Membranski kompresori se široko koriste u kompresiji plina, kemijskoj proizvodnji i posebnoj obradi plina zbog svojih prednosti kao što su nepropusnost, visoki omjer kompresije i čistoća. Metalni brtveni prsten u svojoj jezgri ključna je komponenta za osiguravanje učinkovitog brtvljenja između cilindra i dijafragme, što je izravno povezano s radnom učinkovitošću, vijekom trajanja i sigurnošću opreme. Ovaj članak analizira temeljne zahtjeve cilindra dijafragmskog kompresora za metalne brtvene prstenove s tehničkog gledišta.
1. Visoka učinkovitost brtvljenja
Pod visokim tlakom (do 30 MPa ili više) i uvjetima čestog recipročnog gibanja, metalni brtveni prsten mora postići statičko i dinamičko brtvljenje bez propuštanja.
Statičko brtvljenje: Kada je kompresor zaustavljen ili u stabilnom radu, brtveni prsten mora čvrsto prianjati uz cilindar i površinu dijafragme kako bi se spriječilo mikro curenje plina.
Dinamičko brtvljenje: Pri visokofrekventnim vibracijama dijafragme (obično 200-1000 puta/minuti), brtveni prsten mora održavati jednolik pritisak na kontaktnoj površini kako bi se izbjeglo oštećenje brtvljenja zbog vibracija.
Tehnički ključ: Brtveni prsten mora kompenzirati mikrodeformacije putem valovitosti ili elastične strukture, a hrapavost površine mora se kontrolirati unutar Ra ≤ 0,8 μm.
2. Otpornost na tlak i temperaturu u ekstremnim radnim uvjetima
Membranski kompresori često rade u kombiniranim uvjetima visokih temperatura (-50 ℃ do 300 ℃) i visokog tlaka, što postavlja stroge zahtjeve na materijal i strukturu metalnih brtvenih prstenova.
Otpornost na tlak: Pod utjecajem visokog tlaka, brtveni prsten mora imati visoku granicu razvlačenja (obično ≥800 MPa) kako bi se izbjegla plastična deformacija i lom brtve.
Otpornost na temperaturu: Mora izdržati udarne cikluse vrućine i hladnoće, a otpornost materijala na oksidaciju (kao što je stabilnost oksidnog sloja legura na bazi nikla) i krhkost na niskim temperaturama (kao što je žilavost legura titana na niskim temperaturama) na visokim temperaturama moraju ispunjavati zahtjeve.
Rješenje: Koristite višeslojnu kompozitnu strukturu (kao što je metal + elastomer) ili gradijentni dizajn materijala kako biste uravnotežili otpornost na pritisak i prilagodljivost temperaturi.
3. Otpornost na koroziju i kemijska stabilnost
U kemijskim ili posebnim plinskim okruženjima (kao što su klor, vodik, kiseli mediji), brtveni prsten mora biti otporan na eroziju uzrokovanu korozivnim medijima.
Odabir materijala: Poželjni su Hastelloy C276, Monel ili površinski premaz (kao što je PTFE kompozitni premaz).
Dugoročna stabilnost: Otpornost na koroziju potrebno je provjeriti ispitivanjem slanom maglom (ASTM B117) i ispitivanjem uranjanjem u kiseli plin (kao što je simulacija okruženja H2S).
4. Dinamička ravnoteža elastičnosti i krutosti
Brtveni prsten mora postići pouzdano brtvljenje unutar raspona elastične deformacije i imati dovoljnu krutost da se odupre ekstruziji pod visokim tlakom.
Kontrola modula elastičnosti: Podesite modul elastičnosti (tipična vrijednost: 100-200 GPa) optimizacijom omjera materijala (kao što je dodavanje elemenata berilija i molibdena) ili strukturnog dizajna (kao što je V-oblikovani rebrasti oblik).
Vijek trajanja na zamor: Mora zadovoljiti zahtjeve čvrstoće na zamor pri cikličkim opterećenjima od 10^7 kako bi se izbjegle pukotine uzrokovane ponovljenim deformacijama.
5. Precizna obrada i prilagodljivost
Metalni brtveni prsten mora postići visokoprecizno usklađivanje s cilindrom i dijafragmom, a kontrola tolerancije izravno utječe na učinak brtvljenja.
Točnost dimenzija: Tolerancija promjera mora se kontrolirati unutar ±0,02 mm, a tolerancija oblika i položaja (kao što su kružnost i ravnost) mora biti ≤0,01 mm.
Površinska obrada: Poliranjem ili kemijskim premazom smanjite koeficijent trenja (≤0,1) i smanjite trošenje.
VI. Dugi vijek trajanja i pouzdanost
Kvar brtvenog prstena jedan je od glavnih načina kvara dijafragmalnog kompresora, a njegov vijek trajanja mora odgovarati ciklusu remonta opreme (obično ≥8000 sati).
Otpornost na habanje: Tvrdoća površine mora doseći HRC 40-50, što se može poboljšati nitriranjem ili premazom od volframovog karbida.
Održavanje: Dizajnirajte modularnu strukturu kako biste podržali brzu zamjenu i smanjili troškove zastoja.
Zaključak
Performanse metalnog brtvenog prstena izravno određuju učinkovitost brtvljenja i pouzdanost rada dijafragmalnog kompresora. U budućnosti, razvojem novih materijala (kao što su metalno staklo, legure aditivne proizvodnje) i inteligentnih tehnologija praćenja (kao što su ugrađeni senzori naprezanja), brtveni prsten će se razvijati prema većoj prilagodljivosti radnim uvjetima, duljem vijeku trajanja i inteligenciji. Za dizajnere je potrebna sveobuhvatna optimizacija iz više dimenzija, uključujući materijale, strukture i procese kako bi se zadovoljili sve stroži industrijski zahtjevi dijafragmalnih kompresora.
Vrijeme objave: 26. veljače 2025.