Анализ опыта эксплуатации торцовых уплотнений

Скворцов Николай Васильевич

Несмотря на все большее применение торцовых уплотнений, выявляется ряд характерных нарушений условий эксплуатации, приводящих к выходу уплотнений из строя, представляется целесообразным объединить допущенные ошибки и выбрать рекомендации по недопущению их в дальнейшем (таблица 1):

Как правило, монтаж систем, обеспечивающих работоспособность уплотнений, производится с применением гибки трубопроводов их подрезки, приварки штуцеров и ниппелей, при этом происходит попадание инородных тел в трубопроводы системы обеспечения работоспособности уплотнения, вызывая задиры в импеллере, повреждения и разрушение колец пар трения.
Избавится от инородных тел в трубопроводах, помогает промывка их из системы затворной жидкости расходом от 1,0 до 2,0 м3/час. с контролем наличия посторонних частиц в жидкости (шлаки, стружка и др.)
В ряде случаев для создания давления затворной жидкости в заданных пределах используются системы с динамическим принципом поддержания давления, то есть за счет работы электронасоса создается давление затворной жидкости.
По причине несовершенства схем создания и поддержания давления (отсутствия в требуемых местах системы предохранительных клапанов, компенсационных емкостей и обратных клапанов, отказов запорной арматуры и отсутствия резервного электропитания) имеют место не только провалы давления ниже допустимого, но и переопрессовка уплотнений давлением, выше расчетного. При этом происходит физическое разрушение элементов уплотнения и соответственно выход его из строя.
Имеют место случаи выхода из строя уплотнений, исправно работающих в течение нескольких лет. Оказалось, что причиной отказа явился износ подшипников приводного электродвигателя, превысившего допустимые пределы. Чрезмерные осевые и радиальные перемещения вала привели к выходу уплотнения из строя.

Таблица 1.

