Zentrifugalpumpen werden grundsätzlich durch Gleitringdichtungen abgedichtet, während Magnetpumpen durch statische Dichtungsmanschetten abgedichtet werden. Es gibt viele Arten von Gleitringdichtungen für Kreiselpumpen, und die Modelle variieren, aber es gibt fünf Hauptleckstellen: die Dichtung zwischen der Hülse und der Welle; die Dichtung zwischen dem dynamischen Ring und der Hülse; die Dichtung zwischen dem dynamischen und dem statischen Ring; die Dichtung zwischen dem statischen Ring und dem statischen Ringsitz; die Dichtung zwischen dem Dichtungsdeckel und dem Pumpengehäuse. Es ist sehr problematisch, wenn die Pumpendichtung versagt und undicht wird. Unabhängig davon, ob es sich um eine Kreiselpumpe oder eine Magnetpumpe handelt, ist das Austreten von Flüssigkeit ein wichtiger Faktor, der Unfälle in der Produktion verursacht. Im Folgenden finden Sie eine Analyse und eine Lösung für das Problem der Leckage, die durch ein Versagen der Dichtung verursacht wird.
1. Leckage während des Testlaufs
Nachdem die Gleitringdichtung der Pumpe statisch getestet wurde, unterdrückt die Zentrifugalkraft, die durch die Hochgeschwindigkeitsrotation während des Betriebs erzeugt wird, die Leckage des Mediums. Daher wird die Leckage der Gleitringdichtung während des Testlaufs im Wesentlichen durch die Beschädigung der dynamischen und statischen Ringreibungspaare verursacht, wenn man das Versagen der Wellen- und Enddeckeldichtungen ausschließt.
Die wichtigsten Faktoren, die zum Versagen der Reibpaarungsdichtung führen, sind:
(1) Während des Betriebs wird durch anormale Phänomene wie Unterdruck und Kavitation eine große axiale Kraft verursacht, die dazu führt, dass sich die Kontaktflächen der dynamischen und statischen Ringe trennen;
(2) Beim Einbau der Gleitringdichtung ist der Kompressionsbetrag zu groß, was zu starkem Verschleiß und Kratzern an der Endfläche der Reibpaarung führt;
(3) Die Dichtung des dynamischen Rings ist zu fest, und die Feder kann das axiale Spiel des dynamischen Rings nicht einstellen;
(4) Die statische Ringdichtung ist zu locker. Wenn der dynamische Ring axial schwimmt, wird der statische Ring vom statischen Ringsitz getrennt;
(5) Im Arbeitsmedium befinden sich körnige Substanzen, die während des Betriebs in die Reibpaarung gelangen. Erkennen Sie die dynamischen und statischen Ringdichtungsendflächen;
(6) Die Konstruktion ist falsch gewählt, der Druck an der Dichtungsfläche ist zu niedrig oder das Dichtungsmaterial hat eine große Kaltschrumpfung. Das oben genannte Phänomen tritt häufig während des Probebetriebs auf. Manchmal kann es durch die richtige Einstellung des statischen Ringsitzes behoben werden, aber die meisten müssen demontiert und ersetzt werden.
2. Leckage bei der statischen Prüfung der Installation
Nach dem Einbau und der Überprüfung der Gleitringdichtung muss in der Regel ein statischer Test durchgeführt werden, um die Leckage zu beobachten. Wenn die Leckage gering ist, handelt es sich meist um ein Problem mit dem dynamischen Ring oder der statischen Ringdichtung; ist die Leckage groß, deutet dies auf ein Problem zwischen den dynamischen und statischen Ringreibungspaaren hin. Auf der Grundlage der vorläufigen Beobachtung der Leckage und der Beurteilung des Leckageortes drehen Sie das Rad von Hand zur Beobachtung. Wenn es keine offensichtliche Veränderung der Leckage gibt, gibt es ein Problem mit den statischen und dynamischen Ringdichtungen; wenn es eine signifikante Veränderung der Leckage während des Drehens gibt, kann festgestellt werden, dass es ein Problem mit den dynamischen und statischen Ringreibungspaaren gibt; wenn das Leckagemedium entlang der axialen Richtung gesprüht wird, gibt es meistens Probleme mit der dynamischen Ringdichtung, und wenn das Leckagemedium rundherum spritzt oder aus der Wasserkühlungsbohrung austritt, ist es meistens die statische Ringdichtung, die versagt. Darüber hinaus können auch Leckagekanäle gleichzeitig vorhanden sein, aber im Allgemeinen wird zwischen primär und sekundär unterschieden. Solange Sie genau beobachten und mit dem Aufbau vertraut sind, können Sie eine korrekte Beurteilung vornehmen.
