Разбиране на дефектите на уплътненията във въртящи се машини
Определение: Какво представляват дефектите на уплътненията?
Дефекти на уплътненията са повреди, износване или повреди в уплътнителните компоненти, които предотвратяват изтичане на смазочни материали и не позволяват на замърсителите да проникнат в въртящите се машини. Често срещаните видове уплътнения включват уплътнения с маншет (радиални уплътнения на валовете), механични лицеви уплътнения, лабиринтни уплътнения и О-пръстени. Дефектите на уплътненията се проявяват като изтичане на масло или грес, проникване на замърсявания и влага, повишено триене и нагряване, а в някои случаи и принос към... вибрация чрез триене или създаване на нестабилност.
Въпреки че уплътненията може да изглеждат като незначителни компоненти, тяхната повреда има сериозни последици: загубата на смазване води до бърза повреда на лагерите, проникването на замърсявания се ускорява. износване, а в технологичното оборудване (помпи), повредата на уплътнението може да доведе до загуба на продукт, замърсяване на околната среда или опасности за безопасността.
Често срещани видове уплътнения и техните дефекти
1. Уплътнения за устни (радиални уплътнения за валове)
Еластомерни уплътнения с гъвкава устна, контактуваща с въртящ се вал:
Често срещани дефекти
- Носене на устни: Триенето износва материала на устните, като в крайна сметка се губи уплътнителен контакт.
- Втвърдяване: Топлината или стареенето втвърдяват еластомера, устната губи гъвкавост и гъвкавост
- Напукване: Пукнатини по устните от възрастта, химикали или прекомерна употреба биене на вала
- Разкъсване на устните: Повреди от монтаж, дефекти на вала или прекомерни вибрации
- Загуба на жартиера от пролетта: Пружината, поддържаща контакта на устните, се чупи или пада
Симптоми
- Теч на масло или грес на изходните точки на шахтата
- Проникване на замърсяване (видима мръсотия в зоната на лагера)
- Повишаване на температурата на лагера поради загуба на смазка
- Увеличаване на вибрациите на лагерите поради замърсяване
2. Механични лицеви уплътнения
Използва се в помпи и приложения с високо налягане:
Често срещани дефекти
- Износване на лице: Износване на свързващите повърхности, увеличаване на течовете
- Увреждане на лицето: Драскотини, отчупвания, термични пукнатини по уплътнителните повърхности
- Повреда на О-пръстена: Вторичните уплътнения се влошават
- Пробив на пружината: Пружините, осигуряващи лицево налягане, се чупят или отслабват
- Коксуване/Отлагания: Натрупването на материал, предотвратяващо правилния контакт с повърхността
Симптоми
- Видим теч при уплътнението
- Емисия на пара или изпарения (при уплътняване на горещи течности)
- Пискащ шум от контакт с лицето
- Висока температура на уплътнението
- Вибрация от нестабилност на контакт с лицевата страна
3. Лабиринтни уплътнения
Безконтактни уплътнения в турбини и компресори:
Често срещани дефекти
- Износване на зъбите: Лабиринтни зъби, износени или счупени от триене
- Увеличение на клирънса: Износването или термичното нарастване увеличават хлабината, намалявайки ефективността на уплътняването
- Разтривания: Контактът от прекомерна вибрация или движение на вала уврежда зъбите
- Депозити: Натрупването на въглерод или котлен камък, влияещо на хлабините
Симптоми
- Повишено изтичане (измерима загуба на поток или налягане)
- Намаляване на ефективността (вътрешно изтичане)
- Вибрация от триене (може да предизвика парен вихър в някои случаи)
- Следи от контакт (следи от износване, обезцветяване от топлина)
4. О-пръстени и статични уплътнения
