기계적 씰: 누출 최소화, 효율성 극대화

인증은 다른 방식으로 표현되며 기계적 씰은 운영상의 우수성이 확립되었을 뿐만 아니라 귀하가 고수한 환경 보존 표준을 보장함으로써 실패하고 오래될 가능성이 낮습니다. 기계적 씰은 석유 및 가스, 제약 및 화학 처리와 같은 산업에서 기계, 펌프, 압축기 및 반응기에서 유체가 새는 것을 방지하는 데 사용됩니다. 이를 확장하여, 실제로 대부분의 응용 분야에서 현재 사용 가능한 기술과 재료 과학의 상태를 감안할 때 누출이 없는 조건을 달성할 수 없습니다. 또한 시스템 무결성에서 씰의 역할을 고려합니다. 따라서 일부 누출은 불가피하며 지정된 조건에서 허용되기도 하는데, 이는 매우 불쾌한 일입니다.

이 글은 최상의 씰과 실제 성능 간의 절충안을 설명함으로써 허용 누출률의 이론을 밝히려고 합니다. 또한, 이 제한의 이면에 있는 다양한 산업 표준과 일부 지침을 논의하여 씰이 환경 및 운영 한계 내에서 안전하게 작동하도록 합니다. 이 글은 이와 관련하여 다양한 상업적으로 이용 가능한 씰을 각각의 씰 설계와 그 적용과 관련된 누출률과 관련하여 논의합니다. 마지막으로, 기계적 씰링 기술이 제공하는 지속적인 수명과 개발 관점에 대한 요약을 제공하여 더욱 강력하고 친환경적인 씰 설계를 가능하게 합니다.

허용 누출률: 정당화

이것은 모든 기계공이 누출 없이 손을 더럽히려고 하기 때문에 처음부터 기계적 씰이 해야 할 것과는 정반대입니다. 반면에 기계 공학의 현실의 다른 측면, 즉 실용적, 경제적 문제와 안전 고려 사항은 더 세밀한 처리가 필요합니다. 어떤 종류의 완벽한 밀봉은 실제 누출 없이도 확실히 실현할 수 있는 명백한 목표이지만, 이것이 시스템의 작동을 위험에 빠뜨리지 않는 한또는 그들의 모달 신뢰성 (위험은(t) 특정 상황에서 누출이 발생할 수 있습니다.∞하향식 오픈 하트 엔지니어링 접근 방식을 위한 키워드

한편, 누출 방지 씰이 그 자체로 실현될 수 있다고 말하는 것조차 비합리적입니다. 이는 재료 한계와 제조 공정에도 불구하고 실제로 달성할 수 있는 정밀도 수준이 제한되어 있기 때문입니다[9]. 동시에 기계적 씰은 광범위한 온도, 압력 및 화학적 부식성 범위에서 작동 수명을 유지해야 하는 어려운 과제에 직면합니다. 둘 다 씰 재료와 구조의 무결성을 변경하는 것으로 악명이 높습니다. 둘째, 최소한 미세한 표면 결함은 항상 씰링 표면에 존재하며 허용 가능한 수준에서 경미한 누출을 일으킬 수 있습니다. 이러한 결함은 매우 미세할 수 있지만(일반적으로 마이크로미터 범위) 전반적으로 씰 성능에 상당한 영향을 미칩니다.

씰 제조를 제어하는 경제성은 기계적 씰 설계 중에 허용되는 한계의 수에 영향을 미치는 또 다른 중요한 매개변수가 될 것입니다. 이는 이 설계와 물질의 비용이 많이 드는 시작이지만 누출을 허용하지 않는 씰을 만들 수 있습니다. 그러나 대부분의 산업용 응용 분야에서 작은 누출이 기계 작동에 영향을 미치지 않고 안전 위험을 초래하지 않는 한 추가 비용은 필요하지 않을 것입니다. 궁극적으로 상업적으로 성공할 실행 가능한 실용적인 씰을 개발할 때 설계에서 어떤 형태의 타협이 필요합니다. 씰링 완벽성은 단순히 경제적이지 않기 때문입니다. 따라서 씰은 기능과 비용 간의 경제적 타협입니다.

게다가 누출 탐지 및 측정 기술은 매우 낮은 누출률을 측정할 수 있도록 잘 개발되었습니다. 여기에는 분명히 모든 누출 누출(이런 일이 발생하면)이 환경적으로 무해하고 안전한 수준에 도달하여 터빈과 환경을 모두 보호할 수 있습니다. 이러한 모니터링 기술은 운영 한계를 유지하는 것뿐만 아니라 본질적으로 유체 유형과 적용에 따라 허용할 수 있는 누출률 설정점을 규정하는 환경 규정을 준수하는 기반을 형성합니다.