3. Ausfall durch Verlust des Schmierfilms auf beiden Dichtungsstirnseiten
(1) Aufgrund der Belastung durch die Stirnflächendichtung wird die Pumpe gestartet, wenn sich keine Flüssigkeit in der Dichtungskammer befindet, was zu Trockenreibung führt;
(2) Der Druck des Mediums ist niedriger als der Sättigungsdampfdruck, wodurch der Flüssigkeitsfilm an der Stirnseite blitzt und die Schmierung verloren geht;
(3) Handelt es sich bei dem Medium um ein flüchtiges Produkt, so steigt bei Ablagerungen oder Verstopfungen im Kühlsystem der Gleitringdichtung der Sättigungsdampfdruck des Mediums aufgrund der Reibung an den Stirnseiten und der durch das rotierende Element, das die Flüssigkeit umrührt, erzeugten Wärme an, wodurch der Druck des Mediums ebenfalls unter seinen Sättigungsdampfdruck sinkt.
4. Ausfall der Gleitringdichtung aufgrund von Korrosion
(1) Lochfraß und gleichmäßiges Eindringen in die Dichtfläche.
(2) Aufgrund der Verschweißung des Wolframkarbidrings und des Edelstahlsitzes ist der Edelstahlsitz anfällig für interkristalline Korrosion während des Gebrauchs;
(3) Geschweißte Metallbälge, Federn usw. sind unter der kombinierten Wirkung von Spannung und mittlerer Korrosion bruchgefährdet.
5. Versagen der Dichtung aufgrund von Abnutzung der Dichtungsstirnfläche
(1) Der Auswuchtgrad β der Gleitringdichtung wirkt sich auch auf den Verschleiß der Dichtung aus. Im Allgemeinen ist der Ausgleichsgrad β=75% angemessen. Wenn β<75% ist, verringert sich zwar der Verschleiß, aber die Leckage nimmt zu und die Möglichkeit, dass sich die Dichtungsoberfläche öffnet, steigt. Bei hoch belasteten (hoher PV-Wert) Gleitringdichtungen beträgt β wegen der großen Reibungswärme der Stirnfläche im Allgemeinen 65% bis 70%. Bei niedrig siedenden Kohlenwasserstoffmedien, da die Temperatur empfindlicher auf die Vergasung des Mediums reagiert, um den Einfluss der Reibungswärme zu verringern, beträgt β vorzugsweise 80% bis 85%.
(2) Die geringe Verschleißfestigkeit, der hohe Reibungskoeffizient und die übermäßige Flächenpressung (einschließlich Federdruck) der Reibpaarung verkürzen die Lebensdauer der Gleitringdichtung. Bei den üblicherweise verwendeten Materialien lautet die Reihenfolge der Verschleißfestigkeit: Siliziumkarbid-Kohlenstoff-Graphit, Sinterkarbid-Kohlenstoff-Graphit, Keramik-Kohlenstoff-Graphit, gespritzter Keramik-Kohlenstoff-Graphit, Siliziumnitrid-Keramik-Kohlenstoff-Graphit, Hochgeschwindigkeitsstahl-Kohlenstoff-Graphit und plattierter Sinterkarbid-Kohlenstoff-Graphit.
(3) Bei Medien, die Feststoffpartikel enthalten, ist das Eindringen von Feststoffpartikeln in die Dichtungsoberfläche die Hauptursache für das Versagen der Dichtung. Feststoffpartikel, die in die Stirnfläche der Reibpaarung eindringen, wirken wie Schleifmittel und führen zu starkem Verschleiß und Versagen der Dichtung. Ein angemessener Spalt zwischen der Dichtungsfläche, die Auswuchtung der Gleitringdichtung und das Aufblitzen des Flüssigkeitsfilms auf der Dichtungsstirnfläche sind die Hauptgründe für das Öffnen der Stirnfläche und das Eindringen von Feststoffpartikeln.
