راهنمای انتخاب گلند پکینگ

گلند پکینگ ها یک روش متداول و معروف برای حل کردن مشکل دینامیک سیل‌ها[1] هستند. این نوع آب‌بندها در واقع نشتی بین اجزای متحرک و محفظه دستگاه را می‌گیرند و برای راندمان بیشتر میکسرها، پمپ‌ها، شیرها و سایر تجهیزات صنعتی با حرکت دورانی ضروری هستند. آب‌بندها برای چندین دهه بصورت الیاف آغشته به گریس بودند که در یک گلند بین محفظه پمپ و شَفت در حال چرخش قرار می‌گرفتند. مزیت استفاده از این روش شامل سهولت ساخت و علامت‌دهی تدریجی ساییدگی و پارگی با افزایش نشتی است.

سیستم‌های مدرن پمپ‌ها از مواد گسترده‌ای استفاده می‌کنند تا معیارهای لازم از نظر مقاومت شیمیایی، سرعت شفت، فشار و دما را داشته باشند. کدام پکینگ بهترین گزینه برای برطرف کردن انتظارات مشتری در شرایط عملیاتی خاص است؟ کدام مورد مقرون بصرفه‌ترین گزینه خواهد بود؟ و احتمال کارکرد بلندمدت و بدون اختلال آن چقدر است؟ در این راهنما آب‌بندهای امروزی که عملکرد بالایی دارند و در اکثر جاها استفاده می‌شوند را بطور مختصر مرور می‌کنیم و معیارهای لازم برای انتخاب بهترین تصمیم ممکن را نیز بیان می‌کنیم.

اصلی‌ترین معیار انتخاب گلند پکینگ

چهار معیار اصلی برای انتخاب یک پکینگ وجود دارند: مقاومت شیمایی یا مقدار pH، سرعت خطی شفت، فشار در سیستم جریان، دمای متوسط. پکینگ برای این طراحی می‌شود که شکاف بین شفت در حال چرخش را بصورت شعاعی برطرف کند، در نتیجه نشتی از محیط را کنترل کند و از اتلاف سیال باارزش موجود در سیستم و انتشار غیرضروری آن به درون محیط جلوگیری کند. یک معیار دیگر که باید در نظر بگیریم حرکت دورانی شفت است. چرخش شفت باعث ایجاد مقادیر قابل توجهی گرما بدلیل اصطکاک می‌شود و می‌تواند باعث ساییدگی شدید اجزای باکس پکینگ شود. لازم است که یک پکینگ با قابلیت کار در شرایط عملیاتی مورد نظر و دارای مقاومت شیمیایی در برابر سیال عملیاتی را انتخاب کنیم.

دما (T_max)

در مورد دینامیک سیل‌ها، در نظر گرفتن دمای ماکزیمم (T_max) برای عملکرد بهتر آب‌بند، امری ضروری است. اصطکاک اکثر مواد ضریب دمای مثبتی دارد که یعنی هرگاه از یک دمای بحرانی عبور کنند، اصطکاک بصورت نمایی شروع به افزایش می‌کند. این پدیده معمولا منجر به گرمای بیش از حد و سوختن قطعات و از دست رفتن خواص آب‌بندی آنها می‌شود. دمای محیط سیال نیز با دمای پکینگ یکسان نیست چون گلند بدلیل اصطکاک در دمای بالاتری کار می‌کند. یک حاشیه امن 50 درجه سانتی‌گراد برای پمپ‌های سانتریفیوژ که بدون یک سیستم سرمایش گلند کار می‌کنند، در نظر گرفته می‌شود. یک راه حل خوب این است که از مواد مقاوم در برابر سوختگی مانند گرافیت و الیاف کربن استفاده کنیم. مسأله دما را می‌توان بصورت ساختاری و با استفاده از یک سیستم فلاشینگ آب‌بند حل کرد. اما این قضیه باعث تغییر این حقیقت که انتخاب پکینگ از نظر محدوده دمایی از اهمیت بالایی برخوردار است، نمی‌شود. عدم توجه به این مسئله می‌تواند باعث خرابی فوری دستگاه شود.

