Κατανόηση ελαττωμάτων στεγανοποίησης σε περιστρεφόμενα μηχανήματα
Ορισμός: Τι είναι τα ελαττώματα στεγανοποίησης;
Ελαττώματα στεγανοποίησης είναι ζημιές, φθορές ή βλάβες στα εξαρτήματα στεγανοποίησης που εμποδίζουν τη διαρροή λιπαντικού και αποκλείουν τους ρύπους από τα περιστρεφόμενα μηχανήματα. Οι συνηθισμένοι τύποι στεγανοποίησης περιλαμβάνουν στεγανοποιήσεις χειλιών (ακτινικές στεγανοποιήσεις άξονα), μηχανικές στεγανοποιήσεις πρόσοψης, στεγανοποιήσεις λαβυρίνθου και δακτυλίους Ο. Τα ελαττώματα στεγανοποίησης εκδηλώνονται ως διαρροή λαδιού ή γράσου, εισχώρηση βρωμιάς και υγρασίας, αυξημένη τριβή και θέρμανση και, σε ορισμένες περιπτώσεις, συμβολή σε δόνηση μέσω τριβής ή δημιουργίας αστάθειας.
Ενώ οι τσιμούχες μπορεί να φαίνονται σαν δευτερεύοντα εξαρτήματα, η αστοχία τους έχει σοβαρές συνέπειες: η απώλεια λίπανσης οδηγεί σε ταχεία αστοχία των ρουλεμάν, η διείσδυση ρύπων επιταχύνεται φθορά, και σε εξοπλισμό διεργασιών (αντλίες), η αστοχία της στεγανοποίησης μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια προϊόντος, περιβαλλοντική μόλυνση ή κινδύνους για την ασφάλεια.
Συνήθεις τύποι στεγανοποίησης και τα ελαττώματά τους
1. Σφραγίδες χειλιών (σφραγίδες ακτινικού άξονα)
Ελαστομερείς σφραγίδες με εύκαμπτο χείλος που έρχεται σε επαφή με περιστρεφόμενο άξονα:
Συνηθισμένα ελαττώματα
- Χείλη: Η τριβή φθείρει το υλικό του χείλους, με αποτέλεσμα να χάνεται τελικά η επαφή στεγανοποίησης
- Βαφή μέταλλου: Η θερμότητα ή η ηλικία σκληραίνουν το ελαστομερές, το χείλος χάνει την ευκαμψία και την προσαρμοστικότητά του.
- Ράγισμα: Ρωγμές στα χείλη από την ηλικία, χημικές ουσίες ή υπερβολική εκκεντρότητα άξονα
- Δάκρυσμα χειλιών: Ζημιές από εγκατάσταση, ελαττώματα άξονα ή υπερβολικούς κραδασμούς
- Απώλεια Άνοιξης Garter: Το ελατήριο που διατηρεί την επαφή με τα χείλη σπάει ή πέφτει
Συμπτώματα
- Διαρροή λαδιού ή γράσου στα σημεία εξόδου του άξονα
- Είσοδος ρύπανσης (ορατή βρωμιά στην περιοχή του ρουλεμάν)
- Αύξηση θερμοκρασίας ρουλεμάν από απώλεια λιπαντικού
- Αύξηση κραδασμών ρουλεμάν από ρύπανση
2. Μηχανικές σφραγίδες πρόσοψης
Χρησιμοποιείται σε αντλίες και εφαρμογές υψηλής πίεσης:
Συνηθισμένα ελαττώματα
- Φορέστε το πρόσωπο: Φθορά των επιφανειών ζευγαρώματος, αύξηση της διαρροής
- Βλάβη στο πρόσωπο: Γρατζουνιές, σπασίματα, θερμικές ρωγμές στις επιφάνειες στεγανοποίησης
- Βλάβη δακτυλίου Ο: Οι δευτερεύουσες σφραγίδες φθείρονται
- Αποτυχία Άνοιξης: Ελατήρια που παρέχουν πίεση στο πρόσωπο που σπάει ή αποδυναμώνει
- Οπτανθρακοποίηση/Επιθέσεις: Συσσώρευση υλικού που εμποδίζει την σωστή επαφή με το πρόσωπο
Συμπτώματα
- Ορατή διαρροή στη σφράγιση
- Εκπομπή ατμού ή ατμών (εάν σφραγίζετε ζεστά υγρά)
