Сертификации, если выразиться по-другому, и механические уплотнения вряд ли выйдут из строя и устареют, гарантируя, что не только эксплуатационное совершенство укоренилось, но и стандарты охраны окружающей среды, которые вы соблюдаете. Механические уплотнения используются для предотвращения утечки жидкости из машин, насосов, компрессоров и реакторов в таких отраслях, как нефтегазовая, фармацевтическая и химическая переработка. Расширяя это, в действительности условие нулевой утечки недостижимо для большинства приложений, учитывая текущее состояние доступных технологий и материаловедения — также учитывая роль уплотнений в целостности системы. Следовательно, некоторая утечка неизбежна и даже допускается при определенных условиях, что является ужасно неприятной вещью.
В этой статье делается попытка пролить свет на теорию, лежащую в основе допустимых скоростей утечки, объяснив компромисс между наилучшим уплотнением и фактической производительностью. Кроме того, в ней обсуждаются различные промышленные стандарты и некоторые директивы, лежащие в основе этого ограничения, чтобы уплотнения работали безопасно в пределах экологических и эксплуатационных ограничений. В этой связи в статье обсуждаются различные коммерчески доступные уплотнения с точки зрения скоростей утечки, связанных с соответствующими конструкциями уплотнений и их применением. Наконец, в ней приводится сводка устойчивой долговечности и перспектив развития, которые предлагают технологии механического уплотнения, позволяя создавать все более энергичные и также более экологичные конструкции уплотнений.
Допустимая скорость утечки: обоснования
Это совершенно противоположно тому, чем должно быть механическое уплотнение в первую очередь, поскольку каждый механик пытается испачкать руки нулевой утечкой. С другой стороны, различные аспекты реальности в машиностроении, т. е. практические и экономические вопросы вместе с соображениями безопасности, действительно требуют более тонкого рассмотрения: в то время как некое идеальное уплотнение является очевидной целью, которая, безусловно, может быть реализована без реальной утечки, поскольку это не ставит под угрозу функционирование ее системыs или их модальная надежность (опасность неt serve) при определенных обстоятельствах может произойти утечка∞Ключевые слова для подхода «снизу вверх» к открытому сердцу
С одной стороны, неразумно даже утверждать, что герметичные уплотнения могут быть реализованы сами по себе. Это происходит из-за того, что, несмотря на ограничения по материалу и производственному процессу, мы имеем ограниченные уровни точности, достижимые на практике [9]. В то же время механические уплотнения сталкиваются с устрашающей задачей сохранения своего рабочего ресурса — в широком диапазоне температур, давлений и диапазонов химической коррозионной активности. Они оба печально известны тем, что изменяют целостность материала и структуры уплотнения. Во-вторых, по крайней мере микроскопические дефекты поверхности всегда будут присутствовать на уплотнительных поверхностях, и они могут создавать небольшую утечку на приемлемом уровне. Они могут быть очень мелкими — обычно в диапазоне микрометров — но в целом оказывают значительное влияние на производительность уплотнения.
Экономика, контролирующая производство уплотнения, должна быть еще одним важным параметром, который влияет на количество допустимых пределов при проектировании механического уплотнения. Это дорогостоящее начало этой конструкции и вещества, но оно может создать уплотнение, которое, вероятно, не допустит никакой утечки. Но в большинстве промышленных применений дополнительные расходы, вероятно, не нужны, пока небольшая утечка не повлияет на работу машины и не создаст угрозы безопасности. Приступая к разработке жизнеспособного практического уплотнения, которое в конечном итоге будет коммерчески успешным, поэтому требуется некоторая форма компромисса в конструкции, поскольку совершенство уплотнения просто неэкономично, поэтому уплотнения являются экономичными компромиссами между функцией и стоимостью.
Более того, технологии обнаружения и измерения утечек хорошо развиты для измерения очень низких скоростей утечек. Это, очевидно, будет сдерживать любую утечку (если funnything это произойдет) до пограничных экологически безопасных и безопасных уровней, чтобы защитить как турбину, так и окружающую среду. Эти технологии мониторинга составляют основу не только поддержания эксплуатационных пределов, но и соответствия экологическим нормам, которые по сути предписывают допустимые уставки скорости утечек в зависимости от типа жидкости и области применения.
