پکینگ یا آب بند مکانیکی

چرا از پکینگ استفاده کنیم ؟

در ابتدا نگاهی بیاندازیم به این که چرا از پکینگPacking استفاده می کنند و چرا آن را به استفاده از آب‌بند‌مکانیکی ترجیح دهند.

پکینگ‌ها، ابتدایی ترین شکل آب بند کردن پمپ بوده و هنوز هم روش آب بند کردن بسیار رایجی است. پکینگ ترکیبی از حلقه‌های نرم و انعطاف‌پذیری است که به این حلقه‌ها گلند می‌گویند، گلند پکینگ در اصل از طناب های کهنه و الیاف طبیعی درست می شد که دور محور بسته می شود تا با بستن فیزیکی درز، نشت را کاهش دهد. عنوان کاسه نمد از اینجا نشأت می گیرد.

پکینگ مدرن یا به اصطلاح پکینگ‌های نواری، از نوار های بافته و موادی بهره می برد که برای سایش کمتر، کاهش اصطکاک و تحمل بهتر حرارت طراحی شده اند.

مزایای استفاده از پکینگ‌ها

• تعویض و نگهداری آسان پکینگ
• هنگامی که پکینگ خراب شود فقط شروع به نشت بیشتر خواهد کرد و لذا می تواند دوباره تنظیم و محکم شده تا نشتی کاهش یابد در صورتی که پمپ در حالت سرویس دهی باقی می ماند. این در حالی است که خرابی آب‌بند‌مکانیکی می تواند باعث خاموشی پمپ شود. به همین دلیل است که پکینگ پمپ، منبع اصلی برای پمپ های آتش نشانی و سایر کاربرد هایی است که نمی توانند ریسک خرابی های فاجعه بار را پذیرا باشند.
• هزینه اولیه گلند پکینگ (پکینگ پمپ) در مقایسه با هزینه های مرتبط با آب‌بند‌مکانیکی پایین است.

چرا از آب‌بند‌مکانیکی استفاده کنیم؟

هزینه محصول

گلند پکینگی که به درستی تنظیم شده باشد، باید با معیار نرخ نشتی تقریباً ۱ قطره در دقیقه بر اینچ (۲۵ میلیمتر) قطر خارجی محور نگهداری شود. در یک محور با قطر ۲ اینچ این مقدار برابر ۲ قطره در دقیقه یا ۱۰۰ گالن در ماه یا ۱۲۰۰ گالن در سال است (۴۵۰ لیتر در ماه، ۵۴۰۰ لیتر در سال).

این اعداد بر اساس یک سناریو، ایده آل هستند و همانطور که تجربه به ما می گوید؛ نرخ نشتی از گلند های بسته شده بسیار بیشتر از این بوده و عموماً می تواند ۵-۱۰ برابر این مقدار باشد.

آب‌بندهای‌مکانیکی Mechanical seal که به درستی طراحی، تعیین و جا زده شده اند، هیچ گونه نشتی قابل رؤیتی نداشته و لذا هدر رفت محصول ندارند. در مورد اشاره شده در بالا، اگر ارزش محصول ۵۰ پنس به ازای هر لیتر باشد، کاهش نشتی به تنهایی حتی هزینه یک آب‌بند‌مکانیکی پیشرفته را در مدت حدود ۶ ماه باز می گرداند.

بازیافت فاضلاب و مسائل زیست محیطی

بسته به نوع محصول هزینه‌های بازیافت فاضلاب، می تواند به طرز قابل توجهی بیشتر از هزینه اولیه تولید باشد. نگاهی به قبض های آب خانگی خودمان این مسأله را نشان می دهد. حتی هنگامی که با کاهنده سروکار داریم، هزینه ها بسیار بالاتر از هزینه اولیه محصول است.
شرکت ها هم، در خصوص مسائل زیست محیطی، تحت فشار بسیار بوده و دائماً رصد می شوند. دولت ها همواره تحت فشار داخلی و جهانی هستند تا تضمین کنند که تولید کنندگانشان مسئولیت اثرات محصولاتشان بر محیط زیست را می پذیرند و شرکت ها خودشان عموماً اهداف محیط زیستی دارند که باید برآورده شود. نشتی هر روز کمتر و کمتر قابل قبول می شود و حفظ منابع روز به روز اهمیت بیشتری می یابد.
به دلیل این که آب‌بند‌های‌مکانیکی که به درستی نصب شده اند، نشتی قابل رؤیتی ندارند، هزینه ای برای بازیافت فاضلاب نداشته و مزایای قابل توجهی را برای کاهش انتشار آلودگی ها دارند.
مصرف توان
در مقایسه با گلند پکینگ،آب‌بندهای مکانیکی مصرف توان را کاهش می دهند.
به طور متوسط عمده گلند پکینگ ها ۶ برابر توان بیشتری را در مقایسه با یک آب‌بند‌مکانیکی بالانس شده مصرف می کنند. راه اندازی تجهیزات دوار با پکینگ در کاسه نمد مثل رانندگی خودرو با ترمز دستی کشیده است. آیا این روی مصرف سوخت شما تأثیر دارد؟ البته که دارد و لذا گلندهای بسته‌شده هزینه‌های توان را به شدت افزایش می دهند. در برخی موارد می توان پمپ ها را به گونه ای ساخت که با سرعت و بازدهی پایین کار کنند، که در این صورت هزینه ها حتی بیشتر افزایش خواهد یافت.

