Una tenuta a gas, spesso indicata come tenuta a gas a secco, viene utilizzata per chiudere gli alberi dei compressori centrifughi. Il suo principale vantaggio è che non richiede olio lubrificante per funzionare e quindi è meno probabile che contamini il processo di tenuta. Le guarnizioni a gas secco vengono utilizzate in ambienti industriali difficili in cui i lavoratori sono esposti a molti prodotti chimici, come nei processi petrolchimici, nell’estrazione e nella raffinazione, nelle trivellazioni petrolifere e nella trasmissione del gas. Il guasto della tenuta del gas può verificarsi a causa di una serie di motivi tra cui l’allagamento del compressore, il disallineamento dell’albero o la contaminazione da particelle.
Il design della tenuta del gas è fondamentale per la sua funzione. È stato creato per trattenere odori nocivi, sostanze chimiche e gas all’interno dei compressori centrifughi, trasportando tubi che trasmettono i gas da un sito di lavorazione all’altro. Le scanalature a spirale all’esterno della guarnizione facilitano il sollevamento e la manipolazione durante l’uso industriale. La parte scanalata della guarnizione conduce il gas verso la parte non scanalata della guarnizione. Questa azione intrappola il gas tra le due parti, aumentando la pressione interna.
Tale pressione lascia un piccolo spazio tra le due facce della guarnizione, quella scanalata e quella non scanalata, migliorando la resistenza del film fluido. La resistenza consente la massima protezione contro eventuali contaminanti che toccano le facce della tenuta del gas. La resistenza del film fluido può essere regolata in base al progetto industriale o alla natura del sistema di compressione.
Le guarnizioni a gas secco hanno una storia interessante e variegata. John Crane Inc., un’azienda britannica di produzione e manutenzione di turbomacchine, è stata la prima a registrare il brevetto di tenuta a gas secco nel 1968. L’azienda ha brevettato il suddetto modello di scanalatura a spirale, che è diventato molto popolare nelle applicazioni petrolifere e petrolchimiche. Prima che l’azienda introducesse il nuovo modello, l’industria si affidava alle guarnizioni lubrificate per chiudere e mantenere i compressori centrifughi. La lubrificazione era disordinata, rendeva le guarnizioni più difficili da gestire e talvolta portava alla contaminazione del contenuto del compressore.
Nonostante i suoi svantaggi, la lubrificazione è necessaria per ridurre l’attrito tra le facce di tenuta del gas. L’innovazione di John Crane Inc. consisteva nell’uso di un film di gas secco, che riduceva l’attrito senza la necessità di lubrificazione a liquido. Esistono altri due tipi di lubrificazione utilizzati in queste operazioni: film liquido completo, che trasporta vari tipi di oli e deve essere utilizzato in operazioni di lavorazione leggere, e film liquido e gassoso parziale, che utilizza una parte di liquido e una parte di gas per mantenere l’integrità del sigillo.