مزایا و معایب بسته بندی گرافیت و آزبست: انتخاب و خطرات در دمای بالا و فشار بالا

در دنیای پر تقاضای آب بندی صنعتی، انتخاب مواد مناسب برای میل سوپاپ، پمپ ها و همزن ها برای ایمنی، کارایی و مقرون به صرفه بودن بسیار مهم است. در میان گزینه های مختلف، بسته بندی غده گرافیتی و بسته بندی های مبتنی بر آزبست نشان دهنده دو فصل مهم در تاریخ مهندسی است. در حالی که آزبست زمانی استاندارد صنعت بود، نگرانی های بهداشتی و زیست محیطی منجر به ظهور جایگزین های پیشرفته ای مانند گرافیت شده است. این راهنمای جامع به بررسی مزایا، معایب و معیارهای انتخاب حیاتی برای این مواد می‌پردازد، به‌ویژه زمانی که تحت شرایط شدید دمای بالا و فشار بالا کار می‌کنند. درک خواص و خطرات مرتبط با هر یک برای مهندسان و متخصصان تعمیر و نگهداری که وظیفه دارند از یکپارچگی سیستم و ایمنی پرسنل اطمینان حاصل کنند، بسیار مهم است.

آشنایی با بسته بندی غدد گرافیتی

مدرن بسته بندی غده گرافیتی یک راه حل آب بندی با کارایی بالا است که برای مقاومت در برابر چالش برانگیزترین محیط های صنعتی مهندسی شده است. متشکل از فویل گرافیتی انعطاف پذیر که پیچیده و فشرده می شود، دارای رسانایی حرارتی استثنایی، مقاومت شیمیایی، و خواص خود روانکاری است. بر خلاف بسته‌بندی‌های پیچ خورده سنتی، گرافیت یک مهر و موم قوی را تشکیل می‌دهد که می‌تواند با ناهماهنگی‌های جزئی محور و سایش سازگار شود. توانایی آن برای عملکرد قابل اعتماد در دماهای مختلف از سطوح برودتی تا 4500 درجه فارنهایت (در اتمسفر بی اثر) آن را به یک انتخاب همه کاره برای کاربردهای شدید تبدیل می کند. این ماده همچنین از نظر شیمیایی نسبت به اکثر رسانه ها، از جمله اسیدها، حلال ها و بخار بی اثر است و از تخریب جلوگیری می کند و عمر طولانی را تضمین می کند. این ترکیبی از ویژگی ها، آن را به یک انتخاب عالی برای جلوگیری از نشت و کاهش زمان تعمیر و نگهداری در سیستم های بحرانی تبدیل می کند.

• پایداری حرارتی برتر: این یکپارچگی ساختاری و قابلیت های آب بندی خود را در طیف دمایی فوق العاده گسترده ای حفظ می کند که بسیار فراتر از بسیاری از مواد آلی است.
• مقاومت شیمیایی عالی: با مجموعه وسیعی از سیالات فرآیند خورنده غیر واکنشی است و برای صنایع فرآوری شیمیایی مناسب است.
• خود روغن کاری: روانکاری طبیعی گرافیت اصطکاک و سایش روی شفت یا ساقه را به حداقل می رساند و مصرف برق را کاهش می دهد و از آسیب به تجهیزات گران قیمت جلوگیری می کند.
• سازگاری: ماهیت انعطاف پذیر گرافیت به آن اجازه می دهد تا محکم با شفت و جعبه پرکننده مطابقت داشته باشد و حتی بر روی سطوح کمی ناقص آب بندی عالی ایجاد کند.

میراث و خطرات بسته بندی آزبست

از لحاظ تاریخی، بسته بندی آزبست به دلیل مقاومت ذاتی آن در برابر گرما، آتش و خوردگی، ماده مورد استفاده برای کاربردهای آب بندی بوده است. ارزان، به آسانی در دسترس، و برای آب بندی دریچه های بخار و سایر تجهیزات با دمای بالا رایج در نیروگاه ها و تاسیسات صنعتی موثر بود. با این حال، کشف خطرات شدید سلامتی آن منجر به تغییر چشمگیری در استفاده از آن شد. هنگامی که الیاف آزبست در حین نصب، برداشتن یا نگهداری در هوا منتقل می شوند، می توانند استنشاق شوند و در ریه ها قرار گیرند. این قرار گرفتن در معرض مستقیما با بیماری های جدی و اغلب کشنده مانند آزبستوز، سرطان ریه و مزوتلیوما مرتبط است. در حالی که برخی از تأسیسات قدیمی هنوز ممکن است تجهیزات بسته بندی شده با بسته بندی آزبست داشته باشند، استفاده از آن در حال حاضر به شدت در بسیاری از کشورها تنظیم شده یا کاملاً ممنوع شده است. ریسک‌های عملیاتی، همراه با مسئولیت بسیار زیاد و هزینه‌های کاهش اجباری، جایگزین‌های مدرن مانند گرافیت را به استاندارد تبدیل کرده است.

