การใช้งานกราไฟต์ในแหวนซีลเพลาหางเรือทางทะเล: จากทางน้ำภายในประเทศสู่เรือเดินสมุทร

เพลาหางเรือเชื่อมต่อเครื่องยนต์หลักกับใบพัด และซีลเพลาหางเรือติดตั้งที่จุดเชื่อมต่อระหว่างตัวเรือกับน้ำทะเลภายใต้สภาวะที่ท้าทายมาก: ต้องทนต่อความดันน้ำภายนอก 0.1~0.3 MPa, ดูดซับการเอียงของเพลา, การสั่นสะเทือน และการสั่นของใบพัด รวมถึงต้องปฏิบัติตามข้อจำกัดการรั่วไหลของสารหล่อลื่นที่เข้มงวดตามมาตรฐาน IMO และ MARPOL คาร์บอนกราไฟต์ซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนจากน้ำทะเล, หล่อลื่นตัวเอง และความต้านทานการสึกหรอ จึงกลายเป็นวัสดุคู่เสียดทานที่นิยมใช้สำหรับริมและหน้าซีลเพลาหางเรือ Huahao Sealing Co., Ltd. จัดหาแหวนกราไฟต์สำหรับซีลเพลาหางเรือให้กับอู่ต่อเรือภายในประเทศหลายแห่ง บทความนี้สรุปประเด็นทางวิศวกรรมที่สำคัญ

1. โครงสร้างซีลเพลาหางเรือทั่วไป

1.1 ซีลริม (Lip Seal)

ซีลริมจะกดริมยางเข้ากับพื้นผิวเพลา มักใช้กับเรือขนาดเล็กและกลาง โดยทั่วไปจะติดตั้งแหวนซีลสำรองที่เป็นกราไฟต์-ทองแดงใต้ริมยางเพื่อใช้ในกรณีฉุกเฉิน แหวนซีลสำรองของเราผลิตจาก M106D ที่อัดซึมแอนติโมนี — มีความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูง เหมาะสำหรับการใช้งานฉุกเฉินระยะสั้น

1.2 ซีลกลแบบหน้าสัมผัส (Face Mechanical Seal)

หน้าสัมผัสสองหน้าเรียงขนานกันเพื่อปิดผนึก ใช้กันอย่างแพร่หลายในเรือบรรทุกสินค้าขนาดใหญ่และเรือบรรทุกน้ำมัน หน้าโรตารีมักทำจากซิลิกอนคาร์ไบด์หรือเซรามิกอลูมินา ส่วนหน้าแสตชั่นนารีเป็นกราไฟต์อัดซึม สำหรับเรือบรรทุกสินค้าขนาด 50,000 DWT เราจัดหาแหวนแสตชั่นนารี M106D ที่อัดซึมแอนติโมนี คู่กับซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เชื่อมด้วยปฏิกิริยา — ค่าผลิตภัณฑ์ PV สูงถึง 8 MPa·m/s และใช้งานได้สามปีโดยไม่มีความล้มเหลว

1.3 ซีลบุชชิ่งหล่อลื่นด้วยน้ำ (Water-Lubricated Bearing Seal)

เรือที่มีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมสูงใช้บุชชิ่งหล่อลื่นด้วยน้ำโดยใช้น้ำทะเลเป็นสารหล่อลื่น วัสดุบุชชิ่งมักเป็นกราไฟต์ที่อัดซึมด้วยทองแดงหรือเรซิน คู่กับปลอกเพลาสแตนเลสหรือเคลือบเซรามิก

2. ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับแหวนกราไฟต์ซีลเพลาหางเรือ

2.1 ความต้านทานการกัดกร่อนจากน้ำทะเล

น้ำทะเลมีเกลือละลายประมาณ 3.5% โดยมีความเข้มข้นของคลอไรด์สูงถึง 19,000 มก./ลิตร แอนติโมนีอาจเกิดการกัดกร่อนแบบเลือกเฉพาะในระหว่างการแช่ระยะยาว เราแนะนำ:

• M106H ที่ผ่านการอัดซึมด้วยเรซิน: น้ำจืดหรือน้ำที่มีความเค็มต่ำ, ≤ 60°C
• กราไฟต์ที่ผ่านการอัดซึมด้วยทองแดง: น้ำทะเลที่มีความเค็มสูง คู่กับปลอกสแตนเลสหรือเคลือบเซรามิก
• การจับคู่ซิลิคอนคาร์ไบด์: สำหรับงานที่มี PV สูงและต้องการอายุการใช้งานยาวนาน

2.2 ความต้านทานต่อความเมื่อยล้าจากการสั่นสะเทือน

ที่ทะเล เพลามีการวิ่งออกแนวรัศมีและการเบี่ยงเบนมุม แหวนกราไฟต์ที่รับภาระสั่นสะเทือนมักเกิดรอยแตกร้าวเปราะมาตรการเสริมของเราประกอบด้วย:

• กราไฟต์ที่ผ่านการอัดซึมความแข็งแรงสูง ความแข็งแรงอัด ≥ 200 MPa
• ร่องบัฟเฟอร์แนวรัศมีบนผิวหน้าคงที่เพื่อกระจายความเค้นสัมผัส
• ตัวเรือนสแตนเลส 316L การยึดแบบรัดแน่น + ซีล O-ring ยางยืดหยุ่น