6. Leckage der Gleitringdichtung aufgrund von Fehlern bei der Installation, dem Betrieb oder dem Gerät selbst
(1) Leckage der Gleitringdichtung, verursacht durch schlechte Installation. Sie äußert sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten:
1) Die Kontaktfläche der dynamischen und statischen Ringe ist uneben, und sie werden bei der Installation gequetscht oder beschädigt;
2) Die dynamischen und statischen Dichtungsringe haben die falsche Größe, sind beschädigt oder nicht fest verpresst;
3) Es befinden sich Fremdkörper auf der Oberfläche der dynamischen und statischen Ringe;
4) Die V-förmigen Dichtungen der dynamischen und statischen Ringe werden in entgegengesetzter Richtung eingebaut, oder die Kanten werden beim Einbau vertauscht;
5) Es gibt eine Leckage an der Muffe, die Dichtung ist nicht installiert oder die Presskraft ist nicht ausreichend;
6) Die Federkraft ist ungleichmäßig, die einzelne Feder steht nicht senkrecht, und die Längen der verschiedenen Federn sind unterschiedlich;
7) Die Stirnfläche des Dichtungsraumes steht nicht senkrecht genug zur Welle;
8) Am aktiven Teil der Dichtung an der Hülse gibt es Korrosionsstellen.
(2) Die Hauptgründe für eine Leckage der Gleitringdichtung während des Betriebs der Anlage sind:
1) Die axiale Bewegung des Pumpenlaufrads übersteigt die Norm, die Welle vibriert periodisch, der Prozessbetrieb ist instabil, und der Druck in der Dichtungskammer ändert sich häufig, was zu periodischen Leckagen der Dichtung führt;
2) Die Reibpaarung ist beschädigt oder verformt und kann nicht einlaufen, was zu Leckagen führt;
3) Unsachgemäße Auswahl der Dichtungsringwerkstoffe, Aufquellen und Verlust der Elastizität;
4) Die große Feder liegt nicht in der richtigen Richtung;
5) Die Vibration des Geräts ist während des Betriebs zu stark;
6) Es bildet sich Zunder zwischen den dynamischen und statischen Ringen und der Wellenschutzhülse, wodurch die Feder ihre Elastizität verliert und den Verschleiß der Dichtungsfläche nicht mehr ausgleichen kann;
7) Der Dichtungsring ist gerissen, etc.
(3) Die Pumpe ist undicht, wenn sie nach einer gewissen Zeit des Stillstands wieder in Betrieb genommen wird. Dies ist hauptsächlich auf die Verfestigung und Kristallisierung des Mediums in der Nähe der Reibpaarung, das Vorhandensein von Zunder auf der Reibpaarung und die Korrosion und Blockierung der Feder zurückzuführen, was zu einem Verlust der Elastizität führt.
7. Ausfall der Gleitringdichtung aufgrund hoher Temperaturen
1. Thermische Rissbildung ist ein häufiges Ausfallphänomen von Hochtemperatur-Ölpumpen, wie z. B. Ölrückstandspumpen, Recycling-Ölpumpen und atmosphärische und Vakuumturmbodenpumpen. Durch trockene Reibung, plötzliche Unterbrechung des Kühlwassers, Verunreinigungen, die in die Dichtungsfläche eindringen, und Vakuumbildung entstehen radiale Risse an der Ringoberfläche.
2. Graphitverkohlung ist einer der Hauptgründe für Dichtungsversagen bei der Verwendung von Kohlenstoff-Graphit-Ringen. Wenn der Graphitring während des Gebrauchs die zulässige Temperatur überschreitet (in der Regel -105 ~ 250 ° C), setzt sich Harz auf seiner Oberfläche ab, und das Harz in der Nähe der Reibungsfläche wird verkohlt. Wenn ein Bindemittel vorhanden ist, schäumt es auf und wird weich, was die Leckage der Dichtungsfläche erhöht und zu einem Versagen der Dichtung führt;
3. Hilfsdichtungen (wie Fluorkautschuk, EPDM und Vollgummi) altern, reißen, verhärten und verlieren schnell an Elastizität, wenn die zulässige Temperatur überschritten wird. Der derzeit verwendete flexible Graphit hat eine gute Hochtemperatur- und Korrosionsbeständigkeit, aber seine Elastizität ist schlecht. Außerdem ist er leicht rissig und kann bei der Installation leicht beschädigt werden.