فشار و ضریب (pV)

تخریب ساختار نرم مواد آب‌بندی معمولا در اثر تنها یک عامل رخ نمی‌دهد. در دینامیک سیل‌ها یعنی گلند پکینگ‌های بکار رفته در پمپ و شیرها، ساییدگی آب‌بند معمولا بدلیل اصطکاک رخ می‌دهد. این اصطکاک حاصل عمل همزمان فشار و حرکت در شکاف عملیاتی است. با کمی تقریب می‌توان فرض کرد که سرعت ساییدگی دینامیک سیل با سرعت خطی (VL) و فشار محیط سیال (p) رابطه مستقیم و با یک ضریب بار دینامیکی خاص (pV) نسبت عکس دارد. که این ضریب یکی از مشخصات ماده داده شده است. ضریب pV حاصل فشار و سرعت خطی است که بصورت همزمان در یک آب‌بند که از ماده مورد نظر استفاده می‌کند رخ می‌دهد. پارامتر pV در واقع مواد آب‌بندی را از نظر مقاومت در برابر ساییدگی توصیف می‌کند و معمولا محدوده فشار مجاز را مشخص نمی‌کند چون تا حدود زیادی به طراحی خود گلندها بستگی دارد ولی نشان می‌دهد که در چه فشار (p) و سرعت شفت (V)، ماده آب‌بندی طول عمر قابل توجهی خواهد داشت. بنابراین هرگاه مناسب بودن یک پکینگ برای کاربردهای دینامیک را بررسی می‌کنیم بهتر است که نه تنها فشارهای عملیاتی مجاز بلکه ضرایب بار دینامیک (pV) را نیز مقایسه کنیم.

سطح pH

برای اطمینان از اینکه پکینگ مورد نظر بدلیل واکنش‌های شیمیایی سیال پمپاژ شده یا سیالات استفاده شده برای فلاشینگ یا پاکسازی سیستم تخریب نمی‌شود، ماکزیمم محدوده pH که پکینگ نباید از آن بگذرد بایستی تعیین شود. همانطور که می‌دانید، الیاف خصوصا الیاف طبیعی به سرعت تحت تأثیر مایعات خورنده مانند محیط‌های اسیدی یا قلیایی تخریب می‌شوند. بنابراین تعیین محدوده pH مجاز برای آب‌بند یک امر ضروری است تا دوام آن حفظ شود. استفاده از مواد با محدوده pH عملیاتی 0 تا 14 یک راهکار خوب است که الیاف طبیعی را مستثنی می‌کند ولی هم‌چنان جا را برای انتخاب مواد گسترده باز می‌کند تا حاشیه امن بزرگی داشته باشیم.

سرعت شفت (Shaft Speed)

حرکت شفت و پکینگ می‌تواند به دو روش باعث ساییدگی شود: با سایش ماده آب‌بندی و با تولید گرمای ناشی از اصطکاک و در نتیجه تجزیه حرارتی پکینگ. این پدیده‌ها با افزایش سرعت خطی (VL) شفت شدید می‌شوند، بنابراین تعیین شرایط عملیاتی پکینگ از اهمیت بالایی برخوردار است. اکثر سازندگان پمپ‌ها و تجهیزات صنعتی سعی می‌کنند تا سرعت شفت در حرکت دورانی را تعیین کنند که برحسب تعداد چرخش به ازای دقیقه (rpm) بیان می‌شود.