عمر یاتاقان

تنها دلیل اصلی خرابی یاتاقان در تجهیزات دوار، آلودگی روغن روانکاری است. در یک پژوهش که توسط شرکت موبیل اویل(Mobil oil) انجام گرفت مشخص شد که ۰٫۰۰۲ % آلودگی در سیال ،تقریباً ۵۰%عمر اسمی یاتاقان را کاهش می دهد. این مقدار معادل ۲ قطره آب در یک لیتر روغن است.
پکینگ ها با در نظر گرفتن نشتی طراحی می شوند و در نزدیکی یاتاقان ها قرار می‌گیرند. همین  مسأله یاتاقان ها را در معرض جریان دائم نشتی و آلودگی قرار می دهد. هر چه مقدار آلودگی کاهش یابد، عمر یاتاقان و آب‌بند مکانیکی بیشتر می‌شود و هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری آن کاهش می‌یابد.
عدم نشتی،مساوی با عمر بیشتر یاتاقان و هزینه های کمتر در زمان خاموشی موتورهای دوار است. بسیاری از خرابی های آب‌بندهای‌مکانیکی ناشی از حرکت بیش از حد محور به دلیل یاتاقان هایِ خراب است.

سایش محور یا آستر

آب‌بندهای‌مکانیکی که به درستی طراحی شده اند باعث سایش محور‌ها یا آستر‌های گران قیمت نمی شوند.
بیشتر تجهیزات دوار آستر های سایشی قابل تعویض در ناحیه گلند پکینگ دارند تا متذکر این واقعیت شوند که پکینگ به گونه ای طراحی شده که در این ناحیه محور را سایش دهد. اگر آستر قابل تعویض وجود نداشت بایستی یا محور تعویض میشد یا ناحیه ساییده شده تعمیر میشد. هر دو حالت هم از نظر نگهداری لوازم یدکی و هم مدت زمان خاموشی حین تعمیر محور، هزینه ی بسیاری را ایجاد می‌کرد.
اگر یک آستر سایشی قرار داده شود، هزینه نگهداری قطعه یدکی در انبار وجود خواهد داشت اما خطر پنهانی که وجود دارد کاهش بسیار زیاد قطر محور در ناحیه زیر آستر برای امکان جا خوردن است که به طرز قابل توجهی مقاومت خمشی محور ها را کاهش میدهد.
محور های شکسته غیر معمول نیستند و عموماً توسط خستگی به دلیل خمش دائمی محور تحت عملکرد ناشی می شوند. چگونه این اتفاق می افتد؟ کارکرد پمپ دور از نقطه بهترین بازدهی، در مقابل شیرهای تخلیه با جریان کم یا بسته شده ، بالاتر از ظرفیت طراحی، ناحیه دراز آویز (بدون تکیه گاه) محور و استارت-استاپ، نیرو های سنگینی را در حلزونی پمپ به وجود می آورد.
حالا همه چیز به اصول اهرم ها بر می گردد که مقاطع نازک آسان تر از مقاطع چاق خم می شوند.  
هم چنین آستر های محور ها می توانند خیلی به سختی جدا شوند. این کار می تواند بسیار زمان بر بوده و حتی منجر به وارد آمدن آسیب به خود محور شود.

رقیق شدن محصول

گلند پکنیگ عموماً نیاز به تأمین یک سیال فلاش کننده در لنترن رینگ دارد. این کار در اصل برای جلوگیری از نفوذ هوا به سیستم تحت خلاء انجام می شد و هم چنین برای خنک کردن پکینگ حین اصطکاک آن با محور استفاده می شد.
هزینه ها در اینجا شامل تأمین ماده فلاش کننده، نشت فلاش به اتمسفر و رقیق شدن خود محصول می شود. رقیق شدگی می تواند قابل قبول باشد و یا هزینه هایی را برای حذف ماده رقیق کننده در مراحل بعدی فرآیند تحمیل کند. عدم رقیق شدگی محصول در صورت استفاده از آب‌بند‌مکانیکی به معنای کیفیت بهتر محصول و نبود هزینه های اضافی برای حذف ماده رقیق کننده است.

هزینه های تعمیر و نگهداری

تضمین این که پکینگ به مؤثرترین وجه ممکن کار میکند، نیازمند توجه دائمی است. شل بودن زیاد باعث نرخ نشتی غیر قابل قبول می شود، سفت بودن بیش از حد باعث سوختگی هنگام راه اندازی و افزایش نشتی می شود، ساییدگی محور یا آستر باعث افزایش مصرف توان می شود. پکینگ فقط یک طناب گریس دار نیست اما اغلب اینگونه تصور می شود. تعمیر و نگهداری باید پیوسته و مسئولانه در طول عمر پکینگ باشد تا عملکرد قابل قبول را تضمین کند.
آب‌بندهای مکانیکی نیازی به تعمیر و نگهداری روزمره و روتین ندارند.

نگهداری

حذف نشتی ها هزینه های تعمیر و نگهداری ثانویه را با کاهش خوردگی، تمیزکاری و رنگ زنی، کاهش می دهد. هزینه های تعمیر و نگهداری ثانویه بسیار کاهش خواهد یافت.

ایمنی

پکینگ نشتی دارد، همانگونه که برای آن طراحی شده است و لذا از آن محصول آب بند شده به اتمسفر نشت می کند. همانطور که پیشتر توافق کردیم این مسأله به دلایل زیست محیطی روز به روز غیر قابل قبول تر می شود به ویژه اگر محصول خورنده، سمی یا منفجره باشد.
همه محصولاتی که در دسته بندی انتشار های گازی یا خطرناک قرار می گیرند باید دو برابر آب بند یا اصطلاحاً دابل سیل شوند.آلودگی های هوایی بسیار کاهش می یابند. دابل سیل ها می توانند به انتشار صفر محصول برسند.