মেকানিক্যাল শ্যাফট সিলের জন্য সঠিক উপাদান কীভাবে নির্বাচন করবেন

আপনার সিলের জন্য উপাদান নির্বাচন করা গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি কোনো অ্যাপ্লিকেশনের গুণমান, আয়ুষ্কাল ও কার্যকারিতা নির্ধারণে এবং ভবিষ্যতে সমস্যা কমাতে ভূমিকা রাখে। এখানে আমরা দেখব কীভাবে পরিবেশ সিলের উপাদান নির্বাচনকে প্রভাবিত করে, সেইসাথে কিছু সর্বাধিক প্রচলিত উপাদান এবং কোন ধরনের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সেগুলো সবচেয়ে উপযুক্ত।

পরিবেশগত কারণগুলি

সিলটি যে পরিবেশের সংস্পর্শে আসবে, তার নকশা ও উপাদান নির্বাচনের ক্ষেত্রে তা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সব ধরনের পরিবেশের জন্য সিল উপাদানের বেশ কিছু মূল বৈশিষ্ট্য থাকা প্রয়োজন, যার মধ্যে রয়েছে একটি স্থিতিশীল সিল পৃষ্ঠ তৈরি করা, তাপ সঞ্চালনের ক্ষমতা, রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা।

কিছু পরিবেশে এই বৈশিষ্ট্যগুলো অন্য পরিবেশের তুলনায় বেশি শক্তিশালী হওয়ার প্রয়োজন হবে। পরিবেশ বিবেচনা করার সময় অন্যান্য যে উপাদানগত বৈশিষ্ট্যগুলো আমলে নেওয়া উচিত, সেগুলোর মধ্যে রয়েছে কাঠিন্য, দৃঢ়তা, তাপীয় প্রসারণ, ক্ষয় এবং রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা। এই বিষয়গুলো মাথায় রাখলে আপনার সিলের জন্য আদর্শ উপাদান খুঁজে পেতে সুবিধা হবে।

পরিবেশের উপর ভিত্তি করেও সিলের খরচ নাকি গুণমানকে অগ্রাধিকার দেওয়া হবে, তা নির্ধারণ করা যায়। ক্ষয়কারী এবং প্রতিকূল পরিবেশের জন্য সিল আরও ব্যয়বহুল হতে পারে, কারণ এই ধরনের পরিস্থিতি সহ্য করার জন্য ব্যবহৃত উপাদানগুলোকে যথেষ্ট শক্তিশালী হতে হয়।

এই ধরনের পরিবেশে, একটি উচ্চ-মানের সিলের জন্য অর্থ ব্যয় করা সময়ের সাথে সাথে উসুল হয়ে যায়, কারণ এটি ব্যয়বহুল শাটডাউন, মেরামত এবং সিলের সংস্কার বা প্রতিস্থাপন প্রতিরোধ করতে সাহায্য করে, যা একটি নিম্ন-মানের সিলের কারণে হয়ে থাকে। তবে, খুব পরিষ্কার এবং পিচ্ছিলকারক বৈশিষ্ট্যযুক্ত তরলযুক্ত পাম্পিং অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে, উচ্চ-মানের বিয়ারিংয়ের পরিবর্তে একটি সস্তা সিল কেনা যেতে পারে।

সাধারণ সীল উপকরণ

কার্বন

সিল ফেসে ব্যবহৃত কার্বন হলো অ্যামরফাস কার্বন এবং গ্রাফাইটের একটি মিশ্রণ, এবং এদের উভয়ের শতকরা হার কার্বনের চূড়ান্ত গ্রেডের ভৌত বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। এটি একটি নিষ্ক্রিয়, স্থিতিশীল উপাদান যা স্ব-লুব্রিকেটিং হতে পারে।

