In de compressor – het industriële ‘hart’ – is het betrouwbaar afdichten van gassen of vloeistoffen onder hoge druk cruciaal voor een efficiënte en veilige werking. Onder de afdichtingsoplossingen bevinden zich:mechanische afdichtingen onderscheiden zich als de voorkeurskeuze voor moderne compressoren, vooral in toepassingen met hoge snelheid, hoge druk en kritieke toepassingen. De kern van dit systeem wordt gevormd door het nauwkeurig op elkaar afgestemde paar afdichtingsringen (roterende ring en stationaire ring), vaak aangeduid als "zeehondengezichten."
1. Kernmissie: Zero-Leakage Containment
De primaire functie is ondubbelzinnig:
- Voorkom middelgrote lekkage:Voorkom dat gas/vloeistof onder hoge druk (koelmiddel, lucht, procesgas) langs de schacht ontsnapt. Lekkages veroorzaken productverlies, milieugevaren (giftige gassen/broeikasgassen) en veiligheidsrisico's (ontvlambare stoffen).
- Uitsluiting van verontreinigingen:Blokkeer externe lucht, vocht, stof of vuil. Verontreiniging leidt tot corrosie (bijv. emulsievorming van smeermiddelen), slijtage van componenten en systeemstoringen.
- Drukintegriteit:Handhaaf de operationele druk voor efficiëntie. Lekkages verlagen de druk en verhogen het energieverbruik.
- Verlengde levensduur:Hoogwaardige afdichtingen zijn bestand tegen hoge toerentallen, druk, temperaturen en droogloopomstandigheden, waardoor de stilstandtijd wordt beperkt.
2. Precisietechniek: Dynamische afdichting door middel van vloeistoffilms
De afdichting is gebaseerd op overlappende vlakke vlakken die samenwerken:
- Roterend/stationair paar: Deroterende ringdraait met de as; destationaire ringbevestigingen aan de behuizing.
- Overlappende oppervlakken: Ultravlakke (λ/2 laserkwaliteit) en gladde afdichtingsvlakken komen in contact onder veer- en hydraulische druk.
- Microscopische smering:Er vormt zich een vloeistoffilm (procesvloeistof of barrièrevloeistof) van 2–5 µm tussen de vlakken om:
- Verminder wrijving(voorkomt slijtage)
- Afsluitbaarheid mogelijk maken(viscositeit van de vloeistof blokkeert lekkage)
- Warmte afgeven(door wrijving met het gezicht)
- Evenwichtige dynamiek:Veerspanning zorgt voor contact; hydrodynamische druk houdt de film in stand. Onbalans veroorzaakt defecten (bijv. vervorming van het oppervlak, binnendringen van deeltjes).
3. Materiaalkeuze: ontworpen voor extremen
Afdichtingsvlakken volgen een 'hard versus zacht'-combinatiestrategie. Kritische eigenschappen: hardheid, slijtvastheid/corrosiebestendigheid, thermische geleidbaarheid en thermische schokbestendigheid.
| Materiaaltype | Harde kant (meestal stationair) | Zacht gezicht (meestal roterend) |
|---|---|---|
| Primaire materialen | Siliciumcarbide (SiC): • Gesinterd (SSiC): Superieure corrosiebestendigheid • Reactiegebonden (RBSiC): hogere taaiheid Dominante keuze voor zware omstandigheden (hoge P/T, corrosieve media). | Geïmpregneerd grafiet: • Metaalgevuld (Cu/Sb): Verbeterde geleidbaarheid • Harsgevuld: chemische bestendigheid Ideaal in combinatie met SiC. Verdraagt de inbedding van kleine vaste deeltjes. |
| Wolfraamcarbide (WC): • Ni-gebonden: betere corrosiebestendigheid • Co-gebonden: hogere hardheid Veelvoorkomend bij oliegesmeerde compressoren. | Gesinterd SiC (SSiC): Wordt gebruikt in “hard/hard”-paren voor droge gasafdichtingen (DGS) of media met een lage smering. | |
| Alumina keramiek (Al₂O₃): Economisch voor schone diensten met een lage P/T. | Versterkte PTFE: Beperkt tot toepassingen met een lage P/T, die zeer corrosief en niet-kritisch zijn. |
4. Holistisch ontwerp: verder dan gezichten
Voor betrouwbare afdichtingen is de integratie van het volgende vereist:
- Secundaire afdichtingen: O-ringen/V-ringen (FKM/EPDM/PTFE) voor statische afdichting.
- Veersystemen:Corrosiewerende legeringen voor een consistente oppervlaktebelasting.
- Drukbalancering: Gebalanceerde ontwerpen voor toepassingen >200 psig.
- Afdichtingsondersteuningssystemen:Spoelplannen (API-plan 11/32) voor koel-/vuilbestrijding.
Conclusie
Mechanische afdichtingsvlakken voor compressoren zijn onbezongen helden. In combinatie met precisietechniek en speciaal ontwikkelde materialen beheersen ze de trifecta van snelheid, druk en agressie – ze zorgen voor lekvrije afsluiting en maximaliseren de uptime en milieuveiligheid.
Plaatsingstijd: 08-07-2025