Thread Content
1. Виды мест утечек. Существует множество видов механических уплотнителей для насосов; их модели различаются. Однако места утечек в основном бывают пять: (1) уплотнение между валовой втулкой и валом； (2) Герметизация между вращающимся кольцом и втулкой ； (3) Герметизация между подвижным и неподвижным кольцами ； (4) Герметизация между статическим кольцом и его креплением ； (5) Герметизация между герметичным крышкой и корпусом насоса. 2 Анализ и определение причин утечки. Утечка при статическом тестировании при монтаже. После установки и настройки механического уплотнителя обычно проводится статическое тестирование для определения количества утечек. Если объем утечки невелик, проблема, как правило, 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 количества утечек, можно сделать вывод о наличии проблем в фрикционной паре подвижного и неподвижного кольца ； Если протекающая среда вытекает вдоль оси, как правило, проблемы связаны с уплотнительным кольцом подвижного кольца. Если же среда вытекает во все стороны или просачивается через отверстия для охлаждения, то, как правило, причина заключается в неисправности уплотнительного кольца неподвижного кольца. Кроме того, каналы утечки могут существовать одновременно, но обычно между ними есть первостепенные и второстепенные. При тщательном осмотре и знании конструкции всегда можно сделать правильный вывод. Утечки, возникшие во время пробного запуска. После статических испытаний механическая уплотнительная прокладка насоса при его работе сопротивляется утечке жидкости за счет центробежных сил, возникающих при высоких скоростах вращения. Следовательно, во время пробного запуска утечки через механическую уплотнительную систему, после исключения возможности неисправности уплотнений между валами и на крышках, обусловлены в основном 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 поверхностей контакта подвижного и неподвижного кольца ； (2) Чрезмерное сжатие при установке механической герметизации 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) Уплотнительный 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 уплотнений ； (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 пробных запусков; иногда их можно устранить путем соответствующей настройки кронштейнов статического кольца, но в большинстве случаев требуется демонтаж и повторная установка деталей с заменой уплотнителей. Сбой, возникающий из-за отсутствия 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. Потеря эффективности механического уплотнения из-за коррозии а) пятнистая коррозия поверхности уплотнения, вплоть до её пробития. б) В результате сварки кольца из титановой карбида с основанием из нержавеющей стали при 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. Отказ механического уплотнения из-за эффекта высоких температур а) Тепловое разрушение является наиболее распространенным проявлением отказа 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 образуется 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 снижению её эффективности ； в) Вспомогательные уплотнители (такие как фторопластичный каучук, этиленпропиленовый каучук, полностью каучуковые материалы) при превышении допустимой температуры быстро стареют, трескаются, затвердевают и теряют свои уплотняющие свойства. Гибкий графит, используемый в настоящее время, устойчив к высоким температурам и коррозии, однако имеет низкую упругость. К тому же они ломкие и могут повредиться при установке. Сбой в работе уплотнения из-за износа уплотняющей поверхности: а) плохая износостойкость материалов, используемых в фрикционных парах, высокий коэффициент трения, чрезмерное давление на поверхности (включая давление от пружин) – все это сокращает срок службы механического уплотнения. Для наиболее часто используемых материалов порядок их классификации по степени износостойкости следующий: карбид кремния — углеродный графит, твердосплав — углеродный графит, керамика — углеродный графит, покрытая керамика — углеродный графит, керамика на основе нитрида кремния — углеродный графит, высокоскоростная сталь — углеродный графит, твердосплав, нанесенный методом напыления — 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 уплотнителя β также влияет на износ уплотнения. В обычных условиях наиболее подходящим уровнем баланса является примерно 75%. β<75%: хотя уровень износа снижается, увеличивается утечка, а вероятность разрушения уплотнительной поверхности растет. Для механических уплотнителей, работающих при высокой нагрузке (высоком значении PV), из-за большого тепла трения на поверхностях, целесообразно использовать значение β в диапазоне 65%–70%. Что касается сред с низкой температурой кипения, таких как углеводороды, то из-за чувствительности этих сред к изменениям температуры, ведущим к их испарению, для снижения влияния тепла трения целесообразно использовать значение β в диапазоне 80%–85%. Утечка у механического уплотнителя вызвана ошибками при установке, эксплуатации или самим оборудованием. Утечка у механического уплотнителя происходит из-за неправильной установки. Основные проявления заключаются в следующем: 1) Неровная поверхность контакта между подвижным и неподвижным кольцами; повреждения, возникающие в результате ударов во время монтажа ； 2) Размеры уплотнительных кольцев движущегося и неподвижного кольца неверны, они повреждены или не зажаты должным образом ； 3) На поверхностях подвижного и неподвижного кольцевых узлов имеются посторонние вещества ； 4) Направление V-образных уплотнительных кольцев во вращающемся и неподвижном кольцах ошибочное, или при монтаже края расположены неправильно ； 5) Утечка в месте крепления валовой втулки: уплотнительная прокладка отсутствует или сила зажима недостаточна ； 6) Неравномерная сила пружины, одна пружина не расположена вертикально, длины множества пружин различаются ； 7) Недостаточная перпендикулярность между поверхностью герметичной камеры и осью ； 8) На участке подвижности уплотнительной прокладки на валовой втулке имеются места коррозии. При работе оборудования причинами утечек в механическом уплотнителе являются: 1) превышение допустимого значения осевого смещения лопастей насоса, периодические колебания вала, нестабильность процесса эксплуатации, а также постоянные изменения давления в камере уплотнения. Все это может привести к периодическим утечкам ； 2) Повреждение или деформация фрикционных пар, что препятствует их сглаживанию и вызывает утечки ； 3) Неправильный выбор материала уплотнительного кольца: разбухание и потеря упругости ； 4) Рулевая пружина не на месте ； 5) При работе оборудования вибрация слишком сильная ； 6) Образование известняковых отложений между подвижным и неподвижным кольцами, а также между ними и втулкой приводит к потере упругости пружин, что делает невозможным компенсацию износа уплотнительных поверхностей ； 7) На уплотнительном кольце появляются трещины и т. п. При повторном запуске насоса после периода простоя происходит утечка, что в основном обусловлено затвердеванием и кристаллизацией среды в окрестностях фрикционных пар, наличием известкового налета на фрикционных поверхностях, коррозией пружин и их потерей упругости из-за засорения. Деформация вала насоса слишком велика.