- Στριγκλιδόν ήχος από την επαφή με το πρόσωπο
- Υψηλή θερμοκρασία σφράγισης
- Δόνηση από αστάθεια επαφής με το πρόσωπο
3. Σφραγίδες Λαβύρινθου
Σφραγίδες χωρίς επαφή σε στροβίλους και συμπιεστές:
Συνηθισμένα ελαττώματα
- Φθορά των δοντιών: Δόντια λαβυρίνθου φθαρμένα ή σπασμένα από τα τρίψιμα
- Αύξηση Εκκαθάρισης: Η φθορά ή η θερμική ανάπτυξη αυξάνει την απόσταση, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα της στεγανοποίησης
- Τρίψιμο: Η επαφή από υπερβολική δόνηση ή κίνηση του άξονα προκαλεί ζημιά στα δόντια
- Καταθέσεις: Συσσώρευση άνθρακα ή αλάτων που επηρεάζει τις αποστάσεις
Συμπτώματα
- Αυξημένη διαρροή (μετρήσιμη απώλεια ροής ή πίεσης)
- Μείωση απόδοσης (εσωτερική διαρροή)
- Δόνηση από τρίψιμο (μπορεί να προκαλέσει στροβιλισμός ατμού σε ορισμένες περιπτώσεις)
- Ενδείξεις επαφής (σημάδια φθοράς, αποχρωματισμός λόγω θερμότητας)
4. Δακτύλιοι Ο και στατικές σφραγίδες
- Σετ συμπίεσης: Μόνιμη παραμόρφωση από παρατεταμένη συμπίεση
- Χημική επίθεση: Ασύμβατα ρευστά που αποικοδομούν το ελαστομερές
- Εξώθηση: Ο-δακτύλιος πιέζεται έξω από την αυλάκωση υπό πίεση
- Θερμική βλάβη: Θερμική γήρανση, σκλήρυνση, ρωγμές
Αιτίες αστοχίας στεγανοποίησης
Κανονική φθορά
- Οι στεγανοποιήσεις επαφής έχουν πεπερασμένη διάρκεια ζωής λόγω τριβής
- Τυπική διάρκεια ζωής στεγανοποίησης χείλους: 5.000-20.000 ώρες λειτουργίας
- Διάρκεια ζωής μηχανικής σφράγισης: 10.000-50.000 ώρες ανάλογα με την εφαρμογή
- Ο ρυθμός φθοράς εξαρτάται από την επιφάνεια του άξονα, την ταχύτητα, τη λίπανση
Ζημιά στην εγκατάσταση
- Το χείλος της στεγανοποίησης έχει κοπεί ή υποστεί ζημιά κατά την εγκατάσταση.
- Η στεγανοποίηση δεν έχει τοποθετηθεί σωστά στο περίβλημα
- Ελαττώματα επιφάνειας άξονα που σχίζουν το χείλος στεγανοποίησης
- Μόλυνση κατά τη συναρμολόγηση
Συνθήκες λειτουργίας
- Υπερβολική εκκεντρότητα άξονα: Εκκεντρότητα ή δόνηση άξονα που υπερβαίνει την ικανότητα στεγανοποίησης
- Υψηλή θερμοκρασία: Υποβάθμιση ελαστομερών υλικών
- Χημική ασυμβατότητα: Ρευστά διεργασίας που προσβάλλουν υλικά στεγανοποίησης
- Λειαντικό περιβάλλον: Σωματίδια που προκαλούν ζημιά στις επιφάνειες στεγανοποίησης
- Ξηρή λειτουργία: Απώλεια λίπανσης στη στεγανοποίηση που προκαλεί ταχεία φθορά
Μηχανικά προβλήματα
- Υπερβολική δόνηση από ανισορροπία ή κακή ευθυγράμμιση
- Ελαττώματα άξονα (γρατσουνιές, χαρακώματα) ζημιά στα χείλη στεγανοποίησης
- Βλάβη ρουλεμάν που επιτρέπει υπερβολική κίνηση του άξονα
- Η θερμική ανάπτυξη επηρεάζει την εφαρμογή της στεγανοποίησης
Ανίχνευση ελαττωμάτων στεγανοποίησης
Οπτικοί δείκτες
- Διαρροή: Λάδι, γράσο ή υγρό διεργασίας ορατό στη θέση στεγανοποίησης
- Χρώση: Αποχρωματισμός γύρω από τη σφράγιση από τη διαρροή
