Центробежните помпи се уплътняват основно с механични уплътнения, докато магнитните помпи се уплътняват със статични уплътнителни изолационни втулки. Съществуват много видове механични уплътнения за центробежни помпи, като моделите варират, но има пет основни точки на течове: уплътнението между втулката и вала; уплътнението между динамичния пръстен и втулката; уплътнението между динамичния и статичния пръстен; уплътнението между статичния пръстен и седлото на статичния пръстен; уплътнението между уплътнителния капак и корпуса на помпата. Уплътнението на помпата може да се повреди и да протече много неприятно. Независимо дали става въпрос за центробежна или магнитна помпа, изтичането на течност е важен фактор, който причинява аварии в производството. По-долу е представен анализ и решение на проблема с теча, причинен от повреда на уплътнението.
1. Изтичане по време на изпитването
След като механичното уплътнение на помпата е било статично тествано, центробежната сила, генерирана от високоскоростното въртене по време на работа, ще потисне изтичането на средата. Следователно, след като се изключи повредата на уплътненията на вала и на крайния капак, течът на механичното уплътнение по време на изпитването се дължи основно на повредата на двойките динамично и статично триене на пръстена.
Основните фактори, които причиняват повреда на уплътнението на фрикционната двойка, са:
(1) По време на работа, поради необичайни явления, като вакуумиране и кавитация, се предизвиква голяма аксиална сила, която води до разделяне на контактната повърхност на динамичния и статичния пръстен;
(2) При инсталирането на механичното уплътнение степента на компресия е твърде голяма, което води до сериозно износване и драскотини по крайната повърхност на фрикционната двойка;
(3) Уплътнението на динамичния пръстен е твърде плътно и пружината не може да регулира аксиалното плаващо количество на динамичния пръстен;
(4) Уплътнението на статичния пръстен е твърде хлабаво. Когато динамичният пръстен плава аксиално, статичният пръстен се отделя от седлото на статичния пръстен;
(5) В работната среда има гранулирани вещества, които влизат в двойката на триене по време на работа. Открийте крайните повърхности на динамичното и статичното пръстеновидно уплътнение;
(6) Изборът на конструкцията е неправилен, налягането в края на уплътнението е твърде ниско или уплътнителният материал има голямо свиване при студено време. Горното явление често се среща по време на пробната експлоатация. Понякога то може да бъде отстранено чрез правилно регулиране на седлото на статичния пръстен, но повечето от тях трябва да бъдат демонтирани и заменени.
2. Течове по време на статичното изпитване на инсталацията
След като механичното уплътнение е монтирано и отработено, обикновено е необходимо да се проведе статично изпитване, за да се наблюдава изтичането. Ако течът е малък, това най-вече е проблем с динамичния пръстен или статичното пръстеновидно уплътнение; ако течът е голям, това показва, че има проблем между двойките на триене на динамичния и статичния пръстен. Въз основа на предварителното наблюдение на теча и преценката за мястото на теча завъртете ръчно колелото, за да наблюдавате. Ако няма очевидна промяна в теча, има проблем със статичните и динамичните пръстеновидни уплътнения; ако има значителна промяна в теча по време на въртене, може да се определи, че има проблем с динамичните и статичните пръстеновидни фрикционни двойки; ако течът се разпръсква по аксиалната посока, има проблеми предимно с динамичното пръстеновидно уплътнение, а ако течът се разпръсква наоколо или изтича от отвора за водно охлаждане, най-често се поврежда статичното пръстеновидно уплътнение. Освен това каналите за течове могат да съществуват едновременно, но обикновено се различават първичен и вторичен. Стига да наблюдавате внимателно и да сте запознати със структурата, ще можете да направите правилна преценка.
3. Повреда, причинена от загуба на смазочен филм върху двете уплътняващи страни
(1) Поради наличието на натоварване на челното уплътнение помпата се стартира, когато в уплътнителната камера няма течност, което води до сухо триене;
(2) Средството е по-ниско от налягането на наситените пари, което води до проблясване на течния филм на крайната повърхност и загуба на смазване;
(3) Ако средата е летлив продукт, когато в охладителната система на механичното уплътнение се образува котлен камък или запушване, налягането на наситените пари на средата се повишава поради триенето на челните повърхности и топлината, генерирана от въртящия се елемент, който разбърква течността, което също води до това, че налягането на средата е по-ниско от налягането на наситените й пари.
4. Повреда на механичното уплътнение, причинена от корозия
(1) Избиване и равномерно проникване в уплътнителната повърхност.
(2) Поради заваряването на пръстена от волфрамов карбид и седалката от неръждаема стомана, седалката от неръждаема стомана е склонна към междукристална корозия по време на употреба;
(3) Заварените метални силфони, пружини и др. са податливи на разкъсване под комбинираното действие на напрежението и средната корозия.
