Conversazione con il Fondatore

Svelare i Segreti per Guarnizioni Meccaniche a Lunga Durata

Nel sistema operativo delle attrezzature industriali, le guarnizioni meccaniche svolgono il ruolo di eroi silenziosi, proteggendo discretamente le estremità degli alberi dei dispositivi di trasporto dei fluidi. Devono prevenire la fuoriuscita di sostanze per garantire la sicurezza della produzione e ridurre le perdite per attrito al fine di migliorare l'efficienza energetica. Questo componente apparentemente piccolo è direttamente collegato al funzionamento stabile di settori industriali chiave come la lavorazione chimica, l'energia e il trattamento delle acque. Il suo livello tecnico è addirittura considerato un indicatore fondamentale della precisione e della sofisticazione della produzione di apparecchiature.

Il signor Tong Hanquan, fondatore di Jiangsu Golden Eagle Fluid Machinery Co., Ltd., si dedica a questo settore da 50 anni, dal 1976. Attraverso decenni di perseveranza, ha assistito all'intero percorso di evoluzione delle tenute meccaniche nazionali, passate dall'imitazione all'innovazione autonoma. Oggi abbiamo invitato il presidente Tong per esplorare l'efficacia delle tenute meccaniche—dai principi fondamentali all'esperienza pratica—svelando i "segreti della longevità" di questo componente essenziale.

Inviato : Presidente Tong, con cinque decenni trascorsi nel settore delle tenute meccaniche, Lei ne ha visto lo sviluppo e le trasformazioni. Partendo dalle basi, qual è il fattore più importante per prolungare la durata operativa delle tenute meccaniche quando funzionano in mezzi liquidi?

Presidente Tong : In definitiva, tutto si riduce al mantenimento del film liquido. Tra le superfici di attrito degli anelli dinamici e fissi in una guarnizione meccanica, un film liquido formato dal fluido fornisce la lubrificazione essenziale. Questo film agisce come uno strato protettivo: senza di esso, o se diventa instabile, la tenuta fallirà rapidamente. Presso Golden Eagle, diamo priorità alla stabilità del film liquido come indicatore fondamentale in tutti i nostri processi di progettazione e produzione.

Inviato : Quali sono gli stati di lubrificazione differenti tra queste superfici di attrito, e come influiscono sulla durata della tenuta?

Presidente Tong : Sulla base della nostra esperienza e ricerca, esistono quattro stati principali:

Lubrificazione a contatto secco : Lo scenario peggiore, in cui nessun liquido raggiunge la superficie di attrito—rimangono solo polvere e strati ossidati. Ciò provoca immediatamente surriscaldamento, usura e rapida perdita. All'inizio della mia carriera ho incontrato molti casi in cui un montaggio improprio ha causato attrito secco, provocando ingenti perdite

Lubrificazione limite : In teoria, le superfici di tenuta non sono mai perfettamente lisce. Ciò che appare piatto presenta comunque microscopiche creste e valli. Quando il fluido o il mezzo sotto pressione penetra nel gioco, riempie le valli ma non le creste. Le valli beneficiano della lubrificazione, ma le creste subiscono un contatto diretto e attrito, causando un'usura moderata e generazione di calore.

 

Lubrificazione Semi-Fluida : Questo è lo stato ideale. Creando "macro-scavature" sulle facce terminali mediante incisione di scanalature, si mantiene un film liquido sottile ma stabile. Ciò riduce il coefficiente d'attrito e garantisce una tenuta efficace.

 

Lubrificazione Completa a Fluido : Sebbene possa sembrare ideale per l'assenza di attrito, il gioco eccessivamente ampio provoca perdite, rendendolo controproducente.

Inviato : Sembra che la lubrificazione semi-fluida sia lo stato ideale da perseguire. Quali fattori devono essere considerati per raggiungerla?

Presidente Tong : È essenziale un approccio completo. Le proprietà del mezzo sono fondamentali: ad esempio, i mezzi ad alta viscosità formano più facilmente film liquidi rispetto a quelli a bassa viscosità. Anche pressione, temperatura e velocità di scorrimento sono fattori critici: una pressione eccessiva può rompere il film liquido, temperature elevate possono vaporizzare il mezzo, e alte velocità possono intensificare il calore d'attrito.