- Комплект за компресия: Постоянна деформация от продължително натиск
- Химическа атака: Несъвместими течности, разграждащи еластомера
- Екструзия: О-пръстенът е изтискан от канала под налягане
- Термични щети: Стареене от топлина, втвърдяване, напукване
Причини за повреда на уплътнението
Нормално износване
- Контактните уплътнения имат ограничен живот поради износване от триене
- Типичен живот на уплътнението: 5000-20 000 работни часа
- Живот на механичното уплътнение: 10 000-50 000 часа в зависимост от приложението
- Скоростта на износване зависи от повърхността на вала, скоростта, смазването
Повреда при монтажа
- Уплътнителен ръб срязан или повреден по време на монтажа
- Уплътнението не е правилно поставено в корпуса
- Дефекти по повърхността на вала, разкъсване на уплътнителната устна
- Замърсяване по време на монтажа
Условия на работа
- Прекомерно биене на вала: Ексцентричност на вала или вибрации, превишаващи капацитета на уплътнението
- Висока температура: Разграждащи еластомерни материали
- Химична несъвместимост: Процесни течности, атакуващи уплътнителните материали
- Абразивна среда: Частици, увреждащи уплътнителните повърхности
- Работа на сухо: Загуба на смазване на уплътнението, причиняваща бързо износване
Механични проблеми
- Прекомерна вибрация от дисбаланс или несъответствие
- Дефекти на вала (драскотини, надрасквания) повреждане на уплътнителните ръбове
- Повреда на лагера, позволяваща прекомерно движение на вала
- Термично развитие, влияещо върху прилягането на уплътнението
Откриване на дефекти на уплътненията
Визуални индикатори
- Теч: Масло, грес или технологична течност, видими на мястото на уплътнението
- Оцветяване: Промяна в цвета около уплътнението поради просмукване
- Капане: Активно натрупване на течове под оборудването
- Оросяване: Фина струя от теч от уплътнение за високо налягане
Оперативни показатели
- Загуба на смазка: Честа нужда от добавяне на масло или грес
- Замърсяване: Замърсявания или влага в пробите от смазочни материали
- Проблеми с лагерите: Преждевременно износване на лагерите поради замърсяване или загуба на смазка
- Повишаване на температурата: Загряване на лагерите поради недостатъчно смазване
Вибрационни ефекти
- Триенето на уплътненията може да създаде вибрации, предизвикани от триене
- Високочестотни компоненти от контакта на уплътнението
- В тежки случаи, субсинхронна вибрация от нестабилност на уплътнението
- Вторични ефекти: вибрации на лагера поради замърсяване или загуба на смазка
Последици от повреда на уплътнението
Незабавни ефекти
- Загуба на смазка, изискваща често попълване
- Замърсяване, което разгражда останалата смазка
- Загуба на продукт или изпускане в околната среда (технологични уплътнения)
- Опасности за безопасността от хлъзгави подове или изпускане на токсични материали
Вторични щети
- Повреда на лагера: Недостатъчното смазване или замърсяването унищожават лагерите
- Ускорено износване: Абразивното замърсяване ускорява всяко износване
- Корозия: Проникването на влага причинява ръжда и корозия
- Повреда на съединителя: Спреят със смазка замърсява еластомерните съединителни елементи
Превенция и поддръжка
Правилен избор
- Изберете тип уплътнение, подходящ за приложението (налягане, температура, скорост, химическа съвместимост)
- Използвайте правилния размер и спецификация на уплътнението
- Вземете предвид изискванията за обработка на повърхността на вала (обикновено < 0,8 µm Ra за уплътнения с устни)
- Съобразете еластомера с флуида и температурата (нитрил, витон, PTFE и др.)
