Οι συμπιεστές διαφράγματος χρησιμοποιούνται ευρέως στη συμπίεση αερίων, στην παραγωγή χημικών και στην ειδική επεξεργασία αερίων λόγω των πλεονεκτημάτων τους, όπως η μη διαρροή, ο υψηλός λόγος συμπίεσης και η καθαριότητα. Ο μεταλλικός δακτύλιος στεγανοποίησης στην κεντρική του δομή είναι ένα βασικό στοιχείο για την εξασφάλιση αποτελεσματικής στεγανοποίησης μεταξύ του κυλίνδρου και του διαφράγματος, η οποία σχετίζεται άμεσα με την απόδοση λειτουργίας, τη διάρκεια ζωής και την ασφάλεια του εξοπλισμού. Αυτό το άρθρο αναλύει τις βασικές απαιτήσεις του κυλίνδρου συμπιεστή διαφράγματος για μεταλλικούς δακτυλίους στεγανοποίησης από τεχνική άποψη.
1. Υψηλή απόδοση σφράγισης
Υπό υψηλή πίεση (έως 30 MPa ή περισσότερο) και συχνές συνθήκες παλινδρομικής κίνησης, ο μεταλλικός δακτύλιος στεγανοποίησης πρέπει να επιτυγχάνει στατική και δυναμική σφράγιση χωρίς διαρροές.
Στατική στεγανοποίηση: Όταν ο συμπιεστής είναι σταματημένος ή σε σταθερή λειτουργία, ο δακτύλιος στεγανοποίησης πρέπει να εφαρμόζει σφιχτά στην επιφάνεια του κυλίνδρου και του διαφράγματος για να αποτραπεί η μικροδιαρροή αερίου.
Δυναμική σφράγιση: Στην υψηλής συχνότητας δόνηση του διαφράγματος (συνήθως 200-1000 φορές/λεπτό), ο δακτύλιος στεγανοποίησης πρέπει να διατηρεί ομοιόμορφη πίεση στην επιφάνεια επαφής για να αποφευχθεί η αστοχία στεγανοποίησης λόγω κραδασμών.
Τεχνικό κλειδί: Ο δακτύλιος στεγανοποίησης πρέπει να αντισταθμίζει την μικροπαραμόρφωση μέσω αυλάκωσης ή ελαστικού σχεδιασμού δομής και η τραχύτητα της επιφάνειας πρέπει να ελέγχεται εντός Ra≤0,8μm.
2. Αντοχή στην πίεση και αντοχή στη θερμοκρασία υπό ακραίες συνθήκες εργασίας
Οι συμπιεστές διαφράγματος συχνά αντιμετωπίζουν συνδυασμένες συνθήκες λειτουργίας υψηλής θερμοκρασίας (-50℃ έως 300℃) και υψηλής πίεσης, γεγονός που θέτει αυστηρές απαιτήσεις για το υλικό και τη δομή των μεταλλικών δακτυλίων στεγανοποίησης.
Αντοχή στην πίεση: Υπό υψηλή πίεση κρούσης, ο δακτύλιος στεγανοποίησης πρέπει να έχει υψηλό όριο διαρροής (συνήθως ≥800 MPa) για να αποφευχθεί η πλαστική παραμόρφωση και η αστοχία της στεγανοποίησης.
Αντοχή στη θερμοκρασία: Πρέπει να αντέχει σε θερμό και κρύο κύκλο κραδασμών και η αντοχή του υλικού στην οξείδωση (όπως η σταθερότητα του στρώματος οξειδίου των κραμάτων με βάση το νικέλιο) και η ευθραυστότητα σε χαμηλή θερμοκρασία (όπως η αντοχή σε χαμηλή θερμοκρασία των κραμάτων τιτανίου) σε υψηλή θερμοκρασία πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις.
Λύση: Χρησιμοποιήστε πολυστρωματική σύνθετη δομή (όπως μέταλλο + ελαστομερές) ή σχεδιασμό υλικού με κλίση για να εξισορροπήσετε την προσαρμοστικότητα στην πίεση και τη θερμοκρασία.
3. Αντοχή στη διάβρωση και χημική σταθερότητα
Σε χημικά ή ειδικά αέρια (όπως χλώριο, υδρογόνο, όξινο μέσο), ο δακτύλιος στεγανοποίησης πρέπει να αντιστέκεται στη διάβρωση από διαβρωτικά μέσα.