گرمای اصطکاک نیز وقتی تولید می‌شود که به سطح خارجی شفت در حال چرخش فشار وارد شود تا آب‌بندی ایجاد شود. سرعت خطی بالا و مجاز برای این پکینگ بدلیل ضریب اصطکاک پایین‌تر و آغشته‌سازی خوب آن است و مقاومت حرارتی بالای پکینگ نیز در آن موثر است. هم‌چنین مواد همگن مانند گرافیت قابل انبساط و PTFE نسبت به مواد الیافی شکل گزینه‌های بهتری برای مینیمم کردن لایه روانکار موجود روی سطح خارجی شفت هستند. در گلندهای مخصوص شیرها، سرعت خطی یک پارامتر مهم نیست در حالی‌که در پمپ‌ها و خصوصا پمپ‌های سانتریفیوژی، این پارامتر برای طول عمر آب‌بند بسیار مهم است. بنابراین هرگاه پکینگ‌های استفاده شده برای پمپ‌ها را بررسی می‌کنیم باید به این پارامتر توجه خاصی کنیم و هرچه این پارامتر بهتر باشد، طول عمر بالاتری برای پمپ‌ها بدست می‌آید. می‌توان فرض کرد که گلند پکینگ استفاده شده برای پمپ‌های سانتریفیوژی باید در سرعت خطی حدود m/s15 کار کنند.

معیارهای ثانویه

متأسفانه قبل از انتخاب گلند پکینگ مناسب، این معیارها چندان اهمیت ندارند. البته پارامترهایی نظیر شرایط بهداشتی، ریسک آلودگی محیط سیال و مسائل اقتصادی را باید هم‌چنان در شرایط عملیاتی و طراحی تجهیزات آب‌بندی در نظر گرفت.

شرایط تجهیزات

باید توجه خاصی به وجود هرگونه نقص و خرابی در اجزای مکانیکی دستگاه شود. رایج‌ترین مشکل پیش آمده ساییدگی بوش گلند پکینگ و از جا در آمدن آن است ولی شرایط سطح و خوردگی آن نیز باید بررسی شود. شرایط و صاف بودن سطح بوش برای کارکرد مناسب پکینگ بسیار ضروری هستند چون اجازه می‌دهند تا آب‌بندی عالی حتی در فشار پایین گلند ایجاد شود که تأثیر زیادی بر اصطکاک موجود در شکاف عملیاتی، دما و سرعت ساییدگی پکینگ دارد.

سیستم فلاشینگ

طراحی خود گلند یعنی وجود واشرهای فاصله‌گذاری، سیستم‌های فلاشینگ، سیستم‌های سرمایش مایع پارامترهای مهمی برای انتخاب پکینگ‌ها هستند. این سیستم‌ها از آب‌بند در برابر ذرات ساینده جلوگیری می‌کنند، اصطکاک و دما را کاهش می‌دهند و به همین دلیل طول عمر آب‌بند را افزایش می‌دهند. استفاده از یک پکینگ با کارآیی بالا باعث می‌شود تا مقدار قابل توجهی از آب مورد نیاز در این سیستم‌ها صرفه‌جویی شود. گلندهای دارای یک واشر فاصله‌گذار می‌توانند بدون نشتی کار کنند، به شرطی که فشار متوسط به درستی انتخاب شود و پکینگ گرافیتی از سمت آزاد (اتمسفری) دستگاه استفاده شود.

مسائل اقتصادی

تعداد موادی که می‌توان در ساخت پکینگ‌ها استفاده کرد بسیار زیاد است چون این مواد قیمت‌های مختلفی دارند. پکینگ ساخته شده از طناب کنفی[2] اشباع شده با گریس می‌تواند 10 برابر ارزان‌تر از پکینگ با پایه الیاف کربن باشد. بدون شک انتخاب درست پکینگ از نظر شرایط عملیاتی باعث موفقیت بیشتر می‌شود ولی داشتن اطلاعات و تجربه شخصی درباره نحوه کار هر جزء در یک کاربرد خاص نیز اهمیت بالایی دارد. استفاده از مواد گران‌تر تضمین کننده طول عمر بیشتر آب‌بند نیست چون این پارامتر با انجام یک تست عملی تعیین می‌شود. مشخصا باید هزینه خاموشی دستگاه و تعویض پکینگ را در محاسبات در نظر بگیریم که باعث افزایش هزینه خرید گران‌ترین پکینگ‌های گلند نیز می‌شود.

