În principiu, pompele centrifuge sunt etanșate prin garnituri mecanice, în timp ce pompele magnetice sunt etanșate prin manșoane de izolare cu garnitură statică. Există multe tipuri de garnituri mecanice pentru pompele centrifuge, iar modelele variază, dar există cinci puncte principale de scurgere: garnitura dintre manșon și arbore; garnitura dintre inelul dinamic și manșon; garnitura dintre inelele dinamic și static; garnitura dintre inelul static și scaunul inelului static; garnitura dintre capacul de etanșare și corpul pompei. Este foarte problematic ca etanșarea pompei să cedeze și să prezinte scurgeri. Fie că este vorba de o pompă centrifugă sau de o pompă magnetică, scurgerile de lichid sunt un factor important care cauzează accidente în producție. În cele ce urmează este prezentată o analiză și o soluție la problema scurgerilor cauzate de defectarea garniturii.
1. Scurgeri în timpul testării
După ce etanșarea mecanică a pompei a fost testată static, forța centrifugă generată de rotația de mare viteză în timpul funcționării va suprima scurgerea mediului. Prin urmare, după excluderea defectării etanșării arborelui și a capacului de capăt, scurgerile garniturii mecanice în timpul testării sunt cauzate în principal de deteriorarea perechilor de frecare dinamică și statică a inelului.
Principalii factori care cauzează defectarea etanșării perechii de frecare sunt:
(1) În timpul funcționării, din cauza unor fenomene anormale, cum ar fi vidarea și cavitația, este cauzată o forță axială mare, care determină separarea suprafeței de contact a inelelor dinamice și statice;
(2) La instalarea garniturii mecanice, cantitatea de compresie este prea mare, rezultând o uzură gravă și zgârieturi pe suprafața finală a perechii de fricțiune;
(3) Garnitura inelului dinamic este prea strânsă, iar arcul nu poate regla valoarea de flotare axială a inelului dinamic;
(4) Garnitura inelului static este prea slăbită. Atunci când inelul dinamic plutește axial, inelul static este separat de scaunul inelului static;
(5) Există substanțe granulare în mediul de lucru, care intră în perechea de frecare în timpul funcționării. Detectați fețele terminale dinamice și statice ale garniturii inelare;
(6) Selecția de proiectare este greșită, presiunea frontală a capătului de etanșare este prea scăzută sau materialul de etanșare are o contracție mare la rece. Fenomenul de mai sus apare adesea în timpul operațiunii de încercare. Uneori poate fi eliminat prin reglarea corectă a scaunului inelului static, dar majoritatea trebuie demontate și înlocuite.
2. Scurgeri în timpul testului static de instalare
După instalarea și depanarea garniturii mecanice, este în general necesar să se efectueze un test static pentru a observa scurgerile. Dacă scurgerea este mică, este vorba în principal de o problemă a inelului dinamic sau a inelului static de etanșare; dacă scurgerea este mare, aceasta indică faptul că există o problemă între perechile de frecare ale inelului dinamic și static. Pe baza observației preliminare a scurgerilor și a aprecierii locației scurgerilor, rotiți manual roata pentru a observa. Dacă nu există nicio modificare evidentă a scurgerilor, există o problemă cu etanșările inelare dinamice și statice; dacă există o modificare semnificativă a scurgerilor în timpul rotirii, se poate determina că există o problemă cu perechile de frecare inelare dinamice și statice; dacă mediul de scurgere este pulverizat de-a lungul direcției axiale, există în principal probleme cu etanșarea inelară dinamică, iar dacă mediul de scurgere este pulverizat în jur sau se scurge din orificiul de răcire cu apă, în principal este defectă etanșarea inelară statică. În plus, canalele de scurgere pot exista, de asemenea, în același timp, dar, în general, există o distincție primară și secundară. Atâta timp cât observați cu atenție și sunteți familiarizat cu structura, veți putea face o judecată corectă.
3. Defecțiune cauzată de pierderea peliculei lubrifiante pe ambele fețe de etanșare
(1) Datorită existenței sarcinii de etanșare a feței de capăt, pompa este pornită atunci când nu există lichid în camera de etanșare, provocând frecare uscată;
(2) Mediul este mai mic decât presiunea saturată a vaporilor, ceea ce face ca pelicula lichidă a feței de capăt să clipească și să piardă lubrifierea;
(3) În cazul în care agentul este un produs volatil, atunci când se produce o incrustație sau un blocaj în sistemul de răcire al garniturii mecanice, presiunea de vapori saturată a agentului crește din cauza frecării feței frontale și a căldurii generate de elementul rotativ care agită lichidul, ceea ce determină, de asemenea, ca presiunea agentului să fie mai mică decât presiunea sa de vapori saturată.
4. Eșecul garniturii mecanice cauzat de coroziune
(1) Pitting și penetrarea uniformă a suprafeței de etanșare.
(2) Datorită sudării inelului din carbură de tungsten și a scaunului din oțel inoxidabil, scaunul din oțel inoxidabil este predispus la coroziune intergranulară în timpul utilizării;
(3) Burdufurile metalice sudate, arcurile etc. sunt predispuse la rupere sub acțiunea combinată a tensiunii și a coroziunii medii.