এটি মেকানিক্যাল সিলের একজোড়া প্রান্ততলের একটি হিসেবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং শুষ্ক বা অল্প পরিমাণে লুব্রিকেশনের অধীনে সেগমেন্টেড সার্কামফারেনশিয়াল সিল ও পিস্টন রিং-এর জন্যও এটি একটি জনপ্রিয় উপাদান। এই কার্বন/গ্রাফাইট মিশ্রণটিকে অন্যান্য পদার্থের সাথেও মিশ্রিত করা যায়, যার ফলে এটি বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য লাভ করে, যেমন—ছিদ্রতা হ্রাস, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি বা শক্তি বৃদ্ধি।

মেকানিক্যাল সিলের জন্য থার্মোসেট রেজিন ইমপ্রেগনেটেড কার্বন সিল সবচেয়ে প্রচলিত, এবং বেশিরভাগ রেজিন ইমপ্রেগনেটেড কার্বন তীব্র ক্ষার থেকে শুরু করে তীব্র অ্যাসিড পর্যন্ত বিস্তৃত রাসায়নিক পদার্থে কাজ করতে সক্ষম। এগুলোর ভালো ঘর্ষণ বৈশিষ্ট্য এবং চাপজনিত বিকৃতি নিয়ন্ত্রণে সহায়তার জন্য পর্যাপ্ত মডুলাসও রয়েছে। এই উপাদানটি পানি, কুল্যান্ট, জ্বালানি, তেল, হালকা রাসায়নিক দ্রবণ এবং খাদ্য ও ঔষধের ক্ষেত্রে ২৬০°C (৫০০°F) পর্যন্ত সাধারণ কাজের জন্য উপযুক্ত।

অ্যান্টিমনির শক্তি এবং মডুলাসের কারণে অ্যান্টিমনি মিশ্রিত কার্বন সিলগুলোও সফল বলে প্রমাণিত হয়েছে, যা উচ্চ চাপের প্রয়োগের জন্য এটিকে উপযোগী করে তোলে, যখন আরও শক্তিশালী এবং দৃঢ় উপাদানের প্রয়োজন হয়। উচ্চ সান্দ্রতার তরল বা হালকা হাইড্রোকার্বনের ক্ষেত্রে এই সিলগুলো ফোসকা পড়ার বিরুদ্ধেও অধিক প্রতিরোধী, যা এটিকে অনেক শোধনাগারের জন্য আদর্শ গ্রেডে পরিণত করেছে।

কার্বনকে ড্রাই রানিং, ক্রায়োজেনিকস এবং ভ্যাকুয়াম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ফ্লোরাইডের মতো ফিল্ম ফর্মার, অথবা উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ গতি এবং টারবাইন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ফসফেটের মতো অক্সিডেশন ইনহিবিটর দিয়েও ইমপ্রেগনেট করা যেতে পারে, যা ৮০০ ফুট/সেকেন্ড গতি এবং প্রায় ৫৩৭°C (১,০০০°F) পর্যন্ত কাজ করে।

সিরামিক

সিরামিক হলো প্রাকৃতিক বা কৃত্রিম যৌগ থেকে তৈরি অজৈব অধাতব পদার্থ, যার মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ হলো অ্যালুমিনা অক্সাইড বা অ্যালুমিনা। এর উচ্চ গলনাঙ্ক, উচ্চ কাঠিন্য, উচ্চ ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, তাই এটি যন্ত্রপাতি, রাসায়নিক, পেট্রোলিয়াম, ঔষধ এবং অটোমোবাইল শিল্পের মতো ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

এর চমৎকার ডাইইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্যও রয়েছে এবং এটি সাধারণত বৈদ্যুতিক অন্তরক, ক্ষয়-প্রতিরোধী উপাদান, গ্রাইন্ডিং মিডিয়া এবং উচ্চ-তাপমাত্রার উপাদান তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। উচ্চ বিশুদ্ধতায়, কিছু শক্তিশালী অ্যাসিড ছাড়া বেশিরভাগ প্রসেস ফ্লুইডের প্রতি অ্যালুমিনার চমৎকার রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যার ফলে এটি অনেক মেকানিক্যাল সিল অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়। তবে, তাপীয় অভিঘাতের কারণে অ্যালুমিনা সহজেই ভেঙে যেতে পারে, যা এমন কিছু ক্ষেত্রে এর ব্যবহারকে সীমিত করেছে যেখানে এটি একটি সমস্যা হতে পারে।