• مقاومت حرارتی اثبات شده: آزبست دارای خواص حرارتی ذاتی عالی است که می تواند دمای بیش از 1000 درجه فارنهایت را تحمل کند.
• خطرات مهم سلامتی: این ماده یک سرطان‌زای شناخته شده برای انسان است و کار با آن نیازمند پروتکل‌های ایمنی سخت‌گیرانه و تجهیزات حفاظت شخصی (PPE) است.
• نگرانی های زیست محیطی و دفع: دور ریختن بسته بندی آزبست یک فرآیند پیچیده و پرهزینه است که توسط مقررات زیست محیطی سختگیرانه اداره می شود.
• مسائل حقوقی و مسئولیتی: امروزه استفاده از آزبست خطرات قانونی و مسئولیت بالقوه ای را برای شرکت ها در رابطه با سلامت کارکنان به همراه دارد.

بند ناف گرافیت آرامید الیاف گورخر بافته بسته بندی با روغن

تفاوت های کلیدی: گرافیت در مقابل بسته بندی آزبست

هنگام مقایسه مستقیم بسته بندی گرافیت و آزبست، تفاوت ها بسیار فراتر از ترکیب مواد است. انتخاب بین آنها شامل یک مبادله پیچیده بین عملکرد تاریخی، استانداردهای ایمنی مدرن و قابلیت های فنی است. گرافیت در تطبیق پذیری، مشخصات ایمنی و عملکرد خود در طیف وسیعی از محیط های شیمیایی برتری دارد. آزبست، اگرچه از نظر تاریخی برای گرما موثر است، اما به دلیل خطرات غیرقابل برگشت برای سلامتی، اکنون تا حد زیادی منسوخ شده است. جدول زیر یک مقایسه واضح و کنار هم از ویژگی‌های کلیدی آنها را ارائه می‌کند تا به درک اینکه چرا صنعت از آزبست دور شده و به سمت مواد پیشرفته مانند گرافیت رفته است، کمک می‌کند.

عملکرد در دمای بالا و فشار بالا

شرایط شدید دمای بالا و فشار بالا آزمون نهایی برای هر ماده آب بندی است. در این محیط ها، خواص ذاتی از بسته بندی غده گرافیتی واقعا بدرخش هدایت حرارتی استثنایی آن به آن اجازه می دهد تا به طور موثر گرما را از شفت خارج کند و از گرم شدن بیش از حد و تخریب حرارتی خود بسته بندی جلوگیری کند. این یک مزیت مهم نسبت به بسیاری از مواد دیگر است که می توانند پخته شوند، سخت شوند و از بین بروند. علاوه بر این، تراکم‌پذیری و بازیابی گرافیت به آن اجازه می‌دهد حتی زمانی که سیستم‌ها در چرخه حرارتی، منبسط و انقباض بدون از دست دادن نیروی آب‌بندی می‌شوند، مهر و موم محکمی را حفظ کند. برای بسته بندی گرافیت فشار بالا در برنامه های کاربردی، اغلب در پیکربندی حلقه های قالب شده یا تقویت شده با سیم Inconel برای مقاومت در برابر اکستروژن و حفظ یکپارچگی مهر و موم تحت فشار زیاد استفاده می شود و از فوران های خطرناک جلوگیری می کند.

• انعطاف پذیری چرخه حرارتی: می تواند چرخه های گرمایش و سرمایش مکرر را بدون شکننده شدن یا از دست دادن قابلیت آب بندی خود تحمل کند.
• اتلاف حرارت: رسانایی حرارتی بالای آن هم بسته بندی و هم شفت را از آسیب حرارتی محافظت می کند.
• مقاومت اکستروژن: نمرات تقویت شده به طور خاص برای مقاومت در برابر خارج شدن اجباری از جعبه پر کردن تحت فشار بالا طراحی شده اند.
• عملکرد ثابت: خواص اصطکاک و سایش پایدار را در محدوده دما حفظ می کند و عملکرد قابل پیش بینی را تضمین می کند.