5. Ruperea etanșării din cauza uzurii suprafeței de etanșare
(1) Gradul de echilibru β al garniturii mecanice afectează, de asemenea, uzura garniturii. În general, gradul de echilibru β=75% este adecvat. Când β<75%, deși uzura este redusă, scurgerile cresc și posibilitatea deschiderii suprafeței garniturii crește. Pentru etanșările mecanice cu sarcină mare (valoare PV mare), datorită căldurii mari de frecare a suprafeței frontale, β este în general de 65% până la 70%. Pentru hidrocarburi cu punct de fierbere scăzut, deoarece temperatura este mai sensibilă la gazeificarea mediului, pentru a reduce influența căldurii de frecare, β este de preferință 80% până la 85%.
(2) Rezistența scăzută la uzură, coeficientul de frecare mare și presiunea excesivă a suprafeței finale (inclusiv presiunea arcului) a perechii de frecare vor scurta durata de viață a garniturii mecanice. Pentru materialele utilizate în mod obișnuit, ordinea rezistenței la uzură este următoarea: carbură de siliciu-grafit de carbon, carbură cimentată-grafit de carbon, ceramică-grafit de carbon, ceramică pulverizată-grafit de carbon, nitrură de siliciu-ceramică-grafit de carbon, oțel de mare viteză-grafit de carbon și placare carbură cimentată-grafit de carbon.
(3) Pentru mediile care conțin particule solide, pătrunderea particulelor solide în suprafața de etanșare este principala cauză a defectării etanșării. Particulele solide care intră în fața de capăt a perechii de frecare acționează ca abrazivi, provocând uzură severă și defectarea garniturii. Spațiul rezonabil dintre suprafața de etanșare, echilibrul etanșării mecanice și clipirea filmului de lichid pe fața de capăt a etanșării sunt principalele motive pentru deschiderea feței de capăt și intrarea particulelor solide.
6. Scurgeri ale garniturii mecanice cauzate de erori de instalare, funcționare sau de echipamentul în sine
(1) Scurgerea garniturii mecanice cauzată de instalarea necorespunzătoare. Se manifestă în principal în următoarele aspecte:
1) Suprafața de contact a inelelor dinamice și statice este neuniformă, iar acestea sunt lovite sau deteriorate în timpul instalării;
2) Garniturile inelare dinamice și statice sunt de dimensiuni incorecte, deteriorate sau nu sunt bine presate;
3) Există obiecte străine pe suprafața inelelor dinamice și statice;
4) Garniturile în formă de V ale inelelor dinamice și statice sunt instalate în direcția opusă sau marginile sunt inversate în timpul instalării;
5) Există scurgeri la manșon, garnitura nu este instalată sau forța de presare este insuficientă;
6) Forța arcului este inegală, un singur arc nu este vertical, iar lungimile arcurilor multiple sunt diferite;
7) Fața finală a cavității de etanșare nu este suficient de verticală față de arbore;
8) Există puncte de coroziune la partea activă a garniturii de pe manșon.
(2) Principalele motive pentru scurgerea garniturii mecanice în timpul funcționării echipamentului sunt:
1) Mișcarea axială a rotorului pompei depășește standardul, arborele vibrează periodic, funcționarea procesului este instabilă, iar presiunea din camera de etanșare se modifică frecvent, ceea ce va provoca scurgeri periodice ale garniturii;
2) Perechea de frecare este deteriorată sau deformată și nu poate rula în interior, provocând scurgeri;
3) Selectarea necorespunzătoare a materialelor inelului de etanșare, umflarea și pierderea elasticității;
4) Arcul mare nu este în direcția corectă;
5) Vibrația echipamentului este prea mare în timpul funcționării;
6) Se formează scame între inelele dinamice și statice și manșonul arborelui, ceea ce face ca arcul să își piardă elasticitatea și să nu poată compensa uzura suprafeței de etanșare;
7) Inelul de etanșare este crăpat, etc.
(3) Pompa are scurgeri atunci când este repornită după ce a fost oprită pentru o perioadă de timp. Acest lucru se datorează în principal solidificării și cristalizării mediului în apropierea perechii de frecare, prezenței calcarului pe perechea de frecare și coroziunii și blocării arcului, ceea ce duce la pierderea elasticității.
7. Eșecul garniturii mecanice din cauza efectului temperaturii ridicate
1. Fisurarea termică este un fenomen comun de defectare a pompelor de ulei la temperaturi ridicate, cum ar fi pompele de reziduuri de ulei, pompele de ulei de reciclare și pompele de fund de turn atmosferic și de vid. Fisurile radiale vor apărea pe suprafața inelului din cauza frecării uscate, a întreruperii bruște a apei de răcire, a pătrunderii impurităților pe suprafața de etanșare și a vidării.
2. Carbonizarea grafitului este unul dintre principalele motive pentru defectarea etanșării atunci când se utilizează inele de carbon-grafit. În timpul utilizării, dacă inelul de grafit depășește temperatura admisibilă (în general -105 ~ 250 ° C), rășina va precipita pe suprafața sa, iar rășina din apropierea suprafeței de frecare va fi carbonizată. Atunci când există un liant, acesta va face spumă și se va înmuia, crescând scurgerile de pe suprafața de etanșare și cauzând defectarea etanșării;
3. Garniturile auxiliare (cum ar fi fluorubber, EPDM și all-rubber) vor îmbătrâni, se vor fisura, se vor întări și își vor pierde rapid elasticitatea după depășirea temperaturii admisibile. Grafitul flexibil utilizat în prezent are o bună rezistență la temperaturi ridicate și la coroziune, dar elasticitatea sa este slabă. De asemenea, este ușor de crăpat și este ușor de deteriorat în timpul instalării.