بررسی اجزای اصلی پکینگ‌ها

از بین انواع مواد موجود برای ساخت آب‌بندها، فقط 5 ماده اصلی برای ساخت پکینگ‌ها وجود دارند: الیاف طبیعی، گرافیت انعطاف‌پذیر، PTFE، الیاف آرامید و کربن. این مواد بیش از 90 درصد تقاضای موجود در بازار را پوشش می‌دهند. هر کدام از آنها مشخصات خاص خود را دارند که باعث می‌شود تا کاربرد منحصربفردی داشته باشند و در برخی موارد حتی جایگزین‌ناپذیر باشند. یکی دیگر از مسائل در ساخت پکینگ‌ها، آغشته‌سازی این محصولات به منظور بستن حفره‌هاست. این عمل خاصیت آب‌بندی را ارتقا و اتلاف گرما را بهبود دهند. موثرترین مواد برای آغشته‌سازی این پکینگ‌ها، دیسپرسیون PTFE و گرافیت است که در شکل‌های مختلف مانند گرافیت ورقه‌ای یا دیسپرسیون آماده در روغن وجود دارند. سایر مواد آغشته‌سازی پکینگ‌ها شامل لوبریکانت‌هایی نظیر پارافین، روغن‌ها و وازلین[3] است.

الیاف طبیعی

پنبه، رامی[4] (نوعی الیاف گیاهی)، الیاف کتان و الیاف کنفی مثال‌هایی از الیاف طبیعی و گیاهی هستند که معمولا در گلند پکینگ‌ها استفاده می‌شوند. یک راهکار خوب این است که الیاف رامی را با PTFE ادغام کنیم. این کار به ما اجازه می‌دهد تا خواص مکانیکی عالی، مقاومت در برابر سایش شدید و در عین حال خاصیت الاستیسیته و اصطکاک پایین را بدست آوریم. این نوع پکینگ باعث می‌شود تا آب‌بندی در فشار پایین گلند نیز تضمین شود ولی این ماده خنثی است و می‌توان از آن در کاربردهای بهداشتی نیز استفاده کرد. متأسفانه همانند سایر ترکیبات آلی، الیاف طبیعی نیز به راحتی تحت تأثیر عوامل بیولوژیکی و شیمیایی قرار می‌گیرد و محدوده دمای عملیاتی آن نیز بسیار محدود است.

محدوده دمای عملیاتی: T_max = 120°C/ pH 5-9/ VL= 6 m/s

مشخصات: یک ماده خنثی و اکولوژیکی با هزینه پایین

زمینه‌های استفاده: پکینگ الیاف طبیعی معمولا برای آب‌های تمیز، چرخش آب در پمپ‌ها و آب شور استفاده می‌شود که دمای محدودی دارد و هیچ ریسک آلودگی شیمیایی وجود ندارد. کاربرد آنها عبارت است از: پمپ‌ها و کمپرسورهای دارای یک واشر آب‌بندی، آب‌بندی میل‌لنگ (محور محرک) قایق، توربین‌های نیروگاه‌های برق آبی

گرافیت انعطاف‌پذیر (Flexible Graphite)

