Samtale med grundlæggeren

Afslør hemmelighederne bag langvarige mekaniske tætninger

I driftssystemet for industrielle anlæg fungerer mekaniske tætninger som usungne helte – de holder stille vagt ved akselenderne på væsketransportudstyr. De skal forhindre udslip af medier for at sikre produktionssikkerheden, samtidig med at de reducerer friktionsfor tab for at øge energieffektiviteten. Denne til tøj synes små komponent er direkte knyttet til den stabile drift af kerneindustrier såsom kemisk proces, energi og vandbehandling. Dets tekniske niveau anses endda som en nøgleindikator for præcisionen og sofistikationen i udstyrsproduktion.

Hr. Tong Hanquan, grundlægger af Jiangsu Golden Eagle Fluid Machinery Co., Ltd., har i 50 år været dedikeret til dette felt siden 1976. Gennem årtiers vedholdenhed har han været vidne til den fulde udvikling af indenlandske mekaniske tætninger, fra efterligning til selvstændig innovation. I dag har vi inviteret formand Tong for at udforske effektiviteten af mekaniske tætninger – fra grundlæggende principper til praktisk erfaring – og dermed afdække 'hemmelighederne bag lang levetid' for denne afgørende komponent.

Rapportør : Formand Tong, med fem årtier i branche for mekaniske tætninger, har De været vidne til dens udvikling og forvandlinger. Startende med det grundlæggende, hvad er den vigtigste faktor for at forlænge levetiden for mekaniske tætninger under drift i væskemedia?

Formand Tong : Uanset hvad handler det i sidste ende om at opretholde væskefilmen. Mellem friktionsfladerne på den dynamiske og den stillestående ring i en mekanisk tætning skaber en væskefilm dannet af mediet en afgørende smørelse. Filmen fungerer som et beskyttende lag – uden denne, eller hvis den bliver ustabil, vil tætningen hurtigt svigte. Hos Golden Eagle prioriterer vi stabiliteten af væskefilmen som en kerneindikator gennem hele vores design- og produktionsprocesser.

Rapportør : Hvad er de forskellige smørestilstande mellem disse friktionsflader, og hvordan påvirker de tætningens levetid?

Formand Tong : Baseret på vores praksis og forskning findes der fire hovedtilstande:

Tørløb : Det værste scenarie, hvor ingen væske trænger ind på friktionsfladen – kun støv og oxiderede lag er tilbage. Dette resulterer i øjeblikkelig varmeudvikling, slid og hurtig utæthed. Tidligt i min karriere stødte jeg på mange tilfælde, hvor ukorrekt installation førte til tørløb og forårsagede betydelige tab

Grænse-smøring : I teorien er tætningsflader aldrig helt glatte. Hvad der ser fladt ud, har stadig mikroskopiske toppe og dale. Når tætningsvæske eller medium under tryk trænger ind i spalten, udfylder det dalene, men ikke toppene. Dalerne får fordel af smøring, men toppene oplever direkte kontakt og friktion, hvilket resulterer i moderat slid og varmeudvikling.

 

Halvflydende smøring : Dette er den ideelle tilstand. Ved at skabe 'makro-dimpel' på endefladerne gennem riller opretholdes en tynd, men stabil væskelfilm. Dette reducerer friktionskoefficienten og sikrer effektiv tætning.

 

Fuld flydende smøring : Selvom det måske virker ideelt uden friktion, fører den alt for store spalte til utæthed – hvilket gør det kontraproduktivt.

Rapportør : Det ser ud til, at halvflydende smøring er den ideelle tilstand, man bør efterstræbe. Hvilke faktorer skal overvejes for at opnå dette?

Formand Tong : Et omfattende tilgang er afgørende. Medieegenskaber er grundlæggende – for eksempel danner medier med høj viskositet lettere flydende film end medier med lav viskositet. Tryk, temperatur og glidehastighed er ligeledes kritiske: for højt tryk kan brække den flydende film, høje temperaturer kan fordampe mediet, og høje hastigheder kan forøge friktionsvarmen.

