Уплотнения в насосном оборудовании

Динамические уплотнения являются основной составной частью любых гидравлических машин (насосов, компрессоров) и неправильный подбор уплотнений может стать причиной преждевременного выхода из строя оборудования. Торцевые уплотнения бывают одинарные, двойные и «сухие» газовые, магнитная муфта.

Самые распространенные, одинарные торцевые уплотнения, подразделяются на сальниковые, разгруженные или неразгруженные, картриджные.

Механические одинарные торцевые имеют самое широкое применение в нефтегазовой, химической промышленности, пищевой промышленности и используются в шестеренчатых, винтовых, центробежных насосах. Компании DESMI и MAAG используют многокомпонентные уплотнения, состоящие из 7-15 составных частей. Каждая из частей выполняет свою функцию. В качестве основных уплотнительных материалов пар трения применяются: карбиды вольфрама и кремния, более 15 видов графита, специальные виды керамики, а в качестве профильных эластомеров для колец: PTFE, EPDM, NBR, Silicon, неопрен. Элементы пружин, изготавливаются из специальных высокопрочных сталей. Уплотнения сконструированы таким образом, чтобы выдерживать широкий диапазон рабочих условий.

Так же следует знать,что перед запуском и замене уплотнений необходимо обязательно проверять центровку. Высокий уровень вибрации также является причиной быстрого выхода из строя механических уплотнений, поэтому рекомендуется периодически проводить измерение вибрации, согласно ISO 10816 и сравнивать значение со значениями в специальной таблице.

Наиболее благоприятной является зона А, в которой максимальное среднеквадратичное значение виброскорости не должно превышать 0,70- 1.8мм/сек (для четвертого класса машин). И если вибрация превышает эти значения, то рекомендуется заменить уплотнение, которое не отвечает нормам безопасности.

Картриджные уплотнения выполнены единым блоком и поэтому более удобны в замене, но неремонтнопригодны.

Сальниковые или набивочные уплотнения — самые дешевые из всех типов уплотнений. Применимы до давления 10 бар и имеют недолгий срок службы. В массовом количестве использовались в битумных насосах.

Двойные торцевые уплотнения применяются, когда необходимо полностью исключить утечку жидкости, например в случаях работы оборудования во взрыво-, пожароопасных зонах. Такое уплотнение значительно дороже, чем одинарное, потому что для промывки второго торцевого уплотнения необходимо использовать сложную систему, состоящую из промывочного бачка, соединительных трубок для подачи затворной жидкости к торцевому уплотнению и систему КИП. Двойное уплотнение требует постоянного обслуживания и эксплуатируются на крупных заводах. С каждым годом такие уплотнения применяются все реже.

Наиболее эффективны в промышленности магнитные муфты. О первых разработках мы писали в предыдущих статьях. Конструктивно муфта состоит из двух роторов, вращающихся под действием магнитного поля. Скольжение ее исключено за счет образования магнитных потоков с обеих сторон. Не менее важным компонентом магнитной муфты является стакан-герметик. Он должен быть стоек к воздействию химической среды и поэтому изготавливается из керамики или полимера. Максимальная температура использования данного устройства 400-450°С. Свыше этих температур магнит находящийся в роторе теряет свои магнитные свойства. Данные устройства все чаще применяются в промышленности из- за ужесточения экологических норм и повышения требований к насосному оборудованию.

«Сухие» газовые уплотнения являются самостоятельным видом уплотнений. Их применение в конструировании очень ограниченно из-за применения их только в герметичных насосах, перекачивающих газовые среды. Одна из частей уплотнительной пары имеет канавки, проходя через них газ создаёт газовый слой. Этот слой величиной в несколько микрон образует так называемый газовый затвор, через который дросселирует небольшое количество рабочего газа.

Таким образом, в нынешнее время используется большое количество различных уплотнений в насосном оборудовании, различающиеся, как по своим ценовым, так и по эксплуатационным характеристикам.