- Στάζει: Ενεργή συγκέντρωση διαρροών κάτω από τον εξοπλισμό
- Ψεκασμός με ομίχλη: Λεπτός ψεκασμός από διαρροή στεγανοποίησης υψηλής πίεσης
Λειτουργικοί Δείκτες
- Απώλεια λιπαντικού: Συχνή ανάγκη προσθήκης λαδιού ή γράσου
- Μόλυνση: Βρωμιά ή υγρασία σε δείγματα λιπαντικού
- Προβλήματα με τα ρουλεμάν: Πρόωρη φθορά ρουλεμάν από μόλυνση ή απώλεια λιπαντικού
- Αύξηση θερμοκρασίας: Θέρμανση ρουλεμάν από ανεπαρκή λίπανση
Εφέ δόνησης
- Τα τριψίματα των στεγανοποιητικών μπορούν να δημιουργήσουν κραδασμούς που προκαλούνται από την τριβή
- Στοιχεία υψηλής συχνότητας από την επαφή με τη στεγανοποίηση
- Σε σοβαρές περιπτώσεις, υποσύγχρονη δόνηση από αστάθεια στεγανοποίησης
- Δευτερεύουσες επιπτώσεις: κραδασμοί ρουλεμάν από ρύπανση ή απώλεια λίπανσης
Συνέπειες της βλάβης της στεγανοποίησης
Άμεσες επιπτώσεις
- Απώλεια λιπαντικού που απαιτεί συχνή αναπλήρωση
- Είσοδος ρύπανσης που αποικοδομεί το υπόλοιπο λιπαντικό
- Απώλεια προϊόντος ή απελευθέρωση στο περιβάλλον (σφραγίδες διεργασίας)
- Κίνδυνοι για την ασφάλεια από ολισθηρά δάπεδα ή απελευθέρωση τοξικών υλικών
Δευτερογενής ζημιά
- Βλάβη ρουλεμάν: Η ανεπαρκής λίπανση ή η μόλυνση καταστρέφει τα ρουλεμάν
- Επιταχυνόμενη φθορά: Η λειαντική μόλυνση επιταχύνει κάθε φθορά
- Διάβρωση: Η εισροή υγρασίας προκαλεί σκουριά και διάβρωση
- Ζημιά συνδέσμου: Το σπρέι λιπαντικού μολύνει τα ελαστομερή στοιχεία σύνδεσης
Πρόληψη και Συντήρηση
Σωστή Επιλογή
- Επιλέξτε τον κατάλληλο τύπο στεγανοποίησης για την εφαρμογή (πίεση, θερμοκρασία, ταχύτητα, χημική συμβατότητα)
- Χρησιμοποιήστε το σωστό μέγεθος και προδιαγραφές στεγανοποίησης
- Λάβετε υπόψη τις απαιτήσεις φινιρίσματος της επιφάνειας του άξονα (συνήθως < 0,8 µm Ra για στεγανοποιήσεις χειλιών)
- Αντιστοιχίστε το ελαστομερές στο ρευστό και τη θερμοκρασία (νιτρίλιο, βιτόν, PTFE, κ.λπ.)
Πρακτικές εγκατάστασης
- Καθαρίστε όλες τις επιφάνειες πριν από την εγκατάσταση
- Χρησιμοποιήστε τα κατάλληλα εργαλεία εγκατάστασης (καρφιά στεγανοποίησης, όχι σφυριά)
- Λιπάνετε τα χείλη στεγανοποίησης πριν από την εγκατάσταση
- Προστατέψτε το χείλος στεγανοποίησης όταν ολισθαίνει πάνω από τον άξονα (χρησιμοποιήστε το χιτώνιο εγκατάστασης)
- Επαληθεύστε την ορθογώνια εφαρμογή της στεγανοποίησης και τη σωστή εφαρμογή της
Λειτουργικές πρακτικές
- Διατηρήστε καλό ισορροπία και ευθυγράμμιση (μείωση της κίνησης και των κραδασμών του άξονα)
- Ελέγξτε τις θερμοκρασίες λειτουργίας εντός της ονομαστικής τιμής στεγανοποίησης
- Βεβαιωθείτε ότι η λίπανση φτάνει στο στεγανοποιητικό
- Αποφύγετε τη μόλυνση της περιοχής σφράγισης με ασύμβατα υλικά
Προληπτική αντικατάσταση
- Αντικαταστήστε τις τσιμούχες κατά τη διάρκεια της προγραμματισμένης συντήρησης (μην περιμένετε για βλάβη)
