Mechanische Dichtungen: Minimierung von Leckagen, Maximierung der Effizienz

Zertifizierungen sind anders ausgedrückt und mechanische Dichtungen sind unwahrscheinlich, dass sie versagen und veraltet sind, indem sie garantieren, dass nicht nur betriebliche Exzellenz verankert ist, sondern auch die Umweltstandards, die Sie eingehalten haben. Mechanische Dichtungen werden verwendet, um das Entweichen von Flüssigkeiten aus Maschinen, Pumpen, Kompressoren und Reaktoren in Branchen wie Öl & Gas, Pharmazie und chemischer Verarbeitung zu verhindern. Darüber hinaus ist in der Realität ein Null-Leckage-Zustand für die meisten Anwendungen aufgrund des aktuellen Stands der verfügbaren Technologie und Materialwissenschaften unerreichbar — auch unter Berücksichtigung der Rolle der Dichtungen für die Systemintegrität. Daher ist eine gewisse Leckage unvermeidlich und sogar unter bestimmten Bedingungen erlaubt, was eine äußerst unangenehme Sache ist.

Dieser Artikel versucht, die Theorie hinter zulässigen Leckraten zu beleuchten, indem er den Kompromiss zwischen der besten Dichtung und der tatsächlichen Leistung erklärt. Darüber hinaus werden die verschiedenen industriellen Standards und einige der Richtlinien diskutiert, die hinter dieser Einschränkung stehen, damit Dichtungen sicher innerhalb der Umwelt- und Betriebsgrenzen arbeiten. Das Papier behandelt in dieser Hinsicht verschiedene kommerziell erhältliche Dichtungen in Bezug auf die Leckraten, die mit den jeweiligen Dichtungsdesigns und deren Anwendung verbunden sind. Schließlich bietet es eine Zusammenfassung der nachhaltigen Langlebigkeit und der Entwicklungsperspektiven, die mechanische Dichtungstechnologien bieten, um immer robustere und auch umweltfreundlichere Dichtungsdesigns zu ermöglichen.

Zulässige Leckrate: Begründungen

Einerseits ist es unvernünftig, überhaupt zu behaupten, dass leckdichte Dichtungen an sich realisierbar sind. Dies liegt daran, dass wir trotz materialtechnischer Grenzen und Fertigungsprozesse nur begrenzte Präzisionsniveaus in der Praxis erreichen können. Gleichzeitig stehen mechanische Dichtungen vor der herausfordernden Aufgabe, ihre Lebensdauer zu erhalten — über ein breites Spektrum von Temperaturen, Druck und chemischer Korrosivität. Sie sind sowohl dafür bekannt, die Integrität des Dichtungsmaterials und der Struktur zu verändern. Zweitens werden zumindest mikroskopische Oberflächenfehler immer auf den Dichtflächen vorhanden sein, und sie können eine milde Leckage auf einem akzeptablen Niveau verursachen. Diese können sehr fein sein — normalerweise im Mikrometerbereich — haben aber insgesamt einen erheblichen Einfluss auf die Dichtungsleistung.

Die Wirtschaftlichkeit der Fertigung der Dichtung ist ein weiterer wichtiger Parameter, der die Anzahl der zulässigen Grenzen beeinflusst während mechanisches Dichtungssystem design. Das ist ein kostenintensiver Ausgangspunkt dieses Designs und Materials, aber es könnte einen Dichtungssitz schaffen, der wahrscheinlich keine Durchtränkung zulassen würde. Aber in den meisten industriellen Anwendungen ist die zusätzliche Kosten vermutlich nicht notwendig, solange eine kleine Leckage die Maschinenfunktion nicht beeinträchtigt und keine Sicherheitsgefahr darstellt. Bei der Entwicklung einer praktikablen Dichtung, die letztendlich kommerziell erfolgreich sein wird, erfordert es daher eine Art von Kompromiss im Design, da absolute Dichtigkeit einfach nicht wirtschaftlich ist. Dichtungen sind daher wirtschaftliche Kompromisse zwischen Funktion und Kosten.

Darüber hinaus sind die Technologien zur Leckageerkennung und -messung gut entwickelt, um sehr niedrige Leckageraten zu messen.

