प्रक्रिया उद्योगों में मैकेनिकल सील अभी भी पसंदीदा विकल्प क्यों हैं?

प्रक्रिया उद्योगों के सामने आने वाली चुनौतियाँ बदल गई हैं, हालाँकि वे तरल पदार्थों को पंप करना जारी रखते हैं, जिनमें से कुछ खतरनाक या विषाक्त भी होते हैं। सुरक्षा और विश्वसनीयता अभी भी सर्वोपरि हैं। हालाँकि, ऑपरेटर कई बैच प्रचालनों के दौरान गति, दबाव, प्रवाह दर और यहाँ तक कि तरल पदार्थों की विशेषताओं (तापमान, सांद्रता, श्यानता, आदि) की गंभीरता भी बढ़ा देते हैं। पेट्रोलियम रिफाइनरियों, गैस प्रसंस्करण सुविधाओं और पेट्रोकेमिकल एवं रासायनिक संयंत्रों के संचालकों के लिए, सुरक्षा का अर्थ है पंप किए गए तरल पदार्थों के नुकसान या उनके संपर्क में आने को नियंत्रित करना और रोकना। विश्वसनीयता का अर्थ है ऐसे पंप जो कम रखरखाव के साथ कुशलतापूर्वक और किफ़ायती ढंग से संचालित हों।
एक उचित रूप से डिज़ाइन की गई मैकेनिकल सील, सिद्ध तकनीक के साथ, पंप ऑपरेटर को लंबे समय तक चलने वाले, सुरक्षित और विश्वसनीय पंप प्रदर्शन का आश्वासन देती है। विभिन्न घूर्णन उपकरणों और असंख्य घटकों के बीच, मैकेनिकल सील अधिकांश प्रकार की परिचालन स्थितियों में भरोसेमंद प्रदर्शन करने के लिए सिद्ध हैं।

पंप और सील—एक अच्छा फिट
यह विश्वास करना कठिन है कि प्रक्रिया उद्योग में सील रहित पंप तकनीक के व्यापक प्रचार को लगभग 30 साल बीत चुके हैं। इस नई तकनीक को मैकेनिकल सील की सभी समस्याओं और कथित सीमाओं के समाधान के रूप में प्रचारित किया गया था। कुछ लोगों का मानना था कि यह विकल्प मैकेनिकल सील के उपयोग को पूरी तरह से समाप्त कर देगा।
हालाँकि, इस प्रचार के कुछ ही समय बाद, अंतिम उपयोगकर्ताओं को पता चला कि यांत्रिक सील कानूनी रूप से निर्धारित रिसाव और रोकथाम आवश्यकताओं को पूरा कर सकती हैं या उनसे भी बेहतर हो सकती हैं। इसके अलावा, पंप निर्माताओं ने पुराने संपीड़न पैकिंग "स्टफिंग बॉक्स" की जगह अद्यतन सील कक्ष प्रदान करके इस तकनीक का समर्थन किया।
आजकल के सील कक्ष विशेष रूप से यांत्रिक सीलों के लिए डिजाइन किए गए हैं, जिससे कार्ट्रिज प्लेटफॉर्म में अधिक मजबूत प्रौद्योगिकी की अनुमति मिलती है, स्थापना आसान होती है और ऐसा वातावरण बनता है जो सीलों को उनकी पूरी क्षमता से कार्य करने की अनुमति देता है।

