Mekanik sızdırmazlık elemanları

Abstract

Endüstri de sürekli çalışan pompalara, kompresörlere ve zor şartlarda yüksek güvenilirliğe ve ömre sahip olan diğer makinelere duyulan ihtiyaçlar nedeniyle basit sızdırmazlık elemanları güncelliğini yitirmiş ve yerlerini daha yüksek performansa sahip mekanik sızdırmazlık elemanlarına bırakmışlardır. Mekanik sızdırmazlık elemanlarının komple bir sistem olmasından dolayı özellikle proses alanlarında çok yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bu nedenle, bu tez çalışmasında mekanik sızdırmazlık elemanları ağırlıklı olarak işlenmiştir. Bölüm l'de sızdırmazlık elemanlarına giriş yapılarak kısa tanıtımına ve tarihçesine değinilmiştir. literatürde bir çok araştırmacılar tarafından sızdırmazlık elemanları, kullanım yerleri ve alanlarına göre çeşitli şekilde sınıflandırılmıştır. Burada da bir sınıflandırma yapılarak ayrı ayrı özellikleri belirtilmiştir. bölüm 2'de mekanik sızdırmazlık elemanlarının performansına etki eden faktörlerden olan sızdırma ve çeşitli yağlama koşullarındaki sızdırma durumları ve ayrıca aşınma ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Çalışma şartları başlığı altında toplanan, basınç, sıcaklık, hız ve titreşimin mekanik sızdırmazlık elemanlarına olan etkileri araştırılmış ve uzun ömürlü ve daha güvenilir olabilmeleri için yapılan araştırmalar sunulmuş ve ömür ve güvenilirliğin iyileştirilmesi üzerinde önemle durulmuştur. Bölüm 3'te incelen mekanik sızdırmazlık elemanlarının fonksiyonu ve dizaynı bu tezin önemli bir konusudur. Bu bölümde, mekanik sızdırmazlık elemanları ve uygulamaları tanıtılmış, bunların dizaynım etkileyen faktörlerden olan toplam kapama kuvveti, yay sıkıştırma kuvveti, dengeleme oranı, hidrolik kuvvet, yağlama, hidrostatik ve hidrodinamik yağlama, sürtünme, güç ve güç tüketimi ve yüzey kalitesi ayrıntılı bir şekilde incelenerek tanıtılmıştır. Bölüm 4te mekanik sızdırmazlık elemanlarında kullanılacak malzemelerin ne tip özellikte olması gerektiğini, sertlik, esneklik, mukavemet, sıcaklık, genleşme, ısı iletkenliği ve termal şok parametresi konularına değinilerek anlatılmıştır. Malzemeler, ikinci sızdırmazlık elemanı olan O-ring v.s. elemanlarında nitril, etilen propilen, florokarbon, perflorokarbon, TFE/propilen bileşimi ve sızdırmazlık yüzey malzemesi olarak ta karbon-grafit, PTFE, Ni-dirençli, stellit, alüminyum oksit, tungsten karbür ve silikon karbür olarak seçilmektedir. Bu bölümün sonunda mekanik sızdırmazlık elemanları ile ilgili standartlara yer verilmiştir. Fakat bunlarla ilgili özel bir standartm bulunmaması nedeniyle standartların oluşturulması için öneriler sunulmuştur. Sonuç olarak, mekanik sızdırmazlık elemanları hakkında detaylı bilgiler bu tezin sonunda yer almış ve hala sonuç alınamayan belirsiz durumlar da vurgulanmıştır

In the last SO years, the sealing techniques are improved rapidly due to the development in the machine industry. The fact that the seal users require seals, capable of operating efficiently for a long period, the mechanical seals take the place of the packing glands that were used as a traditional solution for sealing. This is first appeared when the demands are increased for pumps and compressors to work in continuous processes that are giving importance to reliability, ease of maintenance and safety. One of the main areas of trouble with such equipment is the shaft seal that has to cope not only with a rotating surface but in many instances high pressures and difficult process fluids. The soft-packed glands have been used to solve the sealing problem. However, their needs for continuous maintenance and frequent replacement are leading more plant operators to use mechanical seals, even more relatively simple duties. But generally, mechanical seals are widely used to seal the rotating shafts of the pumps. These have the advantages of ease and speed of fitting, especially when used in cartridge form, and a relatively maintenance-free, long service life. During the past 30 years, hundreds of papers and reports have been written on the subject of mechanical seals and tribological subjects that are closely related with it. A considerable amount of researches have been carried out in an attempt to understand how mechanical seals work. However to understand the relevance of the different concepts put forward from time to time, it is necessary to examine the behaviour of the seals working in real applications; centrifugal pumps, mixers, etc., on process plants and all the other diverse applications where mechanical seals are to be found. Only in this way it is possible to asses which mechanisms are really significant ones from a practical point of view. Actually, the mechanical seals are very versatile device. They are capable of working at wide ranges of pressures and velocities. Mechanical seals are designed to work at pressure differentials between 0 MN/m2 and 20 MN/m2 and their sliding speeds have ranges from 0 to 100 m/s or even work with higher velocities. For the net closing force is relatively large, mechanical seals can pursue a large axial or angular vibration without leakage. From the introduction, it is obvious that the mechanical seal technology has been able to meet the different and difficult demands of service. Mechanical seals are becoming widely applied in everywhere from car to aircraft Their design and technology are improving. The basic engineering and science foundations for many aspects of seal design are well established. Therefore, it is important to introduce the