گرافیت انعطاف‌پذیر از گرافیت ورقه‌ای و توسط میان لایه‌سازی[5] و انبساط کریستال‌ها تولید می‌شود. سپس ماده منبسط شده به دور یک لایه نازک غلت می‌خورد یا به شکل یک نخ در می‌آید که اساس تولید پکینگ‌ها و نوارهای آب‌بند است. گرافیت انعطاف‌پذیر بهترین ویژگی ماده سازنده خود مانند مقاومت حرارتی و شیمیایی عالی، رسانایی حرارتی خوب و خودروانکاری را در کنار نرمی و انعطاف‌پذیری ذاتی دارد که آن را یک ماده ایده‌آل برای استفاده بعنوان آب‌بندی می‌کند. پکینگ‌های گرافیتی در برابر شوک‌های حرارتی کاملا مقاوم هستند و خطر گرمایش بیش از حد این مواد بسیار اندک است. این موضوع اصطکاک پایین در همه شرایط، حتی پس از ناپدید شدن لایه نازک لوبریکانت مایع و فرسودگی سایر افزودنی‌های لوبریکانت را تضمین می‌کند. بنابراین ماکزیمم سرعت خطی شفت در پکینگ گرافیتی عملا نامحدود است و فقط به طراحی پمپ معطوف می‌شود.

دماهای عملیاتی: T_max = 450°C/ pH 0-14/ VL= 40 m/s

ویژگی‌ها: مقاومت حرارتی و اصطکاک پایین

زمینه‌های استفاده: گرافیت بهترین گزینه برای پکینگ پمپ‌های سانتریفیوژی هستند که با آب، مشتقات نفتی و سایر مواد شیمیایی خصوصا در سرعت و فشار بالا کار می‌کنند. هم‌چنین گرافیت پایه خوبی برای آب‌بندهای استفاده شده در تجهیزات انرژی در محدوده دما و فشار بالا است.

PTFE منبسط شده (Expanded PTFE)

PTFE نوعی پلاستیک است که مقاومت شیمیایی بالایی دارد، در برابر ترکیبات اکسیدکننده قوی، اوزون و تابش UV مقاوم است و در عین حال مقاومت حرارتی بالا و ضریب اصطکاک پایینی دارد. برای تولید مواد آب‌بند از PTFE استفاده می‌شود که توسط پلیمریزاسیون تعلیقی به دو شکل بدست می‌آید. نوع سفید رنگ، 100 درصد خالص و نوع سیاه رنگ که حاوی گرافیت است. نوارهای PTFE منبسط می‌شوند و بصورت خطی جهت می‌گیرند و سپس به شکل نخ‌های الاستیک در می‌آیند که ماده خام اصلی برای پکینگ‌های نواری شکل هستند. PTFE خالص و سفیدرنگ برای کاربردهای بهداشتی استفاده می‌شود و تأییدیه سازمان FDA و از همه مهمتر گواهی کیفیت سلامت EU 10/2011 برای تماس با محصولات خوراکی را دارد که این گواهی در اروپا اجباری است. PTFE گرافیتی شرایط لغزش بهتر و اتلاف انرژی بیشتری را فراهم می‌کند. این امر باعث افزایش عمر دستگاه می‌شود و می‌توان از آن در محدوده بیشتری از سرعت و فشار شفت استفاده کرد.

دماهای عملیاتی: T_max = 260°C/ pH 0-14/ VL= 40 m/s، با گرافیت 25 m/s

ویژگی‌ها: مقاومت شیمیایی، اصطکاک پایین و نصب آسان

زمینه‌های استفاده: آب‌بندهای گلند برای پمپ‌ها، میکسرهای بی‌دریچه که در صنایع شیمیایی، دارویی و غذایی استفاده می‌شوند که در آنها باید شرایط استریل یا تأییدیه‌های بهداشتی رعایت شوند. PTFE گرافیتی را می‌توان بعنوان یک پکینگ عمومی با کاربردهای گسترده بجز در سیالات بسیار آلوده، ساینده یا به آسانی قابل تبلور در نظر گرفت.

