डायाफ्राम कंप्रेसर सिलेंडरों में धातु सीलिंग रिंगों की आवश्यकताएं

डायाफ्राम कम्प्रेसर का उपयोग गैस संपीड़न, रासायनिक उत्पादन और विशेष गैस प्रसंस्करण में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि इनमें रिसाव नहीं होता, उच्च संपीड़न अनुपात और स्वच्छता जैसे लाभ होते हैं। इसकी मुख्य संरचना में धातु की सील रिंग सिलेंडर और डायाफ्राम के बीच कुशल सीलिंग सुनिश्चित करने के लिए एक प्रमुख घटक है, जो उपकरण की संचालन दक्षता, जीवन और सुरक्षा से सीधे संबंधित है। यह लेख तकनीकी दृष्टिकोण से धातु सील रिंग के लिए डायाफ्राम कंप्रेसर सिलेंडर की मुख्य आवश्यकताओं का विश्लेषण करता है।

1. उच्च सीलिंग प्रदर्शन
उच्च दबाव (30 एमपीए या अधिक तक) और लगातार घूमने वाली गति की स्थिति में, धातु सील रिंग को शून्य रिसाव स्थैतिक और गतिशील सीलिंग प्राप्त करने की आवश्यकता होती है।

स्थैतिक सीलिंग: जब कंप्रेसर बंद हो या स्थिर संचालन में हो, तो गैस के सूक्ष्म रिसाव को रोकने के लिए सील रिंग को सिलेंडर और डायाफ्राम सतह के साथ कसकर फिट होना चाहिए।

गतिशील सीलिंग: डायाफ्राम के उच्च आवृत्ति कंपन (आमतौर पर 200-1000 बार/मिनट) में, कंपन के कारण सीलिंग विफलता से बचने के लिए सील रिंग को संपर्क सतह पर एक समान दबाव बनाए रखने की आवश्यकता होती है।
तकनीकी कुंजी: सीलिंग रिंग को नालीदार या लोचदार संरचना डिजाइन के माध्यम से सूक्ष्म विरूपण के लिए क्षतिपूर्ति करने की आवश्यकता है, और सतह खुरदरापन को Ra≤0.8μm के भीतर नियंत्रित करने की आवश्यकता है।

2. अत्यधिक कार्य स्थितियों में दबाव प्रतिरोध और तापमान प्रतिरोध
डायाफ्राम कंप्रेसर को अक्सर उच्च तापमान (-50 डिग्री सेल्सियस से 300 डिग्री सेल्सियस) और उच्च दबाव की संयुक्त कार्य स्थितियों का सामना करना पड़ता है, जो धातु सीलिंग रिंगों की सामग्री और संरचना पर सख्त आवश्यकताएं डालता है।

दबाव प्रतिरोध: उच्च दबाव प्रभाव के तहत, प्लास्टिक विरूपण और सील विफलता से बचने के लिए सीलिंग रिंग में उच्च उपज शक्ति (आमतौर पर ≥800 एमपीए) की आवश्यकता होती है।

तापमान प्रतिरोध: इसे गर्म और ठंडे चक्र के झटके का सामना करने की आवश्यकता होती है, और उच्च तापमान पर सामग्री के ऑक्सीकरण प्रतिरोध (जैसे निकल-आधारित मिश्र धातुओं की ऑक्साइड परत की स्थिरता) और कम तापमान भंगुरता (जैसे टाइटेनियम मिश्र धातुओं की कम तापमान कठोरता) को आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।
समाधान: दबाव सहनशीलता और तापमान अनुकूलनशीलता को संतुलित करने के लिए बहु-परत मिश्रित संरचना (जैसे धातु + इलास्टोमर) या ग्रेडिएंट सामग्री डिजाइन का उपयोग करें।

3. संक्षारण प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता
रासायनिक या विशेष गैस (जैसे क्लोरीन, हाइड्रोजन, अम्लीय माध्यम) परिदृश्यों में, सीलिंग रिंग को संक्षारक मीडिया द्वारा क्षरण का प्रतिरोध करने की आवश्यकता होती है।