সিলিকন কার্বাইড

সিলিকা ও কোক গলিয়ে সিলিকন কার্বাইড তৈরি করা হয়। এটি রাসায়নিকভাবে সিরামিকের মতো, কিন্তু এর পিচ্ছিলকারক গুণাবলী আরও ভালো এবং এটি আরও শক্ত, যা এটিকে প্রতিকূল পরিবেশের জন্য একটি ভালো ও টেকসই সমাধান করে তোলে।

একে পুনরায় ঘষে ও পালিশ করা যায়, ফলে একটি সিলকে তার জীবনকালে একাধিকবার সংস্কার করা সম্ভব। এর ভালো রাসায়নিক ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ শক্তি, উচ্চ কাঠিন্য, ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, কম ঘর্ষণ সহগ এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের কারণে এটি সাধারণত যান্ত্রিক কাজে, যেমন মেকানিক্যাল সিল-এ বেশি ব্যবহৃত হয়।

মেকানিক্যাল সিলের পৃষ্ঠতলে ব্যবহৃত হলে, সিলিকন কার্বাইড টারবাইন, কম্প্রেসার এবং সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পের মতো ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতির উন্নত কর্মক্ষমতা, বর্ধিত সিলের আয়ু, কম রক্ষণাবেক্ষণ খরচ এবং কম পরিচালন ব্যয়ের নিশ্চয়তা দেয়। সিলিকন কার্বাইডের বৈশিষ্ট্য বিভিন্ন হতে পারে, যা এর উৎপাদন পদ্ধতির উপর নির্ভর করে। একটি বিক্রিয়া প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সিলিকন কার্বাইডের কণাগুলোকে একে অপরের সাথে সংযুক্ত করে রিঅ্যাকশন বন্ডেড সিলিকন কার্বাইড তৈরি করা হয়।

এই প্রক্রিয়াটি উপাদানটির বেশিরভাগ ভৌত এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্যকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে না, তবে এটি উপাদানটির রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা সীমিত করে। সবচেয়ে সাধারণ যে রাসায়নিকগুলো সমস্যা সৃষ্টি করে সেগুলো হলো কস্টিক (এবং অন্যান্য উচ্চ pH যুক্ত রাসায়নিক) এবং তীব্র অ্যাসিড, এবং তাই এই ধরনের প্রয়োগের ক্ষেত্রে রিঅ্যাকশন-বন্ডেড সিলিকন কার্বাইড ব্যবহার করা উচিত নয়।

সেলফ-সিন্টার্ড সিলিকন কার্বাইড তৈরি করা হয় ২,০০০°C-এর বেশি তাপমাত্রায় একটি নিষ্ক্রিয় পরিবেশে অক্সাইড-বিহীন সিন্টারিং সহায়ক ব্যবহার করে সিলিকন কার্বাইড কণাগুলোকে সরাসরি একসাথে সিন্টার করার মাধ্যমে। দ্বিতীয় কোনো উপাদানের (যেমন সিলিকন) অনুপস্থিতির কারণে, এই সরাসরি সিন্টার করা উপাদানটি সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পে দেখা যেতে পারে এমন প্রায় যেকোনো তরল এবং প্রক্রিয়াজাত অবস্থার বিরুদ্ধে রাসায়নিকভাবে প্রতিরোধী।