الیاف آرامید

آرامید یک الیاف مصنوعی و زرد رنگ است که استحکام عالی و مقاومت خوبی در برابر ساییدگی دارد. این الیاف عمدتا در ورق‌های بالیستیک مانند کلاه‌های ایمنی و جلیقه‌های ضدگلوله استفاده می‌شود، که دلیل استفاده از آن در فناوری آب‌بندی مایعات آلوده به ذرات جامد، ساینده و به آسانی قابل تبلور نیز همین است. متأسفانه این الیاف به راحتی از لایه محافظ شفت پاک می‌شود و باید با مواد روانکار آغشته شود تا راندمان و دوام بالایی در دینامیک سیل‌ها داشته باشد. یک راهکار دیگر استفاده از پکینگ‌های ترکیبی و بافته شده مانند PTFE است که خواص لغزشی خوب دارند. استفاده از یک روکش محافظ و سخت با شاخص سختی 50-60 HRC روی شفت نیز گزینه دیگری است. الیاف ترکیبی بافته شده معمولا دارای سه طرح هستند: الیاف بافته شده در گوشه‌ها برای پمپ‌های پیستونی و شیرها، الیاف بافته شده بصورت گورخری برای پمپ‌های سانتریفیوژی و میکسرها، الیاف بافته شده بصورت گورخری در گوشه‌ها برای استفاده عمومی یا بعنوان حلقه‌های درپوش[6] برای محافظت از پکینگ در برابر ذرات جامد.

دماهای عملیاتی: T_max = 260°C/ pH 3-14/ VL= 10 m/s

ویژگی‌ها: مقاومت مکانیکی بالا

زمینه‌های استفاده: پکینگ آرامید در آب‌بندی اکثر پمپ‌های آلوده یا قابل تبلور در محیط سیال، سیالات ساینده در پمپ‌های فاضلاب، سیستم‌های انتقال و تخلیه آب، صنعت غذا و کاغذسازی استفاده می‌شود. واشرهای آرامید گزینه خوبی برای حلقه‌های درپوش در پکیج‌های دارای پکینگ‌های نرم هستند. در چنین کیت‌هایی، حلقه‌های بیرونی از کل پکیج در برابر ذرات ساینده محافظت می‌کنند، اصطکاک را کاهش می‌دهند و طول عمر آب‌بند را بهبود می‌بخشند.

الیاف کربن

کربن فایبر که هنوز اهمیت بالایی در فناوری‌های مختلف دارد یک الیاف سبک و بادوام است که نسبت به ساییدگی و دماهای بالا مقاوم است. این ویژگی‌های برای ساخت دینامیک سیل‌ها بسیار مهم است. این الیاف توسط پیرولیز و کربن‌دار شدن پیش ماده‌های سرشار از کربن و سپس اصلاح و گرافیت‌دار کردن سطح آنها تولید می‌شود تا استحکام بالا و خلوص بیشتر از 98 درصد داشته باشند. خواص الیاف کربن شبیه به خواص گرافیت است ولی بدلیل ساختار الیافی‌ که دارد می‌توان آن را بافت و به همین دلیل استحکام این الیاف چندین برابر سایر مواد الیافی است. از همه مهمتر اینکه استحکام الیاف کربن یک ضریب دمای مثبت دارد یعنی با افزایش دما، استحکام آن زیاد می‌شود و خواص لغزشی آن نیز بهبود می‌یابد. این ماده با موفقیت در دمای 900 درجه سانتی‌گراد و در یک محیط احیاکننده دوام می‌آورد. بنابراین صرف نظر از هزینه بالا، این ماده هم‌چنان از اهمیت بالایی در صنعت آب‌بندی برخوردار است.

دماهای عملیاتی: T_max = 600°C/ pH 0-14/ VL= 20 m/s

ویژگی‌ها: مقاومت حرارتی و استحکام بالا

زمینه‌های استفاده: تعمیر و نگهداری تجهیزات تولید برق که بعنوان جایگزین خوبی برای حلقه‌های GDR از جنس گرافیت عمل می‌کند و بالاترین استاندارد آب‌بندی از جمله استانداردهای API را دارد. پکینگ الیاف کربن برای استفاده ترکیبی با گرافیت در حلقه‌های درپوش و آب‌بندی پمپ‌های حاوی سیالات دارای اثر دینامیکی قوی مناسب است که در آنها به مقاومت شیمیایی و حرارتی بالا نیاز است.