Практики за инсталиране
- Почистете всички повърхности преди монтажа
- Използвайте подходящи инструменти за монтаж (газонокоси, а не чукове)
- Смажете уплътнителните ръбове преди монтажа
- Защитете уплътнителния ръб при плъзгане върху вала (използвайте монтажната втулка)
- Проверете перпендикулярността и правилното поставяне на уплътнението
Оперативни практики
- Поддържайте добро баланс и центровка (намаляване на движението и вибрациите на вала)
- Контролирайте работните температури в рамките на номиналния капацитет на уплътнението
- Осигурете адекватно смазване, достигащо до уплътнението
- Избягвайте замърсяване на зоната на уплътнението с несъвместими материали
Превантивна подмяна
- Сменяйте уплътненията по време на планирана поддръжка (не чакайте повреда)
- Типични интервали на подмяна: 2-5 години или според препоръката на производителя
- Винаги сменяйте уплътненията, когато отваряте корпусите на лагерите
- Съхранявайте комплектите уплътнения в инвентара за резервни части
Специални съображения
Оборудване с висока вибрация
- Прекомерното движение на вала бързо поврежда уплътненията
- Трябва да се отстранят първопричините за вибрациите, за да се постигне приемлив живот на уплътнението
- Помислете за усилени или пружинни уплътнения за приложения с високи вибрации
Екстремни среди
- Висока температура: Използвайте високотемпературни еластомери или механични уплътнения
- Абразив: Защитни втулки на вала, уплътнения на експелера за предотвратяване на частици
- Корозивно: Химически устойчиви материали, покрити повърхности
- Вакуум: Специални уплътнения с ниско отделяне на газове
Отстраняване на проблеми с уплътненията
Преждевременна повреда на уплътнението
Области на разследване:
- Проверете състоянието на повърхността на вала (грапавост, драскотини, корозия)
- Проверете биенето на вала (прекомерното биене бързо унищожава уплътненията)
- Измерете нивата на вибрации (високите вибрации намаляват живота на уплътнението)
- Проверете работната температура в рамките на номиналния капацитет на уплътнението
- Проверете за химическа несъвместимост
- Проучете практиките за инсталиране
- Проверете правилния тип и размер на уплътнението за приложението
Постоянно изтичане
Възможни причини и решения:
- Повреда на вала: Износен жлеб на вала на мястото на уплътнението → ремонтирайте вала или използвайте ремонтна втулка
- Прекомерно биене: Ексцентричност на вала → коригирайте биенето или използвайте уплътнение с по-висок капацитет
- Неправилна ориентация на уплътнението: Уплътнението е монтирано обратно → монтирайте отново правилно
- Повредена устна на уплътнението: Повреда при монтажа → сменете и използвайте правилната техника
- Неправилно налягане: Налягането надвишава номиналното налягане на уплътнението → използвайте уплътнение, подходящо за налягане, или намалете налягането
Проблеми с вибрациите, свързани с уплътненията
Триене и нестабилност на уплътненията
- Контактните уплътнения могат да създадат триене тип „стик-плъзгане“
- Може да допринесе за нискочестотни вибрации или тракане
- Уплътненията, работещи на сухо, са особено податливи на вибрации от триене
- Безконтактните уплътнения (лабиринт) могат да създадат аеродинамични нестабилности
Уплътнение за търкане
- Прекомерното движение на вала причинява твърд контакт между уплътнението и вала
- Генерира топлина, бързо поврежда уплътнението
- Може да създава термична дъга от асиметрично нагряване
- Може да предизвика високочестотни вибрации и шум
Въздействие върху надеждността на машините
Цялостност на системата за смазване
- Уплътненията са критична граница на смазочната система
- Повредата на уплътнението води до загуба на смазка и навлизане на замърсявания
- Води до бързо износване на лагерите
- Може да се каскадира до пълна повреда на машината
Опазване на околната среда
- Уплътненията предотвратяват изтичане на технологични флуиди (помпи, компресори)
- Неуспехът може да причини замърсяване на околната среда
- Проблеми с безопасността при работа с токсични или запалими материали
- Проблеми със спазването на регулаторните изисквания
Съвременни технологии за уплътняване
Разширени дизайни
- Многоръбни уплътнения: Множество уплътнителни устни за резервиране
- Уплътнения за експелер: Центробежното действие изключва замърсителите
- Магнитни уплътнения: Магнитна течност, запечатана от магнитно поле
- Сухи газови уплътнения: Безконтактни уплътнения за високоскоростни компресори
- Патронови уплътнения: Предварително сглобени модули, опростяващи монтажа
Мониторинг на състоянието
- Системи за откриване на течове от уплътнения
- Мониторинг на потока на промивна течност (механични уплътнения)
- Мониторинг на температурата на мястото на уплътнението
- Мониторинг на вибрациите, откриващ проблеми, свързани с уплътненията
Дефектите на уплътненията, макар и често пренебрегвани в сравнение с проблемите с лагерите или ротора, имат критично въздействие върху надеждността на машините. Правилният избор на уплътнения, монтаж и превантивна подмяна, съчетани с отстраняване на основните причини за преждевременна повреда (вибрации, биене, замърсяване), гарантират, че уплътненията изпълняват основните си функции за задържане на смазката и предотвратяване на замърсяване през целия им проектен живот.
Категории:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 