Nicht nur eine Leckage-Toleranz, sondern diese kontrollierte Akzeptanz von Leckagen bewirkt auch einige weitere Dinge im Sicherheitsbereich. Ebenso ist es das notwendige Diagnosemittel, das immer dann herangezogen wird, wenn wir uns um unsere Industrieanlage kümmern. Zum Beispiel kann ein unerwarteter Anstieg der Leckagerate den Ingenieur auf langsamen Dichtungsverschleiß oder möglicherweise drohenden Dichtungsversagen aufmerksam machen. Dies ist ein unglaublich nützliches Frühwarnsystem, das präventive Wartung ermöglicht, bevor ein strengerer Ausfall eintritt, möglicherweise mit schwerwiegenden Folgen. Dies wird die Lebensdauer der Maschine verlängern und gleichzeitig Unfälle und Umweltschäden verhindern, die möglicherweise zu Leckagen führen könnten, aber alles auf einmal.

Unter anderem hält die Kontrolle der Leckageraten Drücke, die sonst ansteigen würden und katastrophale mechanische Ausfälle verursachen könnten, stattdessen langsam freigesetzt. Dies kann entscheidend für die Sicherheit in extrem dynamischen Umgebungen wie Ölraffinerien oder chemischen Verarbeitungsanlagen sein, um größere Probleme zu verhindern.

Zusammengefasst könnten zulässige Leckraten einer der Kompromisse sein, die dennoch realistische und sichtbare Merkmale von mechanischen Dichtungen (design- oder betriebsspezifisch) sind. Dies ist der pragmatische Ansatz, der die Betriebs-, Wirtschafts- und Sicherheitsbeschränkungen ausgleicht. Um die richtige Funktionsweise einer gegebenen mechanisches Dichtungssystem innerhalb dieser effektiv gezielten Parameter, wenn es die Systemintegrität aufrechterhält, während es die Gesundheit von Menschen und Umwelt schützt – und all das vorausgesetzt, dass die Leistung des Dichtungsmaterials streng mit den Leckageraten für seine Branche übereinstimmt (Wie vom Hersteller definiert und nach Standards operativ), kann man sagen, dass Erfolg erzielt wurde.

Übliche Praktiken und Protokolle

Im Gegensatz dazu ist der Prozess, der die maximal zulässigen Leckageraten für mechanische Dichtungen festlegt, stark reguliert, mit zahlreichen Standards und regulatorischen Rahmenbedingungen, die ihn leiten. Stattdessen sind dies Standards, die von menschlichen Technikteams entwickelt wurden, die mit globalen Interessenvertretungen verbunden sind, die darauf abzielen, die globale Sicherheit, Effizienz und Umweltleistung der Industrie zu schützen. Zu den führenden gehören die von API - American Petroleum Institute, ASME - American Society of Mechanical Engineers und ISO - International Organization for Standardization. Das bedeutet, dass jede dieser Organisationen Teil des Prozesses ist, der zur Entwicklung der genannten Richtlinien verwendet wird, die genau definieren, wie mechanische Dichtungen funktionieren sollten, wenn sie mit verschiedenen betrieblichen Symptomen konfrontiert werden.

Zum Beispiel ist die API-Norm 682 ein Branchenstandardreferenz für Pumpen in der Erdöl-, Erdgas- und petrochemischen Industrie. Der Standard basiert weitgehend auf dem Design und der Funktionsklasse von mechanischen Dichtungen, einschließlich spezifischer Empfehlungen für zulässige Leckageraten nach Typ. Diese hängen von der abzudichtenden Flüssigkeit, den Umwelt- und Sicherheitsrisiken im Zusammenhang mit unbeabsichtigtem Leckage und der Betriebsumgebung ab, in der die Dichtung funktionieren muss.

Ähnlich haben ASME und ISO Richtlinien für die downstream Ventures herausgegeben - Montage, Vorbereitung und Energieerzeugung. Mechanische Dichtungen werden auf Sicherheit und Funktion gegen präzise hohe Standards getestet. Unabhängig von dem Serviceniveau, das sie erbringen, werden alle mechanischen Dichtungen auf spezifische hohe Standards für Sicherheit und Funktion getestet. Dies ist in den Branchen, die mit schädlichen Flüssigkeiten umgehen oder großen Schaden an Mutter Natur verursachen können, sobald sie versehentlich freigesetzt werden, von entscheidender Bedeutung.

Am Ende liegt der Grund für diese Arten von Standards in sicheren Betriebsabläufen — nicht in der Einhaltung von Vorschriften.