عوامل بهینه‌سازی

حین انتخاب یک پکینگ یا حین بهینه‌سازی این انتخاب باید نوع کاربرد آن را نیز در نظر گرفت. در این حالت، شرایط عملیاتی خاص تجهیزات، مانند سرعت بالای شفت در پمپ‌های سانتریفیوژی، سطح اصطکاک بالا در پمپ‌های پیستونی، فشار بالا در شیرها یا تنش‌های محوری بالا در میکسرها را باید در نظر گرفت. هیچ ماده آب‌بندی عمومی وجود ندارد ولی ویژگی‌های منحصربفرد پکینگ‌ها آنها را برای کاربردهای خاص مانند وجود میله‌های فلزی در آب‌بندهای شیر یا الیاف آرامید در آب‌بندهای ساینده مناسب می‌کند. برگه‌های داده فنی موجود باعث می‌شوند تا پارامترهای عملیاتی برای یک کاربرد خاص مشخص شوند. این داده‌ها به ما اجازه می‌دهد تا بهترین پکینگ را برای استفاده در یک کاربرد خاص انتخاب کنیم.

اندازه گلند پکینگ بسیار گسترده است و بسیاری از آنها قابل تعویض‌اند و قیمت مواد مشابه را می‌توان برای آنها در نظر گرفت. این شرایط بدلیل تفاوت موجود در هزینه‌های تولید آب‌بندها است. ظاهرا مواد مشابه یا الیاف مشابه ممکن است ساختار داخلی متفاوتی داشته باشند که روی کارآیی و عملکرد آب‌بندها اثر می‌گذارد. این حالت برای الیاف گران کاملا صدق می‌کند.

بدون شک یکی از مهم‌ترین فاکتورهای بهینه‌سازی این است که دانش کافی و قابلیت استفاده از آن را داشته باشیم. اجازه دهید مهم‌ترین پارامترهای عملیاتی مربوط به مواد استفاده شده برای گلند پکینگ‌ها را در یک جدول لیست کنیم. با حذف موارد بعدی این جدول به گزینش ستون آخر می‌رسیم که به ما اجازه می‌دهد تا هزینه احتمالی خرید آن را بررسی کنیم. البته می‌توانیم این جدول گزینش را بر اساس معیارهای دیگر و برای هر ماده دیگر ایجاد کنیم.

رایج‌ترین پکینگ‌های استفاده شده

علی‌رغم تلاش‌های زیادی که در تولید این مواد می‌شود، اکثر تولیدکنندگان حداقل 20 تا 30 نوع پکینگ را عرضه می‌کنند در حالی که فقط تعداد اندکی از آنها اهمیت واقعی در بازار دارند. هرگاه بدنبال یک راهکار بهینه هستید، ابتدا رایج‌ترین پکینگ استفاده شده را بر اساس قانون 20/80 پارتو در نظر بگیرید. این قانون می‌گوید که فقط 20 درصد از موارد در هر چیزی تأثیرگذاری 80 درصد منابع دیگر را دارند. در مورد حالت ما، این 20 درصد تنها 5 نوع پکینگ هستند که بیش از 80 درصد تقاضا برای پکینگ‌های بسیار کارآمد را پوشش می‌دهند.

گلند پکینگ تفلون گرافیت

این ماده تمامی ویژگی‌های خوب یک آب‌بند برای کاربردهای دینامیکی مانند اصطکاک پایین، انعطاف‌پذیری، مقاومت در اکثر محدوده‌های عملیاتی، سهولت نصب و مطمئن بودن آن را دارد. تطبیق‌پذیرترین آب‌بند با قابلیت نصب آسان است که 20 درصد از سهم بازار را به خود اختصاص داده است.