نحوه انتخاب مواد بسته بندی مناسب

انتخاب بسته بندی غده مناسب یک فرآیند سیستماتیک است که نیازمند بررسی دقیق عوامل عملیاتی متعدد است. هدف یافتن ماده‌ای است که آب‌بندی مؤثر را فراهم می‌کند، عمر تجهیزات را به حداکثر می‌رساند و نیازهای تعمیر و نگهداری را به حداقل می‌رساند، در حالی که ایمنی و انطباق را تضمین می‌کند. تصمیم هرگز نباید بر اساس یک عامل واحد مانند دما یا قیمت به تنهایی باشد. یک رویکرد جامع که محیط شیمیایی، فشار، سرعت شفت و نوع تجهیزات را ارزیابی می کند ضروری است. به عنوان مثال، الف بسته بندی گرافیتی برای دریچه ها در یک سرویس بخار، نیازهای متفاوتی نسبت به بسته بندی برای پمپ های شیمیایی که دوغاب های ساینده را جابجا می کند، خواهد داشت. این رویکرد ساختاری از خرابی زودرس جلوگیری می کند، زمان خرابی را کاهش می دهد و از اشتباهات پرهزینه جلوگیری می کند.

• رسانه فرآیند: همه مواد شیمیایی، غلظت آنها و فازهایی (مایع، گاز، دوغاب) که بسته بندی با آنها تماس می گیرد را شناسایی کنید.
• محدوده دما: حداقل، حداکثر و دمای عملیاتی پیوسته را تعیین کنید.
• محدوده فشار: شرایط فشار استاتیک و دینامیکی را که سیستم تجربه می کند در نظر بگیرید.
• سرعت شفت/آستین: سرعت سطح (مقدار PV) را محاسبه کنید تا مطمئن شوید که بسته بندی می تواند اصطکاک و تولید گرما را مدیریت کند.
• نوع تجهیزات: مشخص کنید که برای شیر، پمپ گریز از مرکز، میکسر یا تجهیزات دیگر باشد، زیرا طراحی متفاوت است.
• استانداردهای نظارتی و ایمنی: اطمینان حاصل کنید که مواد انتخابی با تمام مقررات محلی، ملی و داخلی و ایمنی و محیط زیست مطابقت دارد.

بهترین روش های نصب برای طول عمر

نصب مناسب به اندازه انتخاب مواد برای دستیابی به مهر و موم قابل اعتماد و طولانی مدت حیاتی است. نصب نادرست می تواند از همان ابتدا باعث نشتی، سایش سریع و آسیب شفت شود. این فرآیند با یک جعبه پرکننده تمیز، عاری از بقایای بسته بندی قدیمی و زباله آغاز می شود. هر حلقه از بسته بندی غده گرافیتی باید به طور تمیز به اندازه برش داده شود، معمولاً با استفاده از روش پیچیدن دور محور، و هر حلقه باید به گونه‌ای تکان داده شود که اتصالات 90 درجه از هم فاصله داشته باشند. برای یک مهر و موم گرافیت با دمای بالا ، اغلب توصیه می شود برای اطمینان از چگالی مطلوب، حلقه ها را قبل از نصب در قالب از قبل فشرده کنید. فالوئر غده باید به تدریج و به طور یکنواخت سفت شود و اجازه دهد تا سیستم گرم شود و پس از چند چرخه عملیاتی برای محاسبه تراکم اولیه و انبساط حرارتی مجدداً چرخش کند.

• نظافت دقیق: قبل از نصب، مطمئن شوید که جعبه و شفت کاملاً تمیز و صاف هستند.
• برش دقیق: هر حلقه را به دقت برش دهید تا از شکاف یا برآمدگی که می تواند باعث نشتی شود جلوگیری کنید.
• مفاصل پلکانی: همیشه درزهای هر حلقه متوالی را جبران کنید تا از مسیر مستقیم برای نشتی جلوگیری شود.
• سفت شدن تدریجی: مهره های گلند را ابتدا با دست محکم کنید، سپس به تدریج پس از عملیاتی شدن و داغ شدن سیستم بیشتر سفت کنید تا به میزان نشتی صحیح برسید.