№	Первопричина дефекта	Внешнее проявление дефекта	Методы устранения дефектов
1. Нарушение условий монтажа
1.1	Несоосное расположение вала относительно сальниковой камеры	Касание гильзы корпуса уплотнения, перегрев резиновых колец.	Контролировать соосность и перпендикулярность расположения вала и сальниковой камеры (не более 0,1 мм) и отсутствие биения вала.
1.2	Несоответствие диаметра сальниковой камеры и посадочного диаметра уплотнения	Смещение корпуса, касание гильзой корпуса, нарушение взаимоположения уплотняющих и опорных поверхностей.	В листе заказа уплотнения указывать размеры сальниковой камеры и вала в месте установки уплотнения не грубее чем по H9 и h9.
1.3	Монтаж подшипников насоса «ударным» методом (кувалдой) при установленном уплотнении	Повреждение уплотнительных колец уплотнения	Использовать приспособления (съемники) для монтажа и демонтажа подшипников насосов.
1.4	Размещение стягивающих полуколец на гильзе не в своих пазах	Механическое повреждение уплотнения с касанием полуколец корпуса уплотнения.	Монтировать полукольца зажима в первой проточке гильзы, фиксатор – во второй, в соответствии с указаниями монтажного чертежа и руководства по эксплуатации.
1.5	Монтаж уплотнения со смещением гильзы вдоль вала относительно корпуса уплотнения	Чрезмерное сжатие уплотнительных колец, работа их в режиме упорного подшипника и чрезмерный разогрев.	Монтаж уплотнения производить с установленным фиксатором.Убедиться в соответствии диаметра вала, внутреннему диаметру гильзы и резиновым уплотнительным кольцам. Установить уплотнение с меньшим натягом на вал насоса.
1.6	Слабое обжатие цанги гильзы на валу насоса.	Сдвижка гильзы по валу, пережатие уплотнительных колец	Обжатие цанги гильзы осуществлять моментом на стяжных болтах от 5 до 10 кгм в зависимости от диаметра.
1.7	Наличие большого числа гибов трубопроводов системы затворной жидкости	Снижение эффективности охлаждения уплотнения. Рост температуры корпуса уплотнения.	Сократить количество гибов труб до суммарного угла в 270° на подъемном и опускном участках системы, использовать трубы с внутренним диаметром от 15 до 20 мм.
1.8	Попадание масла на резиновые уплотнительные кольца из не маслобензостойкой резины (типа ЭП502, ЭП 503)	Разбухание резиновых колец, потеря ими уплотняющих свойств.	Сборку уплотнения и монтаж его производить без использования масел. При необходимости смачивать поверхности скольжения водой, силиконовой смазкой.
1.9	Попадание посторонних предметов в полость уплотнения	Наличие посторонних частиц в полости затворной жидкости уплотнения; Задиры на корпусе импеллера, кольцах пар трения; Разрушение пар трения.	Промыть оборудование и трубопроводы системы перед подключением их к уплотнению затворной жидкостью под давлением до 0,3 МПа в количестве 10-15 литров через каждый трубопровод (подвод и отвод) затворной жидкости с контролем наличия посторонних частиц в сливаемой жидкости.
2. Отклонения от режимов нормальной эксплуатации
2.1	Недостаточное поддавливание затворной жидкостью полости двойного уплотнения. Осуществление контроля давления затворной жидкости на входе в уплотнение, а не на выходе из него.	Пропуск рабочей среды в уплотнение,«Закоксовка» уплотнительных колец.	Вести контроль за давлением в уплотнении на трубопроводе отвода затворной жидкости. Использовать автоматические средства защиты, включая остановку насоса по снижению давления затворной жидкости.
2.2	Прекращение (перерывы) подачи затворной жидкости в полость уплотнения.	Пропуск рабочей среды в уплотнение, выброс резиновых колец из канавок, отказ уплотнения.	Резервировать систему затворной жидкости. Удерживать давления в системе затворной жидкости после прекращения циркуляции затворной жидкости.
2.3	Работа уплотнения,типа “Тандем”, спроектированного для работы под избыточным давлением, под вакуумом в сальниковой камере.	Незначительный стабильный пропуск рабочей среды через уплотнительные кольца.	Правильно указывать в листе заказов условия работы насоса. Поднять давление рабочей среды в сальниковой камере для чего, подвести рабочую среду с напора насоса в сальниковую камеру, ограничить утечку рабочей среды из сальниковой камеры на всас рабочего колеса насоса.
2.4	Неполное воздухоудаление из полости уплотнения при первоначальном заполнении его.	Отсутствие циркуляции затворной жидкости в результате отказа импеллера.Чрезмерный разогрев уплотнения.	Уменьшить скорость заполнения уплотнения затворной жидкостью Заполнение вести через один трубопровод. Убедиться в работоспособности импеллера (напор должен быть не менее 3-х м.). Обеспечить направление движения затворной жидкости при естественной циркуляции и при работе импеллера в одном направлении.
2.5	Работа на загрязненной и жесткой воде	Сокращение времени работы холодильника, снижение эффективности его работы.	Использовать чистые жидкости, не способствующие накипеобразованию; дистиллированную и химически обессоленную воду, “тосол”, солярку и др. Применить магнитную и химическую обработку охлаждающей жидкости.
2.6	Повышение давления затворной жидкости выше расчетного.	Чрезмерное смещение деталей уплотнения, потеря первоначальной формы деталей и разрушение их.	Усовершенствовать схему создания и поддержания давления (установить в требуемых местах системы предохранительные и обратные клапаны, повысить надежность электропитания).
2.7	Износ подшипников привода насоса.	Повышенные радиальные и осевые смещения вала	Своевременно производить замену подшипников привода электродвигателя и насоса.

Избежать подобные отказы помогут соблюдения указаний руководства по эксплуатации, поддержание оборудования в исправном состоянии, введение систем контроля и автоматизации, а также учет местных, специфических условий эксплуатации.