डिज़ाइन में प्रगति
1980 के दशक के मध्य में, नए पर्यावरणीय नियमों ने उद्योग को न केवल नियंत्रण और उत्सर्जन पर, बल्कि उपकरणों की विश्वसनीयता पर भी ध्यान देने के लिए बाध्य किया। एक रासायनिक संयंत्र में यांत्रिक सीलों की मरम्मत के बीच औसत औसत समय (MTBR) लगभग 12 महीने था। आज, औसत MTBR 30 महीने है। वर्तमान में, पेट्रोलियम उद्योग, जो कुछ सबसे कड़े उत्सर्जन स्तरों के अधीन है, का औसत MTBR 60 महीने से अधिक है।
मैकेनिकल सील्स ने सर्वोत्तम उपलब्ध नियंत्रण तकनीक (BACT) की आवश्यकताओं को पूरा करने और उससे भी आगे निकलने की क्षमता प्रदर्शित करके अपनी प्रतिष्ठा बनाए रखी। इसके अलावा, उन्होंने उत्सर्जन और पर्यावरणीय नियमों को पूरा करने के लिए उपलब्ध एक किफायती और ऊर्जा-कुशल तकनीक बने रहते हुए ऐसा किया।
कंप्यूटर प्रोग्राम निर्माण से पहले सीलों का मॉडल और प्रोटोटाइप तैयार करने की अनुमति देते हैं ताकि यह पुष्टि की जा सके कि वे क्षेत्र में स्थापित होने से पहले विशिष्ट परिचालन स्थितियों को कैसे संभालेंगे। सील निर्माण डिज़ाइन क्षमताएँ और सील फेस सामग्री की तकनीक इस हद तक विकसित हो गई है कि उन्हें किसी भी प्रक्रिया अनुप्रयोग के लिए एक-से-एक फिट के लिए विकसित किया जा सकता है।
आज के कंप्यूटर मॉडलिंग प्रोग्राम और तकनीक 3-डी डिज़ाइन समीक्षा, परिमित तत्व विश्लेषण (FEA), कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी (CFD), कठोर निकाय विश्लेषण और थर्मल इमेजिंग डायग्नोस्टिक प्रोग्राम के उपयोग की अनुमति देते हैं, जो पहले आसानी से उपलब्ध नहीं थे या पहले के 2-डी ड्राफ्टिंग के साथ बार-बार उपयोग के लिए बहुत महंगे थे। मॉडलिंग तकनीकों में इन प्रगतियों ने मैकेनिकल सील्स की डिज़ाइन विश्वसनीयता को बढ़ाया है।
इन कार्यक्रमों और तकनीकों ने कहीं अधिक मज़बूत घटकों वाले मानक कार्ट्रिज सील के डिज़ाइन का मार्ग प्रशस्त किया है। इनमें प्रोसेस फ्लुइड से स्प्रिंग और डायनेमिक ओ-रिंग को हटाना और लचीली स्टेटर तकनीक को पसंदीदा डिज़ाइन बनाना शामिल है।

कस्टम डिज़ाइन परीक्षण क्षमता
मानक कार्ट्रिज सीलों के आगमन ने उनकी मज़बूती और स्थापना में आसानी के कारण सीलिंग प्रणाली की विश्वसनीयता में उल्लेखनीय वृद्धि की है। यह मज़बूती विश्वसनीय प्रदर्शन के साथ व्यापक अनुप्रयोग स्थितियों में सक्षम बनाती है।
इसके अलावा, कस्टम डिज़ाइन की गई सीलिंग प्रणालियों के तेज़ डिज़ाइन और निर्माण ने विभिन्न पंप ड्यूटी आवश्यकताओं के लिए "फाइन ट्यूनिंग" को संभव बनाया है। अनुकूलन या तो सील में ही बदलाव करके या फिर पाइपिंग प्लान जैसे सहायक सिस्टम घटकों के माध्यम से आसानी से किया जा सकता है। एक सपोर्ट सिस्टम या पाइपिंग प्लान के माध्यम से विभिन्न परिचालन स्थितियों में सील के वातावरण को नियंत्रित करने की क्षमता, सील के प्रदर्शन और विश्वसनीयता के लिए सबसे महत्वपूर्ण है।
एक स्वाभाविक प्रगति यह भी हुई कि ज़्यादा कस्टम डिज़ाइन वाले पंप, और उनके अनुरूप अनुकूलित मैकेनिकल सील भी उपलब्ध होने लगे। आज, किसी भी प्रकार की प्रक्रिया स्थितियों या पंप विशेषताओं के लिए मैकेनिकल सील को तेज़ी से डिज़ाइन और परीक्षण किया जा सकता है। सील के मुख, सील कक्ष के आयामी पैरामीटर और सील कक्ष में सील के फिट होने के तरीके को विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए कस्टम फ़िट के अनुसार डिज़ाइन और निर्मित किया जा सकता है। अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट (एपीआई) मानक 682 जैसे मानकों के अद्यतन ने भी सील डिज़ाइन, सामग्री और कार्यक्षमता को मान्य करने वाली आवश्यकताओं के माध्यम से सील की विश्वसनीयता को बढ़ाया है।

