Investigation of Effective Parameters in the Sealing System of Rotating Shaft Packings Based on Operational Conditions

چکیده مقاله

این پژوهش به بررسی پارامترهای موثر بر آب‌بند از نوع پکینگ و طراحی آن‌ها به منظور آب‌بندی مؤثر محورهای چرخشی در سیستم‌های مکانیکی می‌پردازد. آب‌بندها به‌عنوان اجزای حیاتی در جلوگیری از نشت سیالات و ذرات خارجی، نقش کلیدی در افزایش قابلیت اطمینان تجهیزات ایفا می‌کنند. انتخاب مواد و ساختار پکینگ‌ها تحت تأثیر پارامترهای عملیاتی نظیر فشار، دما، سرعت چرخش محور و نوع سیال (خورنده، ساینده یا خنثی) قرار دارد. در این مطالعه، انواع پکینگ‌ها شامل پکینگ‌های بافته‌شده، الیاف آرامید و پکینگ‌های مجهز به حلقه فانوسی مورد تحلیل قرار گرفته‌اند. استفاده از مواد پیشرفته مانند گرافیت، پلی‌تترافلوئورواتیلن و الیاف مصنوعی به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش، خوردگی و دمای بالا، به‌عنوان راهکاری مؤثر در صنایع چالش‌برانگیزی نظیر نفت، گاز و پتروشیمی معرفی شده‌اند. در این تحقیق رابطه بین فشار گلندی بر حسب طول آب‌بندی و تعداد حلقه‌های آب‌بند ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهند که طراحی‌های نوین مانند پکینگ‌های با فنر و حلقه فانوسی، با اعمال فشار اولیه کنترل‌شده و تزریق روان‌ساز، عملکرد آب‌بندی را در شرایط دشوار تا حد زیادی بهبود می‌بخشند. همچنین، پکینگ‌های کامپوزیتی با توزیع یکنواخت تنش، اصطکاک و سایش شافت را کاهش می‌دهند. با این حال، چالش‌هایی نظیر نیاز به بهینه‌سازی در محیط‌های با نوسانات فشار بالا و محدودیت در کاربرد صنعتی مواد نوین باقی است. این پژوهش پیشنهاد می‌کند توسعه مواد هوشمند، بهینه‌سازی هندسی و استفاده از گرافن در تحقیقات آینده مورد توجه قرار گیرد.