5. Повреда на уплътнението поради износване на челото на уплътнението
(1) Степента на балансиране β на механичното уплътнение също влияе върху износването на уплътнението. Като цяло степента на баланс β=75% е подходяща. Когато β<75%, въпреки че износването намалява, течовете се увеличават и възможността за отваряне на повърхността на уплътнението нараства. За механични уплътнения с високо натоварване (висока стойност на PV), поради голямата топлина на триене на крайната повърхност, β обикновено е 65% до 70%. За нискокипящи въглеводородни среди, тъй като температурата е по-чувствителна към газификацията на средата, за да се намали влиянието на топлината на триене, β е за предпочитане от 80% до 85%.
(2) Слабата устойчивост на износване, големият коефициент на триене и прекомерният натиск върху крайната повърхност (включително натиска на пружината) на двойката триещи се елементи ще съкратят експлоатационния живот на механичното уплътнение. За често използваните материали редът на износоустойчивост е следният: силициев карбид-въглероден графит, циментиран карбид-въглероден графит, керамика-въглероден графит, пръскана керамика-въглероден графит, керамика-въглероден графит от силициев нитрид, високоскоростна стомана-въглероден графит и облицовка от циментиран карбид-въглероден графит.
(3) При среди, съдържащи твърди частици, навлизането на твърди частици в уплътнителната повърхност е основната причина за повреда на уплътнението. Твърдите частици, попадащи в крайната повърхност на триещата се двойка, действат като абразиви, причинявайки силно износване и повреда на уплътнението. Разумното разстояние между уплътнителната повърхност, балансът на механичното уплътнение и проблясването на течния филм върху крайната повърхност на уплътнението са основните причини за отварянето на крайната повърхност и навлизането на твърди частици.
6. Теч от механично уплътнение, причинен от грешки при монтажа, експлоатацията или самото оборудване
(1) Теч от механично уплътнение, причинен от лош монтаж. То се проявява главно в следните аспекти:
1) Контактната повърхност на динамичните и статичните пръстени е неравномерна и те са натъртени или повредени по време на монтажа;
2) Динамичните и статичните пръстеновидни уплътнения са с неправилен размер, повредени са или не са плътно притиснати;
3) По повърхността на динамичните и статичните пръстени има чужди тела;
4) V-образните уплътнения на динамичните и статичните пръстени се монтират в противоположна посока или краищата им се обръщат по време на монтажа;
5) Има теч при втулката, уплътнението не е монтирано или силата на притискане е недостатъчна;
6) Силата на пружината е неравномерна, единичната пружина не е вертикална, а дължините на множеството пружини са различни;
7) Крайната повърхност на уплътнителната кухина не е достатъчно вертикална спрямо вала;
8) В активната част на уплътнението върху втулката има точки на корозия.
(2) Основните причини за изтичане на механичното уплътнение по време на работа на оборудването са:
1) Аксиалното движение на работното колело на помпата надхвърля стандарта, валът вибрира периодично, работата на процеса е нестабилна, а налягането в уплътнителната камера се променя често, което ще доведе до периодично изтичане на уплътнението;
2) Фрикционната двойка е повредена или деформирана и не може да се движи, което води до течове;
3) Неправилен избор на материали за уплътнителни пръстени, набъбване и загуба на еластичност;
4) Голямата пружина не е в правилната посока;
5) Вибрацията на оборудването е твърде голяма по време на работа;
6) Между динамичните и статичните пръстени и втулката на вала се образува нагар, поради което пружината губи еластичността си и не може да компенсира износването на уплътнителната повърхност;
7) Уплътнителният пръстен е напукан и т.н.
(3) Помпата изтича, когато се стартира отново след спиране за определен период от време. Това се дължи главно на втвърдяването и кристализацията на средата в близост до триещата се двойка, наличието на котлен камък върху триещата се двойка, както и на корозията и блокирането на пружината, което води до загуба на еластичност.
7. Повреда на механичното уплътнение поради въздействието на високата температура
1. Термичното напукване е често срещано явление при повреда на високотемпературни маслени помпи, като например помпи за остатъчни масла, помпи за рециклиране на масла и помпи за дъното на атмосферни и вакуумни кули. Радиалните пукнатини ще се появят на повърхността на пръстена поради сухо триене, внезапно прекъсване на охлаждащата вода, навлизане на примеси в уплътнителната повърхност и вакуумиране.
2. Карбонизацията на графита е една от основните причини за повреда на уплътнението при използване на въглеродно-графитни пръстени. По време на употреба, ако графитният пръстен превиши допустимата температура (обикновено -105 ~ 250 °C), по повърхността му ще се утаи смола, а смолата в близост до повърхността на триене ще се карбонизира. Когато има свързващо вещество, то ще се разпени и омекоти, увеличавайки течовете от уплътнителната повърхност и причинявайки повреда на уплътнението;
3. Спомагателните уплътнения (като флуорокаучук, EPDM и цял каучук) стареят, напукват се, втвърдяват се и губят еластичността си бързо след превишаване на допустимата температура. Използваният в момента гъвкав графит има добра устойчивост на високи температури и устойчивост на корозия, но еластичността му е слаба. Освен това той лесно се напуква и лесно се поврежда по време на монтажа.