Важность уплотнения химических насосов

Thread Content

Важность уплотнения химических насосов. Схемы технического обслуживания механических уплотнителей в особых условиях эксплуатации. В химических производствах механические уплотнители механического оборудования составляют примерно 80–85% от общего числа уплотнителей. Среди неисправностей химических насосов неисправности механических уплотнителей составляют примерно половину от общего объема работ по ремонту. Видно, какое место занимают механические уплотнения при ремонте химических насосов. Поскольку среда, перекачиваемая химическими насосами, крайне разнообразна, а технологические условия отличаются друг от друга, знание этих факторов имеет важное значение для выбора уплотнительных элементов и их обслуживания. Ниже описаны особенности работы механических уплотнителей и меры предосторожности в некоторых специальных условиях эксплуатации. I. Механические уплотнения в коррозионной среде: некоторые механические уплотнения находятся в коррозионной среде. В таких случаях необходимо учитывать не только стойкость каждой отдельной детали уплотнения к коррозии, но и предотвращать возникновение электрических явлений при их соединении вместе. При использовании механических уплотнителей в агрессивной среде необходимо обращать внимание на применение материалов, устойчивых к коррозии. Кроме того, можно использовать механический уплотнитель внешнего типа. Для веществ с высокой коррозионной активностью, способных вызвать несчастные случаи, можно использовать двустороннюю уплотнительную систему и применять изоляционную жидкость в качестве защиты. II. Механические уплотнения при высоком давлении: механические уплотнения, работающие при давлении свыше 4–5 МПа, относятся к категории уплотнений для высокого давления. При высоком давлении из-за чрезмерного значения давления на герметичных поверхностях происходит их нагрев, что приводит к нарушению формирования жидкостной пленки и вызывает чрезмерное износ. Высокое давление также может привести к деформации и разрушению фрикционных пар. Для высоконапорных уплотнений обычно используется сбалансированная конструкция, чтобы давление на поверхности было в подходящем диапазоне. Однако с учетом надежности герметизации коэффициент балансировки не может расти без ограничений, поэтому в некоторых случаях, даже при использовании структуры с балансировкой, напряжение на поверхности может оставаться высоким. Одной лишь сбалансированной конструкции трудно удовлетворить требования к эксплуатации; в таких случаях можно использовать многоплоскостные механические уплотнения или управляемые мембранные механические уплотнения. III. Механические уплотнения при высоких скоростях: Когда скорость вращения превышает 3000 об/мин или линейная скорость трения превышает 25 м/с, это обычно считается условием работы уплотнения при высоких скоростях. При высоких скоростях из-за большой линейной скорости трения на поверхности происходит значительное накопление тепла. В таких условиях сложно сформировать жидкостную пленку на поверхности, что приводит к усилению износа. Высокая скорость также может вызывать вибрацию вращающегося кольца и оказывать сильное центробежное действие, что препятствует формированию и поддержанию жидкостной пленки между поверхностями. Поэтому при высоких скоростях, чтобы уменьшить влияние центробежных сил и вибраций, следует максимально сократить количество вращающихся элементов и использовать конструкцию с пружинным фиксатором. Также можно усилить охлаждение и смазку поверхностей трения. Кроме того, можно использовать материалы для фрикционных пар с высокими показателями, чтобы уменьшить ширину контакта поверхностей, или применять механические уплотнители с контролируемой пленкой. В последние годы механические уплотнения типа дифференциального кольца также находят применение в высокоскоростном оборудовании. Благодаря добавлению дифференциального кольца между первоначальными кольцами движения и неподвижности удается снизить линейную скорость трения вдвое, что приводит к хорошим результатам. IV. Механические уплотнения в среде с твердыми частицами: некоторые механические уплотнения могут работать в среде, содержащей твердые частицы. Когда эти частицы попадают на поверхности, соприкасающиеся при трении, это приводит к интенсивному износу, в результате чего уплотнительные поверхности быстро выходят из строя. Кроме того, твердые частицы могут помешать уплотнительной прокладке подвижного кольца двигаться в осевом направлении, в результате чего подвижное кольцо не сможет свободно перемещаться и потеряет способность к компенсации, что приведет к отказу уплотнения. Довольно эффективным решением является установка устройства для внешней промывки. Поскольку давление жидкости, используемой для промывки взрывозащищенной камеры, выше давления среды внутри нее, это позволяет эффективно предотвратить попадание частиц этой среды внутрь камеры. Кроме того, можно использовать механическую уплотнительную прокладку с двумя краями, в пространство между которыми вводится уплотнительная жидкость. Также можно использовать механическую уплотнительную прокладку внешнего типа. V. Механические уплотнения при высоких температурах: В общем случае, если температура среды превышает 120°C, такое уплотнение считается уплотнением для высоких температур. В настоящее время основные проблемы механических уплотнителей заключаются в следующем: 1. Из-за повышения температуры на поверхностях фрикционных пар возникает газификация жидкостного слоя между уплотняющими поверхностями; в результате этого коэффициент трения увеличивается, ускоряется износ, повышается температура. Это приводит к тепловой деформации или разрушению уплотнительного кольца, что делает его непригодным для использования. 