Ved Golden Eagle udfører vi detaljerede beregninger af disse parametre under kundevalgsprocesser. Desuden skal faktorer som justering af tryk på endeflade, design af smorestruktur og bearbejdelsespræcision af friktionsflader optimeres. For eksempel hvor en overfladeruhed på Ra0,8 engang var acceptabel, opnår vores præcisions-slidning nu Ra0,02, hvilket markant forbedrer beholdningen af den flydende film.

Rapportør : Du nævnte smorestrukturer – vi har hørt, at Golden Eagle råder over betydelig teknisk ekspertise inden for forbedring af disse. Kan du uddybe det?

Formand Tong : Selvfølgelig. Strukturelt design er en af ​​vores kernekompetencer.

Eccentriske endeflader : Ved at let forskyde centrum for den dynamiske eller stillestående ring i forhold til aksen, bliver smøremidlet "trukket" ind i friktionsfladen under rotation. Dog skal graden af eksentricitet være præcis — for stor forskydning medfører ujævn slitage ved højt tryk, og høje hastigheder kræver omhyggelig konstruktion for at undgå vibrationer forårsaget af centrifugalkræfter. Dette lærte vi på den hårde måde med kemiske pumpepakninger i starten, og løste det senere gennem finit elementanalyse.

Indgroving af endeflade : Ved højt tryk og høj hastighed reducerer riller effektivt forstyrrelser af væskefilmen forårsaget af friktionsvarme. Placeringen af rillerne er kritisk: for eksternt pressuriserede tætninger bør rillerne være på den stillestående ring for at forhindre indtrængen af forurening; for internt pressuriserede tætninger er den dynamiske ring at foretrække, da centrifugalkraften skubber forurening ud. Form, antal og dybde af riller har også betydning – for mange eller for dybe riller øger utætheden. Vores kileformede riller har forbedret smøreeffektiviteten med 30 % i forhold til ældre rektangulære design.

 

Hydrostatisk smøring : Dette indebærer brug af en uafhængig væskekilde (f.eks. en hydraulikpumpe) til at levere pressureret smøremiddel direkte til friktionsoverfladen, hvilket giver både smøring og modstand mod medietryk. Denne konstruktion anvendes ofte i reaktionskar med højt tryk.

Rapportør : Er udfordringerne vedrørende smøring mere komplekse for mekaniske tætninger i gassformige medier?

Formand Tong : Ja, de er vanskeligere. Sådanne forhold indebærer ofte utilstrækkelig smøring, problemer med varmeafledning og tilbøjelighed til utætheder, hvilket kræver specialiserede konstruktioner for at sikre stabil drift. Vi anvender typisk tørre gassætninger, som benytter mikron-niveau rillede mønstre (f.eks. spiral- eller T-riller) til at generere hydrodynamiske effekter, hvorved gassen komprimeres til en ekstremt tynd film (cirka 3–5 μm) for kontaktfri drift. I et ombygningsprojekt for en gaskompressorfabrikant forlængede denne metode levetiden på sætningen fra 3 måneder til 18 måneder.

Rapportør : Var der bag disse innovationer mange prøve-og-fejl-oplevelser?

Formand Tong : Absolut. I 1980'erne, mens vi arbejdede med tætninger til raffinaderipumper, eksperimenterede vi med endeflade-foringer. I begyndelsen resulterede for mange foringer i overdreven utæthed; for få resulterede i tør friktion. Det tog mere end 20 forsøg at finde de optimale parametre. I dag drager unge ingeniører fordel af computersimulationer, hvilket reducerer meget af gætværket. Men jeg understreger altid, at kløften mellem laboratoriedata og felterfaring skal dækkes af praktisk erfaring. Derfor har Golden Eagle stået fast i branche—vi sætter pris på både teori og praksis.

Dagens diskussion med formand Tong, fra væskefilm-smøreprincipper til strukturelle designløsninger, der forbedrer smøring, har afsløret den underliggende logik bag mekaniske tætnings levetid. I næste interview vil formand Tong gå mere i dybden med praktiske anvendelser og undersøge udvælgelsesstrategier samt fejlforebyggelsesforanstaltninger for mekaniske tætninger på tværs af forskellige industrier – herunder kemisk procesindustri, farmaceutisk industri, raffinering og nye materialer. Følg med!