شوند.

در ترتیب 2، مکانیکال سیل ها دو ست کفه سیل دارند. در این نوع ترتیب حفره (Cavity) بین دو سیل فشار کمتری نسبت به فشار محفظه سیل (Chamber)، نگه می دارد.

هر نشتی ای که از مجموعه سیل اول بگذرد، در این حفره نگه داشته می شود. این حفره در معرض محیط زیست قرار گرفتن را به حداقل می رساند. ترتیب سیل دوبل، در زمانی که سیل اول نتواند اب بندی کند، باعث آب بند شدن اضافه می شود.

در ترتیب 3 مکانیکال سیل ها، دو جفت کفه سیل و حفره بین سیل ها، فشار بیشتری نسبت به فشار محفظه سیل، نگه می دارد. این مساله باعث می شود هر گونه نشتی به محیط از بین برود و در این شیوه ترتیب مکانیکال سیل کمتر به شرایط فرایند متکی است.

همه نوع ترتیبات مکانیکال سیل ها در صنایع مختلف رایج هستند.

 

کاربرد مکانیکال سیل ها:

مکانیکال سیل ها به گونه ای طراحی می شوند که در شرایط عملیاتی مختلف به خوبی کار می کنند. نمی توان از یک طرح خاص مکانیکال سیل در شرایط مختلف استفاده کرد؛ بنابراین هر نوع مکانیکال سیل یک گستره عملیاتی دارد که نشان می دهد این نوع مکانیکال سیل مناسب این شرایط کاری است.

محدودیت های کاری مکانیکال سیل ها شامل محدودیت های مکانیکی و محدودیت های متریالی است. این بدان معنی است که هر نوع مکانیکال سیل با نوع خاص متریال، مناسب شرایط خاص عملیاتی مانند فشار خاص، دمای خاص، سرعت و سایز خاص خواهد بود.

هرکدام از مقادیر موثر فشار، دما، سرعت و سایز، باعث بوجود آمدن طرح های متفاوت و در نتیجه کاربرد های متفاوت مکانیکال سیل ها خواهد شد.

برای مثال روغن روان کننده در دمای 93 درجه سانتی گراد (°200  فارنهایت) رفتار کاملاً متفاوتی با آب در این دما خواهد داشت، لذا کاربرد مکانیکال سیل متناسب با نوع سیال و شرایط کاری متفاوت خواهد بود. بنابراین انتخاب مکانیکال سیل مناسب نیاز به دانش مهندسی کافی و دقیق دارد.

برای شناخت کاربرد یک مکانیکال سیل موارد زیر را باید در نظر گرفت:

جنس مکانیکال سیل (Mechanical Seal Materials):

مکانیکال سیل ها اجزاء مختلفی دارند، که هرکدام از این اجزاء، کارکرد بسیار متفاوتی دارند؛ بنابراین نیاز به مواد سازنده مکانیکال سیل از الاستومرها تا سرامیک ها ناگزیر خواهد بود. با توجه به اینکه این مواد  یا متریال ویژگی های بسیار متفاوتی دارند اما با این حال برای عملکرد بهینه مکانیکال سیل ها، این اجزا با جنس های متفاوت می بایست با هم به خوبی کار کنند.

متریال یا جنس کفه های سیل (Seal Faces) مکانیکال سیل:

مسلماً کفه های سیل در مکانیکال سیل، مهمترین مولفه یک مکانیکال سیل است که می بایست در انتخاب متریال و ماده سازنده آن دقت زیادی داشت. طیف گسترده ای از متریال ها در ساخت کفه های سیل مورد استفاده قرار می گیرد از انواع فلزات گرفته تا پوشش های سرامیکی یا کربنی.

پیشرفت هایی که در مواد سازنده کفه های سیل ها صورت گرفته باعث عملکرد بهتر مکانیکال سیل های مدرن گردیده است.

 رایج ترین متریال های کفه های سیل همراه با ویژگی هایشان در جدول ذیل آورده شده است:

 

متریال مورد استفاده در کفه های سیل	ویژگی های آن
سیلیکون کاربید واکنش داده شده (Reaction Bonded Silicone Carbide)	-کارکرد معمول: مواد سخت -ویژگی های فیزیکی: عالی -نمی تواند در برابر مواد سوزاننده و یا اسیدهای تهاجمی استفاده شود.
سیلیکون کاربید متخلخل (Sintered Silicone Carbide)	-کارکرد معمول و شیمیایی: مواد سخت -ویژگی های فیزیکی: عالی -در برابر مواد شیمیایی متهاجم استفاده می شود.
نیکل محدود شده کاربید تنگستن (Nickel Bound Tungsten Carbide)	-کارکرد شیمیایی: مواد سخت - ویژگی های فیزیکی: عالی -مقاوم در برابر ضربه -به صورت محدود در برابر مواد شیمیایی متهاجم استفاده می شود.
اکسید الومینا (Alumina Oxide)	-کارکرد شیمیایی: مواد سخت -مقاومت شیمیایی: عالی -محدود به کارهای کم
کربن آغشته به رزین (Resin Impregnated Carbon)	-کارکرد معمول: مواد نرم -مقاومت شیمیایی: خوب -ویژگی مالشی (اصطحکاک) خوب
کربن فلزکاری شده (Metallized Carbon)	-فلز آنتیموان با کربن پرشده -کارکرد بالا: مواد نرم -مقاومت شیمیایی: محدود -ویژگی های فیزیکی: خوب -مقاوم در برابر تاول