Επιλογή υλικού: Προτιμώνται τα Hastelloy C276, Monel ή επιφανειακή επίστρωση (όπως σύνθετη επίστρωση PTFE).
Μακροπρόθεσμη σταθερότητα: Η αντοχή στη διάβρωση πρέπει να επαληθεύεται μέσω δοκιμής ψεκασμού με αλατόνερο (ASTM B117) και δοκιμής εμβάπτισης σε όξινο αέριο (όπως προσομοίωση περιβάλλοντος H2S).
4. Δυναμική ισορροπία ελαστικότητας και ακαμψίας
Ο δακτύλιος στεγανοποίησης πρέπει να επιτυγχάνει αξιόπιστη σφράγιση εντός του εύρους ελαστικής παραμόρφωσης και να έχει επαρκή ακαμψία για να αντιστέκεται στην εξώθηση υψηλής πίεσης.
Έλεγχος μέτρου ελαστικότητας: Προσαρμόστε το μέτρο ελαστικότητας (τυπική τιμή: 100-200 GPa) βελτιστοποιώντας την αναλογία υλικών (όπως προσθήκη στοιχείων βηρυλλίου και μολυβδαινίου) ή τον δομικό σχεδιασμό (όπως αυλάκωση σχήματος V).
Διάρκεια ζωής κόπωσης: Πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις αντοχής σε κόπωση υπό κυκλικά φορτία 10^7 για την αποφυγή ρωγμών που προκαλούνται από επαναλαμβανόμενη παραμόρφωση.
5. Μηχανική κατεργασία ακριβείας και προσαρμοστικότητα
Ο μεταλλικός δακτύλιος στεγανοποίησης πρέπει να επιτυγχάνει υψηλής ακρίβειας αντιστοίχιση με τον κύλινδρο και το διάφραγμα και ο έλεγχος ανοχής επηρεάζει άμεσα το αποτέλεσμα στεγανοποίησης.
Ακρίβεια διαστάσεων: Η ανοχή διαμέτρου πρέπει να ελέγχεται εντός ±0,02 mm και η ανοχή μορφής και θέσης (όπως στρογγυλότητα και επιπεδότητα) πρέπει να είναι ≤0,01 mm.
Επιφανειακή επεξεργασία: Χρησιμοποιήστε στίλβωση ή χημική επιμετάλλωση για να μειώσετε τον συντελεστή τριβής (≤0,1) και να μειώσετε τη φθορά.
VI. Μακρά διάρκεια ζωής και αξιοπιστία
Η αστοχία του δακτυλίου στεγανοποίησης είναι ένας από τους κύριους τρόπους αστοχίας του συμπιεστή διαφράγματος και η διάρκεια ζωής του πρέπει να ταιριάζει με τον κύκλο γενικής επισκευής του εξοπλισμού (συνήθως ≥8000 ώρες).
Αντοχή στη φθορά: Η σκληρότητα της επιφάνειας πρέπει να φτάσει το HRC 40-50, το οποίο μπορεί να βελτιωθεί με εναζώτωση ή επίστρωση καρβιδίου του βολφραμίου.
Συντηρησιμότητα: Σχεδιάστε μια αρθρωτή δομή για να υποστηρίξετε την ταχεία αντικατάσταση και να μειώσετε το κόστος διακοπής λειτουργίας.
Σύναψη
Η απόδοση του μεταλλικού δακτυλίου στεγανοποίησης καθορίζει άμεσα την απόδοση στεγανοποίησης και την αξιοπιστία λειτουργίας του συμπιεστή διαφράγματος. Στο μέλλον, με την ανάπτυξη νέων υλικών (όπως μεταλλικό γυαλί, κράματα προσθετικής κατασκευής) και έξυπνων τεχνολογιών παρακολούθησης (όπως ενσωματωμένοι αισθητήρες τάσης), ο δακτύλιος στεγανοποίησης θα εξελιχθεί προς υψηλότερη προσαρμοστικότητα στις συνθήκες λειτουργίας, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και ευφυΐα. Για τους σχεδιαστές, απαιτείται ολοκληρωμένη βελτιστοποίηση από πολλαπλές διαστάσεις, συμπεριλαμβανομένων των υλικών, των δομών και των διαδικασιών, για την κάλυψη των ολοένα και αυστηρότερων βιομηχανικών απαιτήσεων των συμπιεστών διαφράγματος.
Ώρα δημοσίευσης: 26 Φεβρουαρίου 2025