Kompresor diafragma banyak digunakan dalam kompresi gas, produksi kimia, dan pemrosesan gas khusus karena keunggulannya berupa tidak adanya kebocoran, rasio kompresi tinggi, dan kebersihan. Cincin segel logam dalam struktur intinya merupakan komponen utama untuk memastikan penyegelan yang efisien antara silinder dan diafragma, yang secara langsung terkait dengan efisiensi pengoperasian, masa pakai, dan keamanan peralatan. Artikel ini menganalisis persyaratan inti silinder kompresor diafragma untuk cincin segel logam dari perspektif teknis.
1. Kinerja penyegelan tinggi
Di bawah tekanan tinggi (hingga 30 MPa atau lebih) dan kondisi gerak bolak-balik yang sering, cincin segel logam perlu mencapai penyegelan statis dan dinamis tanpa kebocoran.
Penyegelan statis: Saat kompresor berhenti atau dalam operasi stabil, cincin segel harus terpasang erat dengan permukaan silinder dan diafragma untuk mencegah kebocoran mikro gas.
Penyegelan dinamis: Dalam getaran diafragma frekuensi tinggi (biasanya 200-1000 kali/menit), cincin segel perlu mempertahankan tekanan seragam pada permukaan kontak untuk menghindari kegagalan penyegelan akibat getaran.
Kunci teknis: Cincin penyegel perlu mengimbangi deformasi mikro melalui kerut atau desain struktur elastis, dan kekasaran permukaan perlu dikontrol dalam Ra≤0,8μm.
2. Tahan terhadap tekanan dan suhu dalam kondisi kerja ekstrim
Kompresor diafragma sering menghadapi kondisi kerja gabungan suhu tinggi (-50℃ hingga 300℃) dan tekanan tinggi, yang memberikan persyaratan ketat pada bahan dan struktur cincin penyegel logam.
Tahan tekanan: Di bawah tekanan tinggi, cincin penyegel harus memiliki kekuatan luluh tinggi (biasanya ≥800 MPa) untuk menghindari deformasi plastik dan kegagalan segel.
Tahan suhu: Harus tahan terhadap guncangan siklus panas dan dingin, dan ketahanan oksidasi material (seperti stabilitas lapisan oksida paduan berbasis nikel) dan kerapuhan suhu rendah (seperti ketangguhan suhu rendah paduan titanium) pada suhu tinggi harus memenuhi persyaratan.
Solusi: Gunakan struktur komposit multi-lapis (seperti logam + elastomer) atau desain material gradien untuk menyeimbangkan tekanan dan kemampuan beradaptasi suhu.
3. Tahan korosi dan stabilitas kimia
Dalam skenario kimia atau gas khusus (seperti klorin, hidrogen, media asam), cincin penyegel harus tahan terhadap erosi oleh media korosif.
Pemilihan material: Hastelloy C276, Monel atau pelapis permukaan (seperti pelapis komposit PTFE) lebih disukai.
Stabilitas jangka panjang: Ketahanan terhadap korosi perlu diverifikasi melalui uji semprotan garam (ASTM B117) dan uji perendaman gas asam (seperti simulasi lingkungan H2S).
4. Keseimbangan dinamis elastisitas dan kekakuan
Cincin penyegel harus mencapai penyegelan yang andal dalam rentang deformasi elastis dan memiliki kekakuan yang cukup untuk menahan ekstrusi tekanan tinggi.
Kontrol modulus elastisitas: Sesuaikan modulus elastisitas (nilai tipikal: 100-200 GPa) dengan mengoptimalkan rasio material (seperti menambahkan elemen berilium dan molibdenum) atau desain struktural (seperti kerut berbentuk V).
Umur lelah: Perlu memenuhi persyaratan kekuatan lelah di bawah beban siklik 10^7 untuk menghindari retak yang disebabkan oleh deformasi berulang.
5. Pemesinan presisi dan kemampuan beradaptasi
Cincin penyegel logam perlu mencapai pencocokan presisi tinggi dengan silinder dan diafragma, dan kontrol toleransi secara langsung memengaruhi efek penyegelan.
Akurasi dimensi: Toleransi diameter harus dikontrol dalam ±0,02 mm, dan toleransi bentuk dan posisi (seperti kebulatan dan kerataan) harus ≤0,01 mm.
Perawatan permukaan: Gunakan pemolesan atau pelapisan kimia untuk mengurangi koefisien gesekan (≤0,1) dan mengurangi keausan.
VI. Umur panjang dan kehandalan
Kegagalan cincin segel adalah salah satu mode kegagalan utama kompresor diafragma, dan masa pakainya harus sesuai dengan siklus perbaikan peralatan (biasanya ≥8000 jam).
Ketahanan aus: Kekerasan permukaan harus mencapai HRC 40-50, yang dapat ditingkatkan dengan pelapisan nitriding atau tungsten karbida.
Kemudahan Pemeliharaan: Rancang struktur modular untuk mendukung penggantian cepat dan mengurangi biaya waktu henti.
Kesimpulan
Kinerja cincin segel logam secara langsung menentukan efisiensi penyegelan dan keandalan operasional kompresor diafragma. Di masa mendatang, dengan pengembangan material baru (seperti kaca metalik, paduan manufaktur aditif) dan teknologi pemantauan cerdas (seperti sensor tegangan tertanam), cincin segel akan berevolusi menuju kemampuan adaptasi kondisi kerja yang lebih tinggi, masa pakai yang lebih lama, dan kecerdasan. Bagi para desainer, diperlukan pengoptimalan yang komprehensif dari berbagai dimensi termasuk material, struktur, dan proses untuk memenuhi tuntutan industri kompresor diafragma yang semakin ketat.
Waktu posting: 26-Feb-2025