누출 허용 범위뿐만 아니라 누출에 대한 이러한 통제된 수용은 안전 부서에서 몇 가지 일을 더 수행합니다. 마찬가지로, 산업 기계를 관리할 때마다 필요한 진단이 요청됩니다. 예를 들어, 누출 속도가 예상치 못하게 증가하면 엔지니어에게 느린 씰 마모 또는 빠르게 다가오는 씰 고장에 대한 경고가 될 수 있습니다. 이것은 더 심각한 고장이 발생하기 전에 예방적 유지 관리를 가능하게 하는 매우 유용한 조기 경보로, 아마도 끔찍한 결과를 초래할 수 있습니다. 이를 통해 기계 수명 연장을 방지하고 동시에 사고 및 환경 피해가 발생하여 플라이 누출이 발생할 수 있지만 동시에 모든 것을 방지합니다.

누출률을 제어하는 것 외에도 그렇지 않으면 재앙적인 기계적 고장을 일으킬 수 있는 압력을 천천히 방출합니다. 이는 정유 공장이나 화학 처리 공장과 같이 매우 역동적인 환경에서 안전을 위해 중요할 수 있으며, 더 큰 문제가 발생하지 않도록 방지할 수 있습니다.

요약하자면, 허용 누출률은 타협의 한 예일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 기계적 씰(설계 또는 서비스별)의 현실적이고 가시적인 특징입니다. 이는 운영, 경제 및 안전 제약의 균형을 맞추는 일종의 실용적인 접근 방식입니다. 효과적으로 타겟팅된 매개변수 내에서 주어진 기계적 씰의 올바른 기능을 보장하기 위해, 인간과 환경 건강을 보호하면서 시스템 무결성을 유지한다면 - 그리고 이 모든 것이 씰 성능이 해당 산업의 누출률(제조업체에서 정의하고 표준에 따라 운영)과 엄격하게 일치한다는 전제 하에 있다면, 성공했다고 말할 수 있습니다.

일반적인 관행 및 프로토콜

대조적으로 기계적 씰에 대한 최대 허용 누출률을 설정하는 프로세스는 매우 규제되어 있으며, 수많은 표준과 규제 프레임워크가 이를 안내합니다. 대신, 이는 산업의 글로벌 안전, 효율성 및 환경 성과를 보호하고자 하는 글로벌 옹호 단체와 관련된 인간 기술 팀의 기초 표준입니다. 이 중에서 가장 대표적인 것은 API-American Petroleum Institute, ASME-American Society of Mechanical Engineers 및 ISO-International Organization for Standardization입니다. 즉, 이러한 각 조직은 다양한 작동 증상에 도전할 때 기계적 씰이 정확히 어떻게 작동해야 하는지 정의하는 참조 지침을 개발하는 데 사용되는 프로세스의 일부입니다.

예를 들어, API 표준 682는 석유, 천연 가스 및 석유화학 산업의 펌프에 대한 산업 표준 참조입니다. 이 표준은 주로 기계적 씰의 설계 및 기능적 등급을 기반으로 하며, 유형별 허용 누출률에 대한 특정 권장 사항을 포함합니다. 이는 밀봉되는 유체, 의도치 않은 누출과 관련된 환경 및 안전 위험, 씰이 작동해야 하는 서비스 환경에 따라 달라집니다.

마찬가지로 ASME와 ISO는 하류 사업(조립, 준비 및 전력 노화)에 대한 지침을 발표했습니다. 기계적 씰은 정밀한 높은 기준에 따라 안전성과 기능에 대해 테스트됩니다. 수행하는 서비스 수준에 관계없이 모든 기계적 씰은 안전성과 기능에 대한 특정 높은 기준에 따라 테스트됩니다. 이는 유해한 액체를 관리하거나 실수로 방출되면 자연에 큰 피해를 입힐 수 있는 산업에서 필수적입니다.

결국, 이러한 유형의 표준의 이유는 규정 준수가 아니라 안전한 운영입니다. 말할 것도 없이, 이러한 권장 사항을 많이 구현하는 기업은 처음부터 환경 오염 및 유출 위험을 줄이는 데 훨씬 더 나은 위치에 있을 뿐만 아니라 결과적으로 매우 심각한 부정적인 법적 및 재정적 영향도 받을 수 있습니다. 더 나은 준수는 기계의 신뢰성과 속도로 이어지며, 이는 시간이 지남에 따라 가동 중지 시간과 유지 관리 비용이 감소함을 의미합니다.

수천, 수백만 명의 엔지니어와 과학자가 모여 환경 산업 이해 관계자들과 함께 이러한 표준을 만드는 것입니다. 이제 이러한 종류의 협력 작업을 통해 개발된 표준이 씰 성능이나 안전 측면에서 생각할 수 있는 모든 시나리오를 다룰 수 있을 만큼 광범위하다는 것을 보장합니다. 더욱이 표준화는 지속적인 활동이며, 이러한 표준을 주기적으로 검토하여 최신 기술 발전과 환경 문제를 업데이트하여 산업의 끊임없이 변화하는 환경에서 이러한 표준의 관련성과 효능을 보장합니다.