एक कस्टम फिट
सील उद्योग रोज़ाना सील तकनीक के वस्तुकरण से जूझता रहता है। बहुत से खरीदार यही सोचते हैं कि "सील तो सील ही होती है।" मानक पंप अक्सर एक ही मूल सील का इस्तेमाल कर सकते हैं। हालाँकि, जब विशिष्ट प्रक्रिया स्थितियों में स्थापित और लागू किया जाता है, तो उस विशिष्ट परिचालन स्थितियों और रासायनिक प्रक्रिया के तहत आवश्यक विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए सीलिंग प्रणाली में अक्सर किसी न किसी प्रकार का अनुकूलन लागू किया जाता है।
समान मानक कार्ट्रिज डिज़ाइन के साथ भी, सामग्री घटकों के चयन से लेकर प्रयुक्त पाइपिंग योजना तक, अनुकूलन की व्यापक संभावनाएँ मौजूद हैं। सील निर्माता द्वारा सीलिंग सिस्टम के घटकों के चयन पर मार्गदर्शन, आवश्यक प्रदर्शन स्तर और समग्र विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। इस प्रकार के अनुकूलन से मैकेनिकल सील सामान्य उपयोग के दौरान 24 महीनों के बजाय 30 से 60 महीनों तक MTBR का उपयोग कर सकती हैं।
इस दृष्टिकोण से, अंतिम उपयोगकर्ताओं को एक सीलिंग सिस्टम प्राप्त करने का आश्वासन दिया जा सकता है जो उनके विशिष्ट अनुप्रयोग, रूप और कार्य के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह क्षमता अंतिम उपयोगकर्ता को पंप की स्थापना से पहले उसके संचालन के बारे में आवश्यक जानकारी प्रदान करती है। पंप कैसे काम करता है या यह अनुप्रयोग को संभाल सकता है या नहीं, इस बारे में अनुमान लगाने की आवश्यकता नहीं है।

विश्वसनीय डिज़ाइन
जबकि अधिकांश प्रक्रिया संचालक एक जैसे कार्य करते हैं, उनके अनुप्रयोग एक जैसे नहीं होते। प्रक्रियाएँ अलग-अलग गति, अलग-अलग तापमान और अलग-अलग श्यानता पर चलती हैं, अलग-अलग परिचालन प्रक्रियाओं और अलग-अलग पंप विन्यासों के साथ।
वर्षों से, मैकेनिकल सील उद्योग ने महत्वपूर्ण नवाचार पेश किए हैं जिनसे विभिन्न परिचालन स्थितियों के प्रति सील की संवेदनशीलता कम हुई है और विश्वसनीयता में वृद्धि हुई है। इसका मतलब है कि अगर किसी अंतिम उपयोगकर्ता के पास कंपन, तापमान, बेयरिंग और मोटर लोड के लिए चेतावनी देने वाले निगरानी उपकरण नहीं हैं, तो भी आज की सीलें, ज़्यादातर मामलों में, अपने प्राथमिक कार्य करती रहेंगी।

निष्कर्ष
विश्वसनीयता इंजीनियरिंग, सामग्री संवर्द्धन, कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिज़ाइन और उन्नत विनिर्माण तकनीकों के माध्यम से, मैकेनिकल सील अपनी उपयोगिता और विश्वसनीयता सिद्ध कर रही हैं। उत्सर्जन और रोकथाम नियंत्रण, तथा सुरक्षा एवं जोखिम सीमाओं में बदलाव के बावजूद, सील चुनौतीपूर्ण आवश्यकताओं से आगे रही हैं। यही कारण है कि मैकेनिकल सील अभी भी प्रसंस्करण उद्योगों में पसंदीदा विकल्प हैं।