Не только допуск утечки, но и это контролируемое принятие утечки делает еще несколько вещей в отделе безопасности. Аналогично, это необходимая диагностика, которая вызывается всякий раз, когда мы заботимся о нашей промышленной машине. Например, неожиданное увеличение скорости утечки может предупредить инженера о медленном износе уплотнения или возможном быстром выходе из строя уплотнения. Это невероятно полезный ранний сигнал тревоги, который позволяет проводить профилактическое обслуживание до того, как произойдет более серьезный отказ, возможно, с ужасными последствиями. Это предотвратит продление срока службы машины, и в то же время, несчастный случай и ущерб окружающей среде, которые могут вызвать утечку Fly, но все сразу.
Среди прочего, контроль скорости утечки позволяет удерживать давление, которое в противном случае нарастало бы, вызывая катастрофические механические поломки, вместо этого медленно высвобождая его. Это может иметь решающее значение для безопасности в чрезвычайно динамичных средах, таких как нефтеперерабатывающие заводы или химические перерабатывающие заводы, чтобы предотвратить возникновение более крупных проблем.
Подводя итог, допустимые скорости утечки могут быть одним из компромиссов, но они, тем не менее, являются реалистичными и видимыми характеристиками механических уплотнений (конструкционными или эксплуатационными). Это своего рода прагматичный подход, который уравновешивает эксплуатационные, экономические и безопасные ограничения. Чтобы обеспечить правильное функционирование данного механического уплотнения в пределах этих эффективно целевых параметров, если оно сохраняет целостность системы, защищая здоровье человека и окружающую среду - и все это основано на том, что производительность уплотнений строго соответствует скоростям утечки для своей отрасли (как определено производителем и эксплуатационными стандартами), тогда можно сказать, что успех достигнут.
Общие практики и протоколы
Напротив, процесс, который устанавливает максимально допустимые скорости утечки для механических уплотнений, строго регламентирован, и его направляют многочисленные стандарты и нормативные базы. Вместо этого, это стандарты, разработанные техническими командами, связанными с глобальными организациями-защитниками, стремящимися защитить глобальную безопасность, эффективность и экологические показатели промышленности. Среди них ведущие из API-Американского института нефти, ASME-Американского общества инженеров-механиков и ISO-Международной организации по стандартизации. Это означает, что каждая из этих организаций является частью процесса, используемого для разработки справочных руководств, определяющих, как именно должны функционировать механические уплотнения при возникновении различных эксплуатационных симптомов.
Например, API Standard 682 является отраслевым стандартом для насосов в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности. Стандарт в значительной степени основан на конструкции и функциональном классе механических уплотнений, включая конкретные рекомендации по допустимым скоростям утечки по типу. Они будут зависеть от уплотняемой жидкости, экологических и безопасных рисков, связанных с непреднамеренной утечкой, и рабочей среды, в которой должно функционировать уплотнение.
Аналогичным образом ASME и ISO выпустили руководства для предприятий, расположенных ниже по течению — сборка, подготовка и энергоемкость. Механические уплотнения испытываются на безопасность и функциональность в соответствии с точными высокими стандартами. Независимо от уровня обслуживания, все механические уплотнения будут испытываться в соответствии с определенными высокими стандартами безопасности и функционирования. Это важно в отраслях, которые работают с вредными жидкостями или могут нанести большой ущерб Матери-природе в случае случайного выброса.
В конце концов, причина этих типов стандартов — безопасная эксплуатация, а не соответствие нормативным требованиям. Излишне говорить, что предприятия, которые внедряют множество таких рекомендаций, могут оказаться не только в гораздо лучшем положении для снижения риска загрязнения окружающей среды и разливов в первую очередь, но и, возможно, в результате получить очень серьезные неблагоприятные правовые и финансовые последствия. Лучшее соответствие приводит к большей надежности и скорости работы оборудования, что означает меньшее время простоя и снижение затрат на техническое обслуживание с течением времени.
Это силы тысяч, даже миллионов инженеров и ученых, которые объединяются для создания таких стандартов вместе с другими заинтересованными сторонами в области охраны окружающей среды. Теперь, этот вид совместной работы гарантирует, что разработанные стандарты будут достаточно широкими, чтобы охватить любой мыслимый сценарий, который можно себе представить с точки зрения производительности или безопасности уплотнений. Кроме того, стандартизация является непрерывной деятельностью, периодический пересмотр этих стандартов обновляет их с учетом последних технологических достижений и экологических проблем, тем самым обеспечивая актуальность и эффективность таких стандартов в постоянно меняющемся ландшафте отраслей.