또한 누출률 표준과 설치 관행, 유지 관리 방법 및 검사 요구 사항을 확립합니다. 이러한 접근 방식은 기계적 씰 활용과 관련된 모든 것이 그림에 포함되도록 합니다. 설치부터 작동 및 유지 관리까지, 씰 수명을 극대화하는 동시에 부적절한 배열 또는 재료 선택으로 인한 모든 오작동과 관련하여 기계적 씰 수명 주기를 늘립니다.

이것들은 환경적 지속가능성과 안전이 시급히 필요한 세계에서 그 중요성이 얼마나 중요한지 지금까지 거의 언급되지 않은 과학입니다. 많은 산업에서 환경 영향을 최소화하고 안전성을 향상시키기 위해 이러한 표준을 사용하므로 이러한 표준은 산업별 누출 기준으로 간주되어야 합니다. Cette certitude qu'ils génèrent enfont un min de qualité et sécurité pour que toutes entreprises puissent se baser sur la confiance des party prenantes et des régulateurs.

따라서 기계적 씰의 허용 누출률은 실제로 표준화된 엄격한 테스트 절차를 사용하여 인정된 기관(API, ASME 및 ISO)에서 만든 표준에서 파생되었습니다. 이들은 유해 물질을 사용하는 애플리케이션과도 안전하고 효과적으로 상호 작용하도록 설계되었습니다. 회사 간에는 다양성이 있지만, 전문 기관은 운영의 일관성을 보장하고 그러한 작업을 수행하거나 산업 근처에 사는 사람에게 우발적으로 가해지는 환경적 위험이나 부상을 예방하는 것을 목표로 하는 기본 원칙을 공유하며, 이는 해당 분야에서 우수한 규제 프레임워크를 강조합니다.

씰에는 여러 가지 유형이 있으며, 각각 다른 용도에 맞게 설계되었으며 누출률도 각각 다릅니다.

기계적 씰은 다양한 작동 조건과 응용 분야에 맞게 다양한 디자인으로 제공됩니다. 카트리지 씰, 벨로우즈 씰, 분할 씰과 같은 일반 씰이 있습니다. 카트리지 씰과 같은 구성 요소 씰은 작고 장착하기 쉽기 때문에 몇 분간의 유지 관리 다운타임으로 인해 보류 중인 주문이 쌓이는 광범위한 응용 분야에 사용됩니다. 벨로우즈 씰과 같은 스프링이 아닌 옵션은 유연한 벨로우즈 구조를 기반으로 하며 고온 및 부식성 액체 응용 분야에서 매우 우수한 성능을 제공합니다. 이러한 씰은 분할되어 완전한 분해가 불가능하거나 비용이 많이 드는 대형 기계에 쉽게 장착할 수 있습니다.

일반적으로 각 적용 분야의 누출률은 특정 씰 설계, 구성 재료 및 적용 세부 사항에 따라 상당히 크게 다를 수 있는 일종의 '정상적인' 누출률을 갖습니다. 그 논리에 따르면, 물 펌프의 푸셔 씰은 우리가 이중 카트리지 씰을 사용하는 동일한 유형의 유체 처리 플랜트보다 누출률이 훨씬 더 높을 수 있습니다. 왜냐하면 밀봉된 유체를 그대로 유지하는 것은 모든 것이 다른 재료이기 때문입니다.

결론

실제로 설계와 실행은 분리할 수 없으며 누출률을 줄이고 기계적 씰 효율성을 향상시키는 방향으로 지향해야 합니다. 누출이 없는 것이 최적의 조건일 수 있지만, 업계의 운영 환경은 비용과 신뢰성 간의 실용적인 타협을 설명하는 허용 가능한 누출 값에 대한 합의입니다. 기술의 지속적인 증가는 씰 생산과 누출 식별 기술의 정확도가 더 좋아져서 누출률에 대한 제한이 더욱 엄격해지고 시스템 신뢰성이 향상될 것임을 의미합니다.

미래에는 기계적 씰이 더 높은 수준의 환경 규제와 운영 기준을 준수할 수 있는 진보된 재료와 설계와 더 많이 연관될 것입니다. 또한 지속적인 R&D를 통해 오늘날 달성할 수 있는 것을 제공하면서도 많은 미션 크리티컬 애플리케이션에서 거의 제로 누출 시스템을 제공하는 더 높은 성능의 씰을 만들 수 있을 것이라고 확신합니다. 따라서 그렇습니다. 훨씬 더 안전하고 지속 가능하며 잠재적인 일반 산업 운영의 더 효율적인 세상이 더 많이 생길 것입니다.