เหตุใดซีลเชิงกลยังคงเป็นตัวเลือกที่ต้องการในอุตสาหกรรมกระบวนการ?

ความท้าทายที่อุตสาหกรรมกระบวนการต้องเผชิญได้เปลี่ยนไป แม้ว่าอุตสาหกรรมเหล่านี้จะยังคงสูบของเหลวซึ่งเป็นอันตรายหรือเป็นพิษอยู่ก็ตาม ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือยังคงมีความสำคัญสูงสุด อย่างไรก็ตาม ผู้ปฏิบัติงานจะเพิ่มความเร็ว แรงดัน อัตราการไหล และแม้แต่ความรุนแรงของลักษณะของของเหลว (อุณหภูมิ ความเข้มข้น ความหนืด เป็นต้น) ขณะประมวลผลการทำงานแบบแบตช์จำนวนมาก สำหรับผู้ปฏิบัติงานของโรงกลั่นปิโตรเลียม โรงงานแปรรูปก๊าซ และโรงงานปิโตรเคมีและเคมีภัณฑ์ ความปลอดภัยหมายถึงการควบคุมและป้องกันการสูญเสียหรือการสัมผัสกับของเหลวที่สูบเข้าไป ความน่าเชื่อถือหมายถึงปั๊มที่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพและประหยัด โดยต้องบำรุงรักษาน้อยลง
ซีลเชิงกลที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมจะช่วยให้ผู้ควบคุมปั๊มมั่นใจได้ว่าปั๊มจะทำงานได้อย่างยาวนาน ปลอดภัย และเชื่อถือได้ด้วยเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ซีลเชิงกลได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะการทำงานส่วนใหญ่ เมื่อเทียบกับอุปกรณ์หมุนหลายชิ้นและส่วนประกอบมากมาย

ปั๊มและซีล—พอดี
แทบไม่น่าเชื่อว่าเกือบ 30 ปีผ่านไปแล้วนับตั้งแต่มีการส่งเสริมเทคโนโลยีปั๊มไร้ซีลอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการแปรรูป เทคโนโลยีใหม่นี้ได้รับการส่งเสริมให้เป็นทางแก้ปัญหาทั้งหมดและข้อจำกัดที่รับรู้ได้ของซีลเชิงกล บางคนเสนอว่าทางเลือกนี้จะช่วยขจัดการใช้ซีลเชิงกลออกไปได้ทั้งหมด
อย่างไรก็ตาม ไม่นานหลังจากการโปรโมตนี้ ผู้ใช้ปลายทางได้เรียนรู้ว่าซีลเชิงกลสามารถตอบสนองหรือเกินกว่าข้อกำหนดการรั่วไหลและการกักเก็บที่กฎหมายกำหนด นอกจากนี้ ผู้ผลิตปั๊มยังสนับสนุนเทคโนโลยีนี้โดยจัดหาห้องซีลที่ปรับปรุงใหม่เพื่อแทนที่ "กล่องบรรจุ" แบบอัดแน่นแบบเก่า
ห้องซีลในปัจจุบันได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับซีลเชิงกล ซึ่งช่วยให้เทคโนโลยีในแพลตฟอร์มตลับหมึกมีความแข็งแกร่งยิ่งขึ้น ติดตั้งได้ง่ายขึ้น และสร้างสภาพแวดล้อมที่ให้ซีลทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