টাংস্টেন কার্বাইড

সিলিকন কার্বাইডের মতো টাংস্টেন কার্বাইডও একটি অত্যন্ত বহুমুখী উপাদান, কিন্তু এটি উচ্চ চাপের প্রয়োগের জন্য বেশি উপযুক্ত, কারণ এর স্থিতিস্থাপকতা বেশি হওয়ায় এটি সামান্য বাঁকতে পারে এবং পৃষ্ঠের বিকৃতি রোধ করে। সিলিকন কার্বাইডের মতোই একে পুনরায় ল্যাপ ও পলিশ করা যায়।

টাংস্টেন কার্বাইড বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই সিমেন্টেড কার্বাইড হিসেবে তৈরি করা হয়, ফলে টাংস্টেন কার্বাইডকে নিজের সাথে সংযুক্ত করার কোনো চেষ্টা করা হয় না। টাংস্টেন কার্বাইডের কণাগুলোকে একসাথে বাঁধতে বা সিমেন্টের মতো জোড়া লাগাতে একটি দ্বিতীয় ধাতু যোগ করা হয়, যার ফলে এমন একটি উপাদান তৈরি হয় যার মধ্যে টাংস্টেন কার্বাইড এবং ধাতব বাইন্ডার উভয়ের সম্মিলিত বৈশিষ্ট্য থাকে।

শুধুমাত্র টাংস্টেন কার্বাইডের তুলনায় অধিক দৃঢ়তা এবং অভিঘাত শক্তি প্রদানের মাধ্যমে এটিকে সুবিধাজনকভাবে ব্যবহার করা হয়েছে। সিমেন্টেড টাংস্টেন কার্বাইডের একটি দুর্বলতা হলো এর উচ্চ ঘনত্ব। অতীতে কোবাল্ট-আবদ্ধ টাংস্টেন কার্বাইড ব্যবহৃত হতো, কিন্তু শিল্পের জন্য প্রয়োজনীয় রাসায়নিক সামঞ্জস্যের পরিসরের অভাবে এটি ধীরে ধীরে নিকেল-আবদ্ধ টাংস্টেন কার্বাইড দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে।

নিকেল-আবদ্ধ টাংস্টেন কার্বাইড ব্যাপকভাবে সিল ফেসে ব্যবহৃত হয় যেখানে উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ দৃঢ়তার বৈশিষ্ট্য কাঙ্ক্ষিত, এবং এর ভালো রাসায়নিক সামঞ্জস্যতা রয়েছে যা সাধারণত মুক্ত নিকেল দ্বারা সীমিত।

জিএফপিটিএফই

GFPTFE-এর রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো, এবং এতে যুক্ত গ্লাস সিলিং পৃষ্ঠগুলোর ঘর্ষণ কমিয়ে দেয়। এটি তুলনামূলকভাবে পরিষ্কার পরিবেশে ব্যবহারের জন্য আদর্শ এবং অন্যান্য উপকরণের চেয়ে সস্তা। প্রয়োজন ও পরিবেশের সাথে সিলটিকে আরও ভালোভাবে মেলানোর জন্য এর বিভিন্ন উপ-প্রকারভেদ পাওয়া যায়, যা এর সামগ্রিক কার্যকারিতা উন্নত করে।

বুনা

বুনা (নাইট্রাইল রাবার নামেও পরিচিত) হলো ও-রিং, সিল্যান্ট এবং মোল্ডেড পণ্যের জন্য একটি সাশ্রয়ী ইলাস্টোমার। এটি এর যান্ত্রিক কর্মক্ষমতার জন্য সুপরিচিত এবং তেল-ভিত্তিক, পেট্রোকেমিক্যাল ও রাসায়নিক প্রয়োগে ভালোভাবে কাজ করে। এর অনমনীয়তার কারণে এটি অপরিশোধিত তেল, পানি, বিভিন্ন অ্যালকোহল, সিলিকন গ্রিজ এবং হাইড্রোলিক ফ্লুইডের প্রয়োগেও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