گلند پکینگ تفلون خالص PTFE

این ماده به خوبی PTFE گرافیتی، خواص لغزندگی ندارد. اما این پکینگ یک ماده خنثی است و از آنجایی که فاقد ریسک رنگ پس دهی است، در زمینه‌های بهداشتی قابل استفاده است. این پکینگ تأییدیه سازمان FDA و استاندارد EU 10/2011 برای سلامت را دارد. معروف‌ترین آب‌بند برای استفاده در کاربردهای بهداشتی است، به نحوی که حدود 15 درصد از سهم بازار را در برمی‌گیرد.

گلند پکینگ گرافیت سیم دار

پکینگ گرافیت با خلوص بالا، تقویت‌شده با سیم‌های Inconel® برای محافظت در برابر خوردگی گالوانیزه بسیار مناسب است. این آب‌بند در واقع یک کامپوزیت فلز-گرافیت با ساختار مقاوم در دماها و فشارهای بالا است. این پکینگ بطور اختصاصی برای آب‌بندی اتصالات پرفشار بکار می‌رود و سهم آن در بازار آب‌بندها نیز 8 درصد است.

گلند پکینگ تفلون گرافیت با گوشه های آرامید

پکینگ تفلون آرامید گرافیتی (دارای نوارهای زرد-سیاه رنگ)، از پکینگ‌های بسیار مقاوم در سیالات ساینده و آلاینده است. الیاف آرامید در ترکیب با PTFE خواص لغزشی، انعطاف‌پذیری و اتلاف گرمای بهتری دارد. در حالی که استحکام بالای خود را نیز حفظ می‌کند. این پکینگ در سیالات ساینده استفاده می‌شود و سهم آن در بازار آب‌بندها 8 درصد است.

سخن پایانی…

در تجهیزات صنعتی، این مواد معمولا از نظر هزینه عملیاتی و بادوام بودن عملکرد بهتری نسبت به مکانیکال سیل‌ها دارند. گلندهای نرم به راحتی تولید و به آسانی نصب می‌شوند و حداقل ریسک خرابی ناگهانی را دارند. کاربران می‌توانند آب‌بند مناسب را انتخاب کنند و گزینه مورد نظر را بر اساس فشار، دما و نوع سیال عملیاتی بهینه کنند. علی‌رغم قدیمی بودن گلند پکینگ‌ها، این مواد مزایای زیادی دارند. چون ساییدگی آنها به تدریج مشخص می‌شود، در صورت نشتی باز هم کار می‌کنند. تعمیر و نگهداری آنها می‌تواند به آسانی زمان‌بندی تعویض پکینگ را مشخص کند، عملیات تعویض آنها سریع است و پکینگ جدید به سرعت در دسترس قرار می‌گیرد یا ممکن است در انبار باشد.

کیفیت و عملکرد دو پارامتری هستند که باید در نظر گرفت. آخرین توصیه برای کاربران این است که بهترین ماده را برای پکینگ انتخاب کنند. این اصل ساده باعث می‌شود تا خطرات احتمالی کاهش یابد و منابع به خطر نیفتند. اگرچه ممکن است هزینه اولیه بالاتری را بدلیل خرید یک ماده بهتر متحمل شویم ولی عمر تجهیزات را بالاتر خواهیم برد. البته اصلی‌ترین مزیت آنها مربوط به کاهش ریسک خرابی و فاصله تعویض پکینگ است. همانطور که می‌دانید، عملیات تعویض پکینگ باعث می‌شود تا دستگاه را از مدار خارج کنیم که هزینه بیشتری نسبت به خرید خود پکینگ خواهد داشت.

[1] Dynamic sealing

[2] Hemp rope

[3] Petroleum jelly

[4] Ramie

[5] Intercalation

[6] Closing rings