In Golden Eagle effettuiamo calcoli dettagliati di questi parametri durante i processi di selezione dei clienti. Inoltre, è necessario ottimizzare fattori come la regolazione della pressione sulla faccia terminale, la progettazione della struttura di lubrificazione e la precisione di lavorazione delle superfici d'attrito. Ad esempio, mentre in passato una rugosità superficiale di Ra0,8 era considerata accettabile, oggi la nostra rettifica di precisione raggiunge Ra0,02, migliorando notevolmente la ritenzione del film liquido.

Inviato : Hai menzionato le strutture di lubrificazione—abbiamo sentito che Golden Eagle possiede una notevole competenza tecnica nel migliorarle. Potresti approfondire?

Presidente Tong : Assolutamente. La progettazione strutturale è una delle nostre competenze fondamentali.

Faccia estrema eccentrica : Spostando leggermente il centro dell'anello mobile o fisso rispetto all'asse, durante la rotazione il lubrificante viene "trascinato" nella superficie di attrito. Tuttavia, il grado di eccentricità deve essere preciso: uno spostamento eccessivo provoca usura irregolare sotto alta pressione, e ad alte velocità è necessario un attento progetto per evitare vibrazioni causate dalle forze centrifughe. Abbiamo imparato questa lezione a nostre spese con le guarnizioni per pompe chimiche inizialmente, risolvendola successivamente tramite analisi agli elementi finiti.

Rigatura della faccia estrema : In condizioni di alta pressione e alta velocità, la scanalatura attenua efficacemente la rottura del film liquido causata dal calore d'attrito. La posizione delle scanalature è fondamentale: per le guarnizioni a pressione esterna, le scanalature devono essere sull'anello fisso per impedire l'ingresso di contaminanti; per le guarnizioni a pressione interna, è preferibile l'anello dinamico, poiché la forza centrifuga espelle i contaminanti. Anche forma, numero e profondità delle scanalature sono importanti: un numero eccessivo o una profondità eccessiva aumentano le perdite. Le nostre scanalature a forma di cuneo hanno migliorato l'efficienza della lubrificazione del 30% rispetto ai precedenti design rettangolari.

 

Lubrificazione idrostatica : Questo metodo prevede l'utilizzo di una sorgente fluida indipendente (ad esempio, una pompa idraulica) per fornire direttamente un lubrificante sotto pressione alla superficie d'attrito, assicurando sia lubrificazione che resistenza alla pressione del mezzo. Questo tipo di progettazione è comunemente impiegato nei reattori ad alta pressione.

Inviato : Le sfide legate alla lubrificazione sono più complesse per le guarnizioni meccaniche in presenza di mezzi gassosi?

Presidente Tong : Sì, sono più difficili. Queste condizioni spesso comportano una lubrificazione insufficiente, problemi di dissipazione del calore e una maggiore suscettibilità alle perdite, richiedendo progetti specializzati per garantire un funzionamento stabile. Utilizziamo tipicamente guarnizioni a gas asciutto, che sfruttano delle scanalature di dimensioni micrometriche (ad esempio a spirale o a T) per generare effetti idrodinamici, comprimendo il gas in un film estremamente sottile (circa 3–5 μm) per un funzionamento senza contatto. In un progetto di retrofit per un produttore di compressori a gas, questo approccio ha aumentato la durata della guarnizione da 3 a 18 mesi.

Inviato : Dietro queste innovazioni, ci sono state molte esperienze basate su tentativi ed errori?

Presidente Tong : Assolutamente. Negli anni '80, mentre lavoravamo alle guarnizioni per pompe di raffineria, abbiamo sperimentato con la scanalatura delle facce esterne. Inizialmente, un numero eccessivo di scanalature causava perdite eccessive; troppo poche portavano a attrito secco. Sono stati necessari oltre 20 tentativi per trovare i parametri ottimali. Oggi, i giovani ingegneri beneficiano delle simulazioni al computer, riducendo notevolmente la fase di prova ed errore. Tuttavia, insisto sempre sul fatto che il divario tra dati di laboratorio e condizioni operative deve essere colmato dall'esperienza pratica. È per questo che Golden Eagle ha mantenuto una posizione solida nel settore: noi valorizziamo sia la teoria che la pratica.

La discussione odierna con il Presidente Tong, dai principi della lubrificazione a film liquido ai progetti strutturali che migliorano la lubrificazione, ha svelato la logica alla base della durata delle guarnizioni meccaniche. Nella prossima intervista, il Presidente Tong approfondirà le applicazioni pratiche, esplorando strategie di selezione e misure di prevenzione dei guasti per le guarnizioni meccaniche in vari settori industriali—come la lavorazione chimica, i farmaceutici, la raffinazione del petrolio e i nuovi materiali. Restate sintonizzati!