Es sind Tausende, sogar Millionen, von Ingenieuren und Wissenschaftlern, die sich zusammenschließen, um solche Standards zusammen mit den anderen umweltbezogenen Industrieakteuren zu schaffen. Jetzt stellt diese Art der Zusammenarbeit sicher, dass die entwickelten Standards breit genug sind, um jedes vorstellbare Szenario in Bezug auf Dichtungsleistung oder Sicherheit zu berücksichtigen. Darüber hinaus ist die Normung eine kontinuierliche Aktivität, die regelmäßige Überprüfung dieser Standards aktualisiert sie mit den neuesten technologischen Fortschritten und Umweltfragen und stellt somit die Relevanz und Wirksamkeit solcher Standards in der sich ständig verändernden Landschaft der Industrien sicher.

Es legt auch Standards für Leckageraten sowie Installationspraktiken, Wartungsmethoden und Inspektionsanforderungen fest.

Dies sind die Wissenschaften, über die bis zu diesem Zeitpunkt wenig gesagt wurde, wie kritisch ihre Bedeutung für eine Welt ist, die unmittelbaren Bedarf an ökologischer Nachhaltigkeit und Sicherheit haben kann. Diese Standards müssen als branchenspezifische Leckage-Kriterien betrachtet werden, da viele Branchen diese Standards nutzen, um ihren ökologischen Fußabdruck zu minimieren und die Sicherheit zu verbessern. Diese Gewissheit, die sie erzeugen, macht sie zu einem Minimum an Qualität und Sicherheit, auf das sich alle Unternehmen auf das Vertrauen der Interessengruppen und der Regulierungsbehörden stützen können.

Somit wurden die akzeptablen Leckageraten für mechanische Dichtungen tatsächlich aus Standards abgeleitet, die von anerkannten Organisationen (API, ASME und ISO) unter Verwendung eines standardisierten, strengen Testverfahrens erstellt wurden. Sie sind so konzipiert, dass sie sicher und effektiv mit einer Anwendung interagieren, selbst mit einer, die gefährliche Materialien verwendet. Während es Unterschiede zwischen den Unternehmen gibt, teilen professionelle Organisationen grundlegende Prinzipien, die darauf abzielen, die Konsistenz der Abläufe und die Verhinderung von Umweltgefahren oder Verletzungen, die versehentlich Menschen, die eine solche Operation durchführen oder in der Nähe der Industrie leben, zuzufügen, sicherzustellen, was gute regulatorische Rahmenbedingungen in diesem Bereich unterstreicht..

Es gibt mehrere verschiedene Arten von Dichtungen, die jeweils für unterschiedliche Anwendungen konzipiert sind und jeweils einzigartige Leckageraten aufweisen.

Mechanische Dichtungen sind in vielen Ausführungen erhältlich, um unterschiedlichen Betriebsbedingungen und Anwendungen gerecht zu werden.

Im Allgemeinen haben Leckageraten jede Anwendung hat eine Art von 'normaler' Leckagerate, die je nach spezifischem Dichtungsdesign, Materialien der Konstruktion und den Einzelheiten der Anwendung erheblich variieren kann. Nach dieser Logik könnte eine Drückerdichtung an einer Wasserpumpe argumentiert werden, dass sie eine Leckagerate zulässt, die um Größenordnungen höher ist als bei derselben Art von Fluidverarbeitungsanlage, in der wir eine doppelte Kartuschendichtung verwenden würden, da das intakte Halten der versiegelten Flüssigkeit alles andere als ein anderes Material ist.

Schlussfolgerung

In der Realität sind Design und Ausführung untrennbar und sollten darauf ausgerichtet sein, die Leckageraten zu reduzieren und die Effizienz der mechanischen Dichtungen zu verbessern. Während leckagefrei möglicherweise die optimale Bedingung ist, gibt es in der Industrie einen Konsens über einen akzeptablen Wert für Leckagen, der einen pragmatischen Kompromiss zwischen Kosten und Zuverlässigkeit darstellt. Der fortwährende Anstieg der Technologie würde bedeuten, dass die Genauigkeit sowohl in der Dichtungsproduktion als auch in den Techniken zur Identifizierung von Leckagen besser werden sollte, was zu noch strengeren Grenzen für Leckageraten und einer Verbesserung der Systemzuverlässigkeit führen würde.

In der Zukunft werden mechanische Dichtungen stärker mit fortschrittlichen Materialien und Designs in Verbindung gebracht, die die Einhaltung höherer Umweltvorschriften und Betriebsanforderungen ermöglichen. Wir sind auch zuversichtlich, dass kontinuierliche Forschung und Entwicklung Dichtungen mit höherer Leistung schaffen wird, die sowohl das liefern, was heute erreicht werden kann, als auch darüber hinausgehen, um ein nahezu leckfreies System in vielen mission-kritischen Anwendungen bereitzustellen.