যেহেতু বুনা একটি সিন্থেটিক রাবার কোপলিমার, তাই এটি ধাতুর সাথে সংযোগ এবং ঘর্ষণ-প্রতিরোধী উপাদানের মতো প্রয়োগে ভালোভাবে কাজ করে এবং এর এই রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এটিকে সিল্যান্ট হিসেবেও ব্যবহারের জন্য আদর্শ করে তোলে। অধিকন্তু, এটিকে কম অ্যাসিড এবং মৃদু ক্ষার প্রতিরোধ ক্ষমতা দিয়ে তৈরি করা হয়েছে বলে এটি নিম্ন তাপমাত্রাও সহ্য করতে পারে।

উচ্চ তাপমাত্রা, আবহাওয়া, সূর্যালোক এবং বাষ্প প্রতিরোধের মতো চরম পরিস্থিতিযুক্ত প্রয়োগের ক্ষেত্রে বুনা সীমিত, এবং এটি অ্যাসিড ও পারক্সাইডযুক্ত ক্লিন-ইন-প্লেস (সিআইপি) স্যানিটাইজিং এজেন্টের সাথে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত নয়।

ইপিডিএম

ইপিডিএম হলো একটি কৃত্রিম রাবার যা সাধারণত মোটরগাড়ি, নির্মাণ এবং যান্ত্রিক কাজে সিল ও ও-রিং, টিউবিং এবং ওয়াশারের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি বুনার চেয়ে বেশি দামী, কিন্তু এর দীর্ঘস্থায়ী উচ্চ টান সহনশীলতার কারণে এটি বিভিন্ন ধরনের তাপীয়, আবহাওয়াজনিত এবং যান্ত্রিক প্রতিকূলতা সহ্য করতে পারে। এটি বহুমুখী এবং পানি, ক্লোরিন, ব্লিচ ও অন্যান্য ক্ষারীয় পদার্থের সংস্পর্শে ব্যবহারের জন্য আদর্শ।

এর স্থিতিস্থাপক এবং আঠালো বৈশিষ্ট্যের কারণে, একবার প্রসারিত করলে EPDM তাপমাত্রা নির্বিশেষে তার আসল আকারে ফিরে আসে। পেট্রোলিয়াম তেল, তরল পদার্থ, ক্লোরিনেটেড হাইড্রোকার্বন বা হাইড্রোকার্বন দ্রাবকের প্রয়োগের জন্য EPDM সুপারিশ করা হয় না।

ভিটন

ভিটন হলো একটি দীর্ঘস্থায়ী, উচ্চ কার্যক্ষমতাসম্পন্ন, ফ্লুরিনেটেড হাইড্রোকার্বন রাবার পণ্য যা সাধারণত ও-রিং এবং সিল তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। এটি অন্যান্য রাবার উপকরণের চেয়ে বেশি ব্যয়বহুল, কিন্তু সবচেয়ে কঠিন এবং চাহিদাপূর্ণ সিলিং-এর প্রয়োজনের জন্য এটিই পছন্দের বিকল্প।

ওজোন, জারণ এবং চরম আবহাওয়ার পরিস্থিতি, যার মধ্যে অ্যালিফ্যাটিক ও অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন, হ্যালোজেনেটেড তরল পদার্থ এবং শক্তিশালী অ্যাসিড জাতীয় পদার্থ অন্তর্ভুক্ত, সেগুলোর বিরুদ্ধে প্রতিরোধী হওয়ায় এটি অন্যতম মজবুত ফ্লুরোইলাস্টোমারগুলোর মধ্যে একটি।

কোনো কাজের সফলতার জন্য সিল করার সঠিক উপাদান নির্বাচন করা গুরুত্বপূর্ণ। যদিও অনেক সিল উপাদান দেখতে একই রকম, প্রত্যেকটিই যেকোনো নির্দিষ্ট প্রয়োজন মেটাতে বিভিন্ন উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়।