Причины отказа механического уплотнения

Thread Content

1. Утечка во время установки и предварительных испытаний. После установки и настройки механического уплотнения обычно проводится статическое тестирование для определения объема утечки. Если объем утечки невелик, как правило, проблема заключается в уплотнительных кольцах подвижного или неподвижного кольца ； При большом объеме утечки это указывает на наличие проблем в зоне трения между подвижным и неподвижным кольцами. После первоначальной оценки объема утечки и определения места утечки проводится ручное вращение деталей для проверки. Если объем утечки не меняется, значит, проблема заключается в уплотнительных кольцах статической и динамической частей ； Если при вращении диска происходит значительное изменение объема утечки, можно сделать вывод о наличии проблем в фрикционной паре подвижного и неподвижного кольца ； Если протекающая среда вытекает вдоль оси, то проблемы чаще всего связаны с уплотнительным кольцом подвижного кольца. Если же среда вытекает во все стороны или просачивается через отверстия для охлаждения, то, как правило, происходит сбой в работе уплотнительного кольца неподвижного кольца. Кроме того, каналы утечки могут существовать одновременно, но обычно между ними есть первостепенные и второстепенные. При тщательном осмотре и знакомстве со структурой всегда можно сделать правильный вывод. 2. Утечки, возникающие во время пробного запуска. После статических испытаний механическая уплотнительная прокладка насоса при его работе с высокой скоростью вращения создает центробежные силы, которые предотвращают утечку рабочей среды. Следовательно, во время пробного запуска утечки механического уплотнения, после исключения неисправностей уплотнений между валами и на крышках, в основном обусловлены повреждением фрикционных пар движущегося и неподвижного кольцевых уплотнителей. Основными причинами сбоя в уплотнении фрикционных пар являются: (1) в процессе эксплуатации из-за таких аномалий, как вакуум, аэроэрозия, чрезмерное давление, возникает значительная осевая сила, которая приводит к разделению контактных поверхностей подвижного и неподвижного кольца ； (2) При установке механической уплотнительной прокладки чрезмерное сжатие приводит к сильному износу и повреждению поверхностей фрикционных пар ； (3) Уплотнительный кольцо вращающегося кольца слишком затянуто, из-за чего пружина не может регулировать осевой ход вращающегося кольца ； (4) Уплотнительное кольцо статического кольца слишком слабое; при осевом смещении динамического кольца статическое кольцо отсоединяется от своего крепления ； (5) В рабочей среде присутствуют частицы, которые во время работы попадают в зону трения; это влияет на герметичность подвижной и неподвижной поверхностей уплотнения ； (6) Ошибка в выборе проектной конфигурации, недостаточное давление на уплотнительную поверхность или высокая степень сжимаемости уплотнительного материала и т. д. Упомянутые явления часто возникают во время пробного запуска; иногда их можно устранить путем соответствующей настройки кронштейнов статического кольца, но в большинстве случаев требуется демонтаж и повторная установка, а также замена уплотнителей. Отказ, вызванный отсутствием смазочного слоя на двух герметичных поверхностях: а) из-за нагрузки, возникающей при герметизации поверхностей, при запуске насоса в условиях отсутствия жидкости в камере герметизации происходит сухое трение ； б) Давление среды ниже давления насыщенного пара, что приводит к испарению жидкостной пленки на поверхностях и потере смазки ； в) Если среда является легковоспламеняющейся, то при образовании наслоений или засорениях в системе охлаждения механического уплотнения, из-за трения на поверхностях и движения вращающихся элементов, которые вызывают нагрев жидкости, повышается насыщенное давление пара среды. Это также приводит к тому, что давление среды становится ниже её насыщенного давления пара. Сбой механического уплотнения из-за коррозии: а) пятнистая коррозия поверхности уплотнения, вплоть до её пробития. б) В связи с сваркой кольца из титановой карбидной стали с основанием из нержавеющей стали в процессе эксплуатации у основания из нержавеющей стали легко возникает межкристаллическая коррозия ； в) Сварные металлические волнообразные трубки, пружины и т. п. под действием напряжений и коррозии среды легко могут разрушаться. Потеря надежности механического уплотнения из-за эффекта высоких температур: а) тепловое разрушение является наиболее распространенным проявлением потери надежности у высокотемпературных насосов, таких как насосы для переработки нефтяных отходов, насосы для обратной переработки нефти, насосы, используемые в нижней части колонн для снижения давления и температуры и т. д. На поверхности уплотнения радиальные трещины могут возникнуть из-за сухого трения, внезапного прекращения подачи охлаждающей воды, попадания примесей на поверхность уплотнения, а также из-за вакуума ； б) Карбонизация графита является одной из основных причин нарушения герметичности при использовании углеродно-графитовых кольцев. При эксплуатации, если температура графитового кольца превышает допустимые значения (как правило, от -105 до 250°C), на его поверхности начинает образовываться смола. В зоне трения смола подвергается карбонизации. При наличии связующего вещества она разбухает и становится мягче, что приводит к увеличению утечек на уплотнительной поверхности и нарушению её функций ； в) Вспомогательные уплотнители (такие как фторопласт, этиленпропиленовый каучук, полный каучук) при превышении допустимой температуры быстро стареют, трескаются, затвердевают и теряют упругость. Гибкий графит, используемый в настоящее время, устойчив к высоким температурам и коррозии, однако имеет низкую упругость. К тому же они ломкие и могут повредиться во время установки. Сбой герметизации из-за износа уплотнительных поверхностей: а) плохая износостойкость материалов, используемых в фрикционных парах, высокий коэффициент трения, чрезмерное давление на поверхностях (включая давление от пружин) — все это сокращает срок службы механического уплотнителя. Для распространённых материалов в порядке устойчивости к износу: карбид кремния — углеродный графит, твердосплав — углеродный графит, керамика — углеродный графит, покрытая керамика — углеродный графит, керамика на основе нитрида кремния — углеродный графит, высокоуглеродистая сталь — углеродный графит, нанесенный твердосплав — углеродный графит. б) В средах, содержащих твердые частицы, попадание этих частиц на поверхность уплотнения является основной причиной его отказа. Твердые частицы, попадая на поверхности фрикционных пар, действуют как абразивы, что приводит к интенсивному износу уплотнения и его отказу. Разумный зазор на герметичных поверхностях, степень балансировки механического уплотнения, а также испарение жидкостного слоя на поверхности уплотнения — все это является основными причинами открытия этих поверхностей и попадания твердых частиц внутрь. в) Степень балансировки механического уплотнения β также влияет на износ уплотнения. В обычных условиях наиболее подходящим уровнем баланса является примерно 75%. β