सामग्री का चयन: हेस्टेलॉय C276, मोनेल या सतह कोटिंग (जैसे PTFE मिश्रित कोटिंग) को प्राथमिकता दी जाती है।

दीर्घकालिक स्थिरता: संक्षारण प्रतिरोध को नमक स्प्रे परीक्षण (एएसटीएम बी117) और एसिड गैस विसर्जन परीक्षण (जैसे एच2एस पर्यावरण सिमुलेशन) के माध्यम से सत्यापित किया जाना चाहिए।

4. लोच और कठोरता का गतिशील संतुलन
सीलिंग रिंग को लोचदार विरूपण सीमा के भीतर विश्वसनीय सीलिंग प्राप्त करने की आवश्यकता होती है और उच्च दबाव वाले निष्कासन का विरोध करने के लिए पर्याप्त कठोरता होनी चाहिए।

प्रत्यास्थ मापांक नियंत्रण: सामग्री अनुपात (जैसे बेरिलियम और मोलिब्डेनम तत्वों को जोड़ना) या संरचनात्मक डिजाइन (जैसे वी-आकार का नालीदार) को अनुकूलित करके प्रत्यास्थ मापांक (विशिष्ट मान: 100-200 GPa) को समायोजित करें।

थकान जीवन: बार-बार विरूपण के कारण होने वाली दरारों से बचने के लिए इसे 10^7 चक्रीय भार के तहत थकान शक्ति आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है।

5. सटीक मशीनिंग और अनुकूलनशीलता
धातु सीलिंग रिंग को सिलेंडर और डायाफ्राम के साथ उच्च-सटीक मिलान प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, और सहिष्णुता नियंत्रण सीधे सीलिंग प्रभाव को प्रभावित करता है।

आयामी सटीकता: व्यास सहिष्णुता को ± 0.02 मिमी के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए, और रूप और स्थिति सहिष्णुता (जैसे गोलाई और सपाटता) ≤0.01 मिमी होनी चाहिए।

सतह उपचार: घर्षण गुणांक (≤0.1) को कम करने और घिसाव को कम करने के लिए पॉलिशिंग या रासायनिक चढ़ाना का उपयोग करें।

VI. लंबा जीवन और विश्वसनीयता
सील रिंग की विफलता डायाफ्राम कंप्रेसर की मुख्य विफलता मोड में से एक है, और इसका जीवन उपकरण ओवरहाल चक्र (आमतौर पर ≥8000 घंटे) से मेल खाना चाहिए।

घिसाव प्रतिरोध: सतह की कठोरता HRC 40-50 तक पहुंचनी चाहिए, जिसे नाइट्राइडिंग या टंगस्टन कार्बाइड कोटिंग द्वारा सुधारा जा सकता है।

रखरखाव: त्वरित प्रतिस्थापन का समर्थन करने और डाउनटाइम लागत को कम करने के लिए एक मॉड्यूलर संरचना डिजाइन करें।

निष्कर्ष
धातु सील रिंग का प्रदर्शन सीधे तौर पर डायाफ्राम कंप्रेसर की सीलिंग दक्षता और परिचालन विश्वसनीयता निर्धारित करता है। भविष्य में, नई सामग्रियों (जैसे धात्विक कांच, एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग मिश्र धातु) और बुद्धिमान निगरानी तकनीकों (जैसे एम्बेडेड स्ट्रेस सेंसर) के विकास के साथ, सील रिंग उच्च कार्य स्थितियों के अनुकूलता, लंबे जीवन और बुद्धिमत्ता की ओर विकसित होगी। डिजाइनरों के लिए, डायाफ्राम कंप्रेसर की बढ़ती औद्योगिक मांगों को पूरा करने के लिए सामग्रियों, संरचनाओं और प्रक्रियाओं सहित कई आयामों से व्यापक अनुकूलन की आवश्यकता होती है।