Он также устанавливает стандарты скорости утечки, а также методы установки, методы обслуживания и требования к осмотру. Такой подход гарантирует, что все, что связано с использованием механических уплотнений, находится в поле зрения — от установки до эксплуатации и обслуживания — он максимизирует срок службы уплотнения, одновременно с этим связывая его с любыми неисправностями из-за неправильной компоновки или даже выбора материалов, тем самым увеличивая срок службы механического уплотнения.
Это науки, о которых до сих пор мало что было сказано о том, насколько критично их значение для мира, который может остро нуждаться в экологической устойчивости и безопасности. Эти стандарты следует рассматривать как отраслевые критерии утечки, поскольку многие отрасли используют эти стандарты для минимизации воздействия на окружающую среду и повышения безопасности. Эта уверенность в том, что они созданы для обеспечения минимального качества и безопасности для того, чтобы все предприятия могли быть основаны на доверии сторон и регулирующих органов.
Таким образом, допустимые скорости утечки для механических уплотнений фактически были получены из стандартов, созданных признанными организациями (API, ASME и ISO) с использованием стандартизированной строгой процедуры тестирования. Они разработаны для безопасного и эффективного взаимодействия с приложением, даже с тем, которое использует опасные материалы. Несмотря на то, что существуют различия между компаниями, профессиональные организации разделяют основные принципы, направленные на обеспечение согласованности операций и предотвращение экологических опасностей или травм, случайно нанесенных людям, выполняющим такую операцию или живущим поблизости от отрасли, что подчеркивает хорошую нормативную базу в этой области.
Существует несколько различных типов уплотнений, каждое из которых предназначено для разных сфер применения и имеет уникальную скорость утечки.
Механические уплотнения доступны во многих конструкциях для соответствия различным условиям эксплуатации и применениям. Они варьируются от обычных уплотнений, таких как картриджные уплотнения, сильфонные уплотнения и разъемные уплотнения. Компонентные уплотнения, такие как картриджные уплотнения, компактны и просты в установке, поэтому они имеют широкое применение, где минуты простоя на техническое обслуживание означают задержку выполнения заказов. Варианты без пружин, такие как сильфонные уплотнения, которые основаны на гибкой сильфонной структуре и обеспечивают чрезвычайно хорошую производительность при высоких температурах и едких жидкостях. Эти уплотнения разъемные, поэтому их можно легко установить на более крупное оборудование, где полная разборка была бы невозможной или дорогостоящей.
В общих показателях утечки каждое приложение имеет своего рода «нормальную» скорость утечки, которая может значительно различаться в зависимости от конкретной конструкции уплотнения, материалов конструкции и деталей приложения. По этой логике, толкающее уплотнение на водяном насосе, вероятно, может допустить скорость утечки на порядки выше, чем для того же типа установки по переработке жидкости, в которой мы бы использовали двойное картриджное уплотнение, поскольку сохранение герметичной жидкости в целости и сохранности — это все другой материал.
Заключение
В действительности, проектирование и исполнение неразделимы и должны быть направлены на снижение скорости утечки и повышение эффективности механического уплотнения. Хотя отсутствие утечки может быть оптимальным условием, рабочие среды в отрасли консенсусируют вокруг приемлемого значения утечки, определяя прагматичный компромисс между стоимостью и надежностью. Продолжающееся развитие технологий будет означать, что точность как производства уплотнений, так и методов определения утечки должна стать лучше, что приведет к еще более жестким ограничениям скорости утечки и повышению надежности системы.
В будущем механические уплотнения будут больше ассоциироваться с передовыми материалами и конструкциями, которые позволят соответствовать более высоким уровням экологических норм и эксплуатационных критериев. Мы также уверены, что постоянные НИОКР создадут более производительные уплотнения, которые не только обеспечат то, что можно достичь сегодня, но и выйдут за рамки, чтобы обеспечить систему с почти нулевой утечкой во многих критически важных приложениях. Так что да, это будет означать гораздо более безопасный, более устойчивый и также более эффективный мир потенциальных общепромышленных операций там, в большей степени.