2.3 ความเรียบและความหยาบของผิวหน้า

ความเรียบผิวหน้าแหวนซีลเพลาหางเรือ ≤ 0.6 μm ความหยาบ Ra ≤ 0.1 μm เราใช้การกลึงเพชรจุดเดียวร่วมกับการขัดละเอียดแบบเคมี-กลไกเพื่อให้ได้ความเรียบ 0.4 μm และ Ra 0.05 μm อย่างสม่ำเสมอ

3. กรณีการใช้งานเรือทั่วไป

3.1 เรือบรรทุกสินค้าภายในประเทศ (2000 DWT)

เรือบรรทุกสินค้าภายในประเทศขนาด 2000 DWT ใช้ซีลริม Simplex ที่มีริม NBR และแหวนสำรองกราไฟต์ แหวนที่อัดซึมแอนติโมนีเดิมเกิดรอยบุ๋มภายใน 6 เดือนในน้ำกร่อยปากแม่น้ำแยงซี การเปลี่ยนมาใช้แหวนที่อัดซึมด้วยทองแดงของเราให้บริการตรวจสอบฟรีถึง 18 เดือนโดยมีการสึกหรอเพียง 0.08 มม.

3.2 เรือบรรทุกตู้คอนเทนเนอร์เดินทะเล (8000 TEU)

เรือบรรทุกตู้คอนเทนเนอร์ขนาด 8000 TEU ใช้ซีลกลแบบผิวหน้า: เส้นผ่านศูนย์กลางเพลา 580 มม., ความเร็ว 90 รอบต่อนาที, ความดันน้ำภายนอก 0.18 MPa แหวนคงที่ M106D ที่อัดซึมแอนติโมนีของเราจับคู่กับแหวนหมุนซิลิคอนคาร์ไบด์รักษาการรั่วไหลต่ำกว่า 2 ลิตร/24 ชม. เป็นไปตามมาตรฐาน IMO MEPC.191(61)

3.3 เรือสนับสนุนแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง

เรือสนับสนุนแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่งใช้ซีลเพลาหางเรือหล่อลื่นด้วยน้ำทะเลที่อุณหภูมิ 5~30°C ปลอกบุชชิ่งกราไฟต์ที่อัดซึมด้วยเรซินของเรา เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 320 มม. คู่กับปลอกสแตนเลสชุบโครเมียม มีการสึกหรอ 0.02 มม./1000 ชม. ตรงตามรอบการซ่อมบำรุง 5 ปีของสมาคมจัดประเภทเรือ

4. การวิเคราะห์ความล้มเหลวและการปรับปรุง

4.1 รอยแตกร้าวจากความร้อนบนผิวหน้า

ภายใต้ค่า PV สูง การร้อนเกินบริเวณเฉพาะทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากความเค้นความร้อน การแก้ไข: เลือกกราไฟต์ที่อัดซึมด้วยทองแดงหรือแอนติโมนีที่มีการนำความร้อนสูงกว่า ปรับปรุงการหมุนเวียนน้ำหล่อเย็น ลดความดันผิวหน้าอย่างเหมาะสม

4.2 การไหม้จากแรงเสียดทานแห้ง

หลังการขึ้นซ่อมแหวนซีลเพลาหางเรือเริ่มต้นด้วยแรงเสียดทานแห้ง การแก้ไข: เติมจาระบีล่วงหน้าในห้องซีล หมุนเพลา 2~3 รอบด้วยมือก่อนเริ่มใช้งานเพื่อสร้างฟิล์มหล่อลื่นเริ่มต้น

4.3 การรุกล้ำของวัตถุแปลกปลอม

ตาข่ายจับปลาและถุงพลาสติกอาจถูกดูดเข้าไปในผิวหน้าแหวนซีล ทำให้เกิดรอยขีดข่วน การแก้ไข: ติดตั้งตัวป้องกันแบบตัดที่ทางเข้าของเพลา ตรวจสอบและทำความสะอาดห้องซีลเป็นประจำ

5. คำแนะนำการตรวจสอบและบำรุงรักษา

• ตรวจสอบรายวัน: ทุกการเดินเรือ ตรวจสอบอัตราการรั่วไหล — ปกติ < 5 ลิตร/24 ชม.
• ตรวจสอบรายไตรมาส: สัมผัสตัวเรือนซีล; ความแตกต่างอุณหภูมิกับสภาพแวดล้อมควร < 15°C
• ตรวจสอบรายปี: เก็บตัวอย่างน้ำมันรั่วเพื่อตรวจหาปริมาณน้ำ
• ตรวจสอบเมื่อขึ้นซ่อม: วัดการสึกหรอผิวหน้า; เปลี่ยนหากเกิน 1.5 มม.

บทสรุป

การเลือกแหวนกราไฟต์สำหรับซีลเพลาหางเรือต้องผสานรวมประเภทของเรือ ความเค็มของน้ำ พารามิเตอร์ของเพลา และข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม บริษัท Huahao Sealing จำกัด มีใบรับรอง CCS, ABS และ DNV และจัดหาชุดแหวนกราไฟต์สำหรับซีลเพลาหางเรือ บุชชิ่ง และแหวนสำรองทุกขนาด ทีมวิศวกรของเราร่วมมือกับอู่ต่อเรือในการออกแบบซีล วิเคราะห์ความล้มเหลว และการทำนายอายุการใช้งาน — กรุณาติดต่อเราเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติม