در کمپرسورها، یکی از چالش‌های مهم، جلوگیری از نشت گاز یا سیال در نقطه عبور شفت از محفظه است. این نقطه، که در آن یک عضو دوار (شفت) با یک قطعه ثابت در تماس است، مستعد نشت تحت فشار بالا، دمای بالا و حرکت مداوم است. برای رفع این مشکل، از سیستم‌های آب‌بندی (Sealing Systems) استفاده می‌شود.
یکی از بهترین و پرکاربردترین روش‌های آب‌بندی در این موقعیت، استفاده از پکینگ تفلونی (PTFE Packing) است. این نوع پکینگ، ترکیبی از مقاومت حرارتی، شیمیایی و مکانیکی را ارائه می‌دهد و به دلیل اصطکاک کم، گزینه‌ای ایده‌آل برای آب‌بندی شفت در کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی، کمپرسورهای گاز و دستگاه‌های صنعتی مشابه به شمار می‌رود.
پکینگ تفلونی چیست؟
پکینگ تفلونی یک نوع نخ یا حلقه آب‌بندی ساخته‌شده از ماده پلی‌تترافلوئورواتیلن (PTFE) یا تفلون است. این ماده دارای ساختار مولکولی بسیار پایدار و غیرواکنشی بوده و برای شرایط کاری بسیار سخت طراحی شده است.
کارکرد در کمپرسور:
در کمپرسورهایی که دارای شفت متحرک هستند، پکینگ تفلونی در محل تماس شفت با محفظه، به صورت فشرده درون یک محفظه کوچک به نام جعبه پکینگ (Packing Box) نصب می‌شود. با فشرده‌سازی توسط مهره یا فلنج بالایی (Gland Nut)، این پکینگ‌ها اطراف شفت را با فشار مناسبی گرفته و مانع از خروج گاز یا سیال به بیرون می‌شوند، در حالی که شفت می‌تواند آزادانه حرکت کند.
مزایای پکینگ تفلونی:
| ویژگی | توضیح |
|---|---|
| 🌡️ مقاومت حرارتی | تا حدود ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد |
| 🧪 مقاومت شیمیایی | در برابر اغلب اسیدها، بازها، بخارات و گازهای خورنده |
| ⚙️ اصطکاک پایین | حرکت نرم‌تر شفت، کاهش گرمایش و سایش |
| 🔇 بی‌صدا | صدای ناشی از تماس شفت با پکینگ را کاهش می‌دهد |
| 💧 جذب رطوبت صفر | پکینگ دچار تغییر ابعاد یا تورم نمی‌شود |
| 🔄 قابلیت جایگزینی آسان | بدون نیاز به جداسازی کامل شفت یا دستگاه |
مواد و ساختار پکینگ تفلونی:
PTFE خالص – برای محیط‌های بسیار خورنده یا خوراک‌های تمیز
PTFE گرافیت‌دار – مقاومت سایشی و حرارتی بالا، کاهش اصطکاک
PTFE با الیاف آرامید (Aramid) – ترکیبی از انعطاف‌پذیری و استحکام مکانیکی
PTFE با کربن یا شیشه – برای فشارهای بسیار بالا یا سرعت‌های زیاد
پکینگ‌های روغن‌خورده یا سیلیکونی – برای تسهیل نصب و روانکاری اولیه
نحوه نصب پکینگ تفلونی در کمپرسور:
شیار پکینگ را کاملاً تمیز و عاری از روغن، پلیسه یا رسوب کنید.
حلقه‌های پکینگ را با زاویه ۴۵ یا ۷۵ درجه برش دهید و متقاطع (Staggered) نصب کنید.
هر حلقه را به‌طور جداگانه جاگذاری و با دست فشار دهید.
پس از نصب کامل، مهره یا فلنج بالایی را به‌صورت تدریجی و یکنواخت سفت کنید.
پس از راه‌اندازی، فشار پکینگ را چک و در صورت نیاز مجدداً تنظیم نمایید.
کاربردهای صنعتی:
کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی (پیستونی)
کمپرسورهای گازهای سبک و سنگین (N₂، H₂، CH₄، NH₃ و ...)
کمپرسورهای خلاء و سیستم‌های وکیوم صنعتی
پمپ‌های پیستونی و سیلندرهای فشار بالا
توربین‌های بخار و تجهیزات فرآیندی در صنایع:
نفت و گاز
پتروشیمی
دارویی
نیروگاهی
مقایسه با سایر آب‌بندها:
| نوع آب‌بند | مزایا | معایب | کاربرد |
|---|---|---|---|
| پکینگ تفلونی | مقاوم به مواد شیمیایی، اصطکاک پایین | برای فشار خیلی بالا نیاز به تقویت دارد | کاربرد گسترده صنعتی |
| پکینگ گرافیتی | تحمل دمای بالا | شکنندگی، نیاز به روغن‌کاری مناسب | محیط‌های داغ و خشک |
| سیل مکانیکی (Mechanical Seal) | کاملاً بدون نشت | هزینه بالا، نیاز به نگهداری دقیق | کمپرسورهای دقیق و گران‌قیمت |
| پکینگ نخی | ارزان، آسان نصب | مقاومت پایین به دما و فشار | پمپ‌های ساده و غیرفرآیندی |
نکات طراحی و انتخاب پکینگ مناسب:
فشار کاری (bar یا psi)
دمای محیط و گاز عبوری
نوع ماده (خورنده یا غیرخورنده)
سرعت دورانی شفت (RPM)
طول عمر مورد انتظار و دوره تعمیرات
جدول مشخصات فنی و قیمت پکینگ تفلونی شفت کمپرسور
| ردیف | نوع پکینگ | قطر (mm) | فشار کاری (bar) | محدوده دما (°C) | سرعت شفت (m/s) | بازه pH | قیمت تقریبی |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | PTFE گرافیت‌دار با روانکار | 6–14 | n/a | تا +287 | تا 25 | 0–14 | 85–115 دلار (هر پوند) |
| 2 | پکینگ جامد PTFE صنعتی | 14 | تا 100 | تا +280 | تا 20 | 2–12 | ~350 دلار |
| 3 | پکینگ جامد PTFE با تایید FDA | 12.5 | تا 200 | –240 تا +260 | تا 3 | 0–14 | ~880 دلار |
| 4 | پکینگ تفلونی سری K49 | 6.5 | تا 250 | تا +280 | تا 18 | 0–14 | ~200 دلار (برای 8 متر) |
| 5 | پکینگ PTFE/Graphite ساخت هند | 8–12 | تا 350 | –225 تا +275 | تا 20 | 0–14 | ~0.6 دلار (هر حلقه) |
پکینگ تفلونی یکی از مطمئن‌ترین، بادوام‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه‌حل‌های آب‌بندی شفت در کمپرسورهاست. به‌ویژه در صنایعی که با مواد خورنده، دماهای بالا و حرکت مداوم شفت سر و کار دارند، استفاده از این نوع پکینگ باعث افزایش ایمنی، کاهش هزینه تعمیرات و بهینه‌سازی عملکرد تجهیزات خواهد شد.