ความก้าวหน้าในการออกแบบ
ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมฉบับใหม่บังคับให้ภาคอุตสาหกรรมไม่เพียงแต่ต้องพิจารณาถึงการกักเก็บและการปล่อยมลพิษเท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาถึงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ด้วย ระยะเวลาเฉลี่ยระหว่างการซ่อมแซม (MTBR) สำหรับซีลเชิงกลในโรงงานเคมีอยู่ที่ประมาณ 12 เดือน ปัจจุบัน MTBR เฉลี่ยอยู่ที่ 30 เดือน ปัจจุบัน อุตสาหกรรมปิโตรเลียมซึ่งอยู่ภายใต้ระดับการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดที่สุดแห่งหนึ่ง มี MTBR เฉลี่ยมากกว่า 60 เดือน
ซีลเชิงกลยังคงรักษาชื่อเสียงไว้ได้ด้วยการแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการตอบสนองหรือแม้กระทั่งเกินข้อกำหนดของเทคโนโลยีควบคุมที่ดีที่สุดที่มีอยู่ (BACT) นอกจากนี้ ซีลเชิงกลยังทำได้โดยยังคงเป็นเทคโนโลยีที่ประหยัดและประหยัดพลังงานที่พร้อมให้ใช้งานเพื่อตอบสนองข้อบังคับด้านการปล่อยมลพิษและสิ่งแวดล้อม
โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลองและสร้างต้นแบบซีลก่อนการผลิต เพื่อยืนยันว่าซีลจะรับมือกับสภาวะการทำงานเฉพาะเจาะจงอย่างไรก่อนจะนำไปติดตั้งในพื้นที่จริง ความสามารถในการออกแบบการผลิตซีลและเทคโนโลยีของวัสดุที่ใช้ทำหน้าซีลได้ก้าวหน้าไปจนถึงจุดที่สามารถพัฒนาให้เหมาะสมกับการใช้งานในกระบวนการได้
โปรแกรมและเทคโนโลยีการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันทำให้สามารถใช้โปรแกรมตรวจสอบการออกแบบสามมิติ การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ (FEA) พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (CFD) การวิเคราะห์วัตถุแข็ง และโปรแกรมวินิจฉัยด้วยการถ่ายภาพความร้อน ซึ่งไม่พร้อมใช้งานในอดีตหรือมีราคาแพงเกินไปสำหรับการใช้งานบ่อยครั้งในรูปแบบร่าง 2 มิติก่อนหน้านี้ ความก้าวหน้าในเทคนิคการสร้างแบบจำลองเหล่านี้ทำให้การออกแบบซีลเชิงกลมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น
โปรแกรมและเทคโนโลยีเหล่านี้ได้นำไปสู่การออกแบบซีลตลับมาตรฐานที่มีส่วนประกอบที่ทนทานมากขึ้น ซึ่งรวมถึงการถอดสปริงและโอริงแบบไดนามิกออกจากของเหลวในกระบวนการ และทำให้เทคโนโลยีสเตเตอร์แบบยืดหยุ่นกลายเป็นทางเลือกในการออกแบบ

ความสามารถในการทดสอบการออกแบบที่กำหนดเอง
การนำซีลตลับมาตรฐานมาใช้มีส่วนช่วยให้ระบบซีลมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นอย่างมากเนื่องจากมีความแข็งแรงทนทานและติดตั้งง่าย ความทนทานนี้ทำให้สามารถใช้งานได้หลากหลายขึ้นพร้อมประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้
นอกจากนี้ การออกแบบและการผลิตระบบปิดผนึกที่ออกแบบเองอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้นทำให้สามารถ "ปรับแต่ง" ให้เหมาะกับความต้องการใช้งานปั๊มที่แตกต่างกันได้ การปรับแต่งสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงซีลเองหรือผ่านส่วนประกอบระบบเสริม เช่น แผนผังท่อ ความสามารถในการควบคุมสภาพแวดล้อมของซีลภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันโดยใช้ระบบรองรับหรือแผนผังท่อถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุดต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของซีล
นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาปั๊มตามสั่งมากขึ้นด้วย โดยจะมีซีลเชิงกลที่ออกแบบตามสั่งด้วย ปัจจุบัน ซีลเชิงกลสามารถออกแบบและทดสอบได้อย่างรวดเร็วสำหรับเงื่อนไขกระบวนการหรือคุณลักษณะของปั๊มทุกประเภท สามารถออกแบบและผลิตซีลหน้า พารามิเตอร์มิติของห้องซีล และวิธีการติดตั้งซีลในห้องซีลให้พอดีสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย การปรับปรุงมาตรฐาน เช่น มาตรฐาน 682 ของสถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา (API) ยังทำให้ซีลมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นด้วยข้อกำหนดที่รับรองการออกแบบ วัสดุ และการทำงานของซีล