2. Материалом вспомогательных уплотнительных кольц в механических уплотнениях обычно является резина или политетрафторэтилен; однако под действием высоких температур они легко стареют и разрушаются, что приводит к сбою в работе уплотнения. 3. При высоких температурах у эластичных элементов механического уплотнителя легко возникает усталость и крепление, что приводит к его отказу. 4. Высокая температура усиливает коррозию металлических материалов и сокращает срок службы уплотнителей. Для обеспечения нормальной работы механического уплотнителя в условиях высоких температур можно принять следующие меры: 1. Установить на уплотнитель устройство для охлаждения и промывки. 2. Выбирайте материалы, устойчивые к высоким температурам; в зависимости от условий эксплуатации необходимо использовать соответствующие материалы. Максимальная температура для нитрильного каучука составляет 80°C, для силиконового и фторопластового каучуков — 200°C, а для политетрафторэтилена — 250°C. Кроме того, в механических уплотнителях неметаллические фрикционные пары часто изготавливаются из графита, пропитанного определенными веществами; поэтому для работы при разных температурах необходимо использовать графит различных видов. Обычный графит, покрытый бронзовой сплавом, пригоден для использования при температурах ниже 150°C; графит, покрытый смолой, может использоваться при температурах от 170 до 200°C. Графит, покрытый медью, алюминием или свинцом, может применяться при рабочих температурах ниже 400°C. Для составляющих подвижного кольца следует использовать материалы с максимально близкими коэффициентами теплового расширения, чтобы предотвратить ослабление соединения между подвижным кольцом и его креплением при высоких температурах. 3. Выбрать механическую уплотнительную прокладку с металлической волнистой трубкой. Уплотнители из металлических волновых трубок в последние годы широко используются для уплотнения при высоких температурах и показывают отличные результаты. В таких уплотнителях металлический волнообразный трубчатый элемент заменяет пружину, используемую в обычных уплотнителях. Это позволяет избавиться от дополнительного уплотнительного кольца, а также от необходимости преодолевать трение и износ, возникающие при движении вращающегося кольца относительно оси вращения. Поэтому при использовании в высоких температурах такие уплотнители обычно обеспечивают хорошие результаты. VI. Механические уплотнения при низких температурах: В химических установках химических заводов среды, переносимые при низких температурах, обычно отличаются низкой вязкостью, плохими смазывающими свойствами и склонностью к испарению. При испарении этих сред происходит значительное поглощение тепла, что приводит к резкому падению температуры в окружающей среде. Это вызывает конденсацию водяного пара в воздухе, в результате чего на поверхности уплотнителей и в их окрестностях образуется лед. Это препятствует надежному соприкосновению поверхностей уплотнителей, что приводит к утечкам. В то же время из-за плохих смазывающих свойств при трении между поверхностями образуется много тепла. Если это тепло не удаётся своевременно уводить, это неизбежно приводит к усилению процесса газификации на поверхностях, что создаёт замкнутый круг и ускоряет преждевременное износ сальниковых поверхностей. Кроме того, вспомогательные уплотнительные кольца с низкотемпературным уплотнением могут затвердевать и терять эластичность при низких температурах, что также приводит к утечкам. При герметизации при низких температурах, помимо выбора подходящего материала вспомогательных уплотнительных кольцев, необходимо учитывать следующие моменты: 1. Усовершенствование конструкции уплотнения и правильный выбор материалов для фрикционных пар. Практика показала, что на поверхности статического кольца наличие дуговых углублений позволяет создать гидродинамическую герметизацию, повышает нагрузочную способность слоя жидкости, улучшает условия смазки на торцевых поверхностях и эффективно увеличивает срок службы уплотнения. Что касается сопоставления поверхностей, то сочетание титана царского и графита M106K (то есть материалы подвижного и неподвижного кольцев) как правило превосходит другие материалы благодаря хорошим свойствам смазки, низкому коэффициенту трения и удовлетворительной теплопроводности. 2. Выберите подходящее давление на поверхность сечения. У уплотнений при низких температурах из-за плохой смазываемости поверхностей возникает риск газификации и замерзания; поэтому, при условии обеспечения надежности уплотнения, давление на поверхности можно снизить. Рекомендуемое значение давления для механических уплотнителей обычно составляет 0,29–0,59 МПа; для уплотнителей, предназначенных для работы при низких температурах, можно использовать минимальное значение. Для механических уплотнителей с металлическими волнистыми трубками, поскольку у подвижного кольца нет осевого трения, давление на поверхностях контакта может быть даже ниже минимального значения. 3. Принимаются соответствующие технологические меры. При этом необходимо максимально снизить содержание влаги в среде ； Поддерживайте относительную стабильность давления в герметичной камере, по возможности оснастите устройствами для промывки и охлаждения, а перед запуском оборудования проводите соответствующее предварительное нагревание узла уплотнения.