سوالات متداول

حداکثر دما برای بسته بندی غده گرافیتی چقدر است؟

حداکثر دما برای انعطاف پذیر بسته بندی غده گرافیتی به شدت به جو عملیات بستگی دارد. در محیط های اکسید کننده (هوا)، معمولاً می تواند به طور مداوم در دمای 900 درجه فارنهایت (480 درجه سانتی گراد) بدون اکسیداسیون قابل توجه کار کند. با این حال، در اتمسفرهای احیا یا بی اثر (مانند نیتروژن یا آرگون)، می تواند عملکرد قابل توجهی در دماهای تا 4500 درجه فارنهایت (2500 درجه سانتی گراد) داشته باشد زیرا کمبود اکسیژن از اکسیداسیون جلوگیری می کند. این آن را به یک ایده آل تبدیل می کند مهر و موم گرافیت با دمای بالا برای کاربردها در محیط‌های گاز بی‌اثر، کوره‌های خلاء و سایر فرآیندهای حرارتی شدید که در آن بیشتر مواد دیگر از کار می‌افتند.

آیا استفاده از بسته بندی آزبست هنوز قانونی است؟

قانونی بودن بسته بندی آزبست بسته به کشور و منطقه متفاوت است، اما استفاده از آن در اکثر کشورهای توسعه یافته از جمله بریتانیا، استرالیا و همه کشورهای عضو اتحادیه اروپا به شدت محدود یا کاملاً ممنوع است. در ایالات متحده، در حالی که ممنوعیت کاملی وجود ندارد، آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) و اداره ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) مقررات بسیار سختگیرانه ای را در مورد جابجایی، حذف و دفع آن اعمال می کنند. استفاده از بسته بندی آزبست جدید بسیار غیر معمول است و مسئولیت قانونی و خطرات بهداشتی شدیدی را به همراه دارد. بیشتر صنایع به جایگزین های امن تری مانند گرافیت برای همه تغییر کرده اند تعویض بسته بندی آزبست نیاز دارد.

هر چند وقت یک بار باید پکینگ گلند تعویض شود؟

هیچ جدول زمانی جهانی واحدی برای جایگزینی بسته بندی گلند وجود ندارد، زیرا به عوامل متعددی از جمله شرایط عملیاتی، مواد مورد استفاده و تجهیزات بستگی دارد. به خوبی نصب شده است بسته بندی گرافیتی برای پمپ ها در یک سرویس تمیز و متوسط می تواند چندین سال دوام بیاورد. شاخص اولیه برای جایگزینی افزایش نشتی است که نمی توان آن را با سفت کردن آهسته فالوور غده کنترل کرد. علائم دیگر عبارتند از افزایش محسوس در مصرف برق (به دلیل اصطکاک زیاد)، سایش بیش از حد شفت، یا سخت و شکننده شدن بسته بندی. اجرای یک برنامه تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده که شامل بازرسی منظم است، بهترین راه برای تعیین فاصله جایگزینی بهینه برای برنامه خاص شما است.

آیا می توان از بسته بندی گرافیت بر روی میکسرها و همزن ها استفاده کرد؟

کاملا. بسته بندی غده گرافیتی یک انتخاب عالی برای آب بندی میکسرها و همزن ها است که اغلب دچار فرسایش و انحراف شفت قابل توجهی می شوند. انعطاف پذیری و سازگاری عالی آن به آن اجازه می دهد حتی با این حرکات پویا مهر و موم پایداری را حفظ کند. برای این کاربردها، برای نصب آسان و چگالی ثابت، اغلب به سبک حلقه‌ای عرضه می‌شود. برای دوغاب های مخصوص ساینده یا خدمات شدید، یک درجه تقویت شده با سیم مقاوم در برابر خوردگی (مانند ضد زنگ 316 یا Inconel) توصیه می شود تا استحکام بیشتری ایجاد کند و در برابر اکستروژن مقاومت کند و عمر طولانی و قابل اعتمادی را در وظایف اختلاط چالش برانگیز تضمین کند.

نشانه های شکست در بسته بندی غدد چیست؟

شناخت علائم اولیه خرابی بسته بندی غدد می تواند از آسیب فاجعه بار تجهیزات و از کار افتادن برنامه ریزی نشده جلوگیری کند. متداول ترین نشانگر یک نرخ قطره ثابت است که با گذشت زمان افزایش می یابد و دیگر نمی تواند توسط فالوور غده تنظیم شود. سایر علائم هشدار دهنده شامل دود یا بخار قابل مشاهده است که از جعبه پرکن می آید که نشان دهنده تولید گرمای بیش از حد از اصطکاک است. ظاهر سوخته یا سفت شده پکینگ، ارتعاش بیش از حد پمپ یا شیر، و افزایش قابل توجه آمپر موتور (که نشان دهنده کشش بیشتر است) همگی سیگنال های واضحی هستند که بسته بندی نیاز به توجه دارد، چه از طریق تنظیم یا کامل. تعویض بسته بندی آزبست با یک ماده مدرن مانند گرافیت.