ความพอดีที่กำหนดเอง
อุตสาหกรรมซีลต้องต่อสู้กับการทำให้เทคโนโลยีซีลกลายเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ทุกวัน ผู้ซื้อจำนวนมากคิดว่า "ซีลก็คือซีล" ปั๊มมาตรฐานมักจะใช้ซีลพื้นฐานเดียวกันได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อติดตั้งและใช้งานภายใต้เงื่อนไขกระบวนการเฉพาะ มักจะต้องมีการปรับแต่งระบบซีลบางประเภทเพื่อให้ได้ความน่าเชื่อถือตามต้องการภายใต้เงื่อนไขการทำงานและกระบวนการทางเคมีเฉพาะนั้นๆ
แม้ว่าจะมีการออกแบบตลับหมึกมาตรฐานเดียวกัน แต่ยังมีศักยภาพในการปรับแต่งที่หลากหลาย ตั้งแต่การเลือกส่วนประกอบวัสดุไปจนถึงแผนท่อที่ใช้ คำแนะนำในการเลือกส่วนประกอบของระบบซีลโดยผู้ผลิตซีลนั้นมีความสำคัญต่อการบรรลุระดับประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือโดยรวมที่จำเป็น การปรับแต่งประเภทนี้ช่วยให้ซีลเชิงกลสามารถยืดอายุการใช้งานปกติได้นานถึง 30 ถึง 60 เดือนของ MTBR แทนที่จะเป็น 24 เดือน
ด้วยแนวทางนี้ ผู้ใช้ปลายทางสามารถมั่นใจได้ว่าจะได้รับระบบปิดผนึกที่ออกแบบมาเพื่อการใช้งาน รูปแบบ และฟังก์ชันเฉพาะของตนเอง ความสามารถดังกล่าวช่วยให้ผู้ใช้ปลายทางได้รับความรู้ที่จำเป็นเกี่ยวกับการทำงานของปั๊มก่อนที่จะติดตั้ง ไม่จำเป็นต้องคาดเดาว่าปั๊มทำงานอย่างไรหรือสามารถรองรับการใช้งานได้หรือไม่

การออกแบบที่เชื่อถือได้
แม้ว่าผู้ควบคุมกระบวนการส่วนใหญ่จะทำหน้าที่เหมือนกัน แต่การใช้งานนั้นไม่เหมือนกัน กระบวนการทำงานมีความเร็ว อุณหภูมิ และความหนืดที่แตกต่างกัน มีขั้นตอนการทำงานและการกำหนดค่าปั๊มที่แตกต่างกัน
ตลอดหลายปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมซีลเชิงกลได้นำเสนอนวัตกรรมใหม่ๆ ที่สำคัญ ซึ่งทำให้ความไวของซีลต่อสภาวะการทำงานที่แตกต่างกันลดลง และส่งผลให้มีความน่าเชื่อถือเพิ่มมากขึ้น ซึ่งหมายความว่า หากผู้ใช้ปลายทางไม่มีเครื่องมือตรวจสอบเพื่อส่งคำเตือนเกี่ยวกับการสั่นสะเทือน อุณหภูมิ ภาระของตลับลูกปืน และมอเตอร์ ซีลในปัจจุบันก็ยังคงทำหน้าที่หลักได้ในกรณีส่วนใหญ่

บทสรุป
ซีลเชิงกลยังคงพิสูจน์คุณค่าและความน่าเชื่อถือได้อย่างต่อเนื่องด้วยวิศวกรรมความน่าเชื่อถือ การปรับปรุงวัสดุ การออกแบบด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์ และเทคนิคการผลิตขั้นสูง แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงการควบคุมการปล่อยมลพิษและการกักเก็บ รวมถึงขีดจำกัดด้านความปลอดภัยและการสัมผัส แต่ซีลยังคงก้าวล้ำหน้าข้อกำหนดที่ท้าทาย นั่นคือเหตุผลที่ซีลเชิงกลยังคงเป็นตัวเลือกที่ต้องการในอุตสาหกรรมกระบวนการ