- Τυπικά διαστήματα αντικατάστασης: 2-5 έτη ή σύμφωνα με τη σύσταση του κατασκευαστή
- Να αντικαθιστάτε πάντα τις τσιμούχες όταν ανοίγετε τα περιβλήματα των ρουλεμάν
- Διατηρήστε τα κιτ στεγανοποίησης στο απόθεμα ανταλλακτικών
Ειδικές Σκέψεις
Εξοπλισμός υψηλής δόνησης
- Η υπερβολική κίνηση του άξονα καταστρέφει γρήγορα τις στεγανοποιήσεις
- Πρέπει να αντιμετωπιστούν οι βασικές αιτίες των κραδασμών για να επιτευχθεί αποδεκτή διάρκεια ζωής της στεγανοποίησης
- Εξετάστε τις βαρέως τύπου ή με ελατήριο στεγανοποιήσεις για εφαρμογές υψηλής δόνησης
Ακραία Περιβάλλοντα
- Υψηλή θερμοκρασία: Χρησιμοποιήστε ελαστομερή ή μηχανικές σφραγίδες υψηλής θερμοκρασίας
- Αποξεστικό: Προστατευτικά χιτώνια άξονα, στεγανοποιήσεις εξωθητήρα για την αποτροπή σωματιδίων
- Διαβρωτικός: Υλικά ανθεκτικά σε χημικά, επικαλυμμένες επιφάνειες
- Κενό: Ειδικές σφραγίδες χαμηλής απαγωγής αερίων
Αντιμετώπιση προβλημάτων στεγανοποίησης
Πρόωρη αστοχία σφραγίδας
Περιοχές Έρευνας:
- Επαληθεύστε την κατάσταση της επιφάνειας του άξονα (τραχύτητα, γρατσουνιές, διάβρωση)
- Ελέγξτε την εκκεντρότητα του άξονα (η υπερβολική εκκεντρότητα καταστρέφει γρήγορα τις τσιμούχες)
- Μετρήστε τα επίπεδα κραδασμών (οι υψηλοί κραδασμοί μειώνουν τη διάρκεια ζωής της στεγανοποίησης)
- Επαληθεύστε τη θερμοκρασία λειτουργίας εντός της ονομαστικής τιμής στεγανοποίησης
- Ελέγξτε για χημική ασυμβατότητα
- Εξετάστε τις πρακτικές εγκατάστασης
- Επαληθεύστε τον σωστό τύπο και μέγεθος στεγανοποίησης για την εφαρμογή
Επίμονη διαρροή
Πιθανές αιτίες και λύσεις:
- Ζημιά άξονα: Φθαρμένη αυλάκωση στον άξονα στη θέση στεγανοποίησης → επισκευάστε τον άξονα ή χρησιμοποιήστε χιτώνιο επισκευής
- Υπερβολική Εκκένωση: Εκκεντρότητα άξονα → διόρθωση εκκεντρότητας ή χρήση στεγανοποίησης μεγαλύτερης χωρητικότητας
- Λάθος προσανατολισμός στεγανοποίησης: Η στεγανοποίηση τοποθετήθηκε ανάποδα → επανατοποθετήστε την σωστά
- Χείλος στεγανοποίησης χαλασμένο: Ζημιά στην εγκατάσταση → αντικαταστήστε και χρησιμοποιήστε την κατάλληλη τεχνική
- Λανθασμένη πίεση: Πίεση που υπερβαίνει την ονομαστική τιμή στεγανοποίησης → χρησιμοποιήστε στεγανοποίηση με ονομαστική πίεση ή μειώστε την πίεση
Προβλήματα κραδασμών που σχετίζονται με τη στεγανοποίηση
Τριβή και αστάθεια στεγανοποίησης
- Οι στεγανοποιήσεις επαφής μπορούν να δημιουργήσουν τριβή ολίσθησης
- Μπορεί να συμβάλει σε δονήσεις ή κραδασμούς χαμηλής συχνότητας
- Στεγανοποιήσεις ξηρής λειτουργίας, ιδιαίτερα επιρρεπείς σε κραδασμούς τριβής
- Οι στεγανοποιήσεις χωρίς επαφή (λαβύρινθος) μπορούν να δημιουργήσουν αεροδυναμικές αστάθειες
Τρίψιμο σφραγίδας
- Η υπερβολική κίνηση του άξονα προκαλεί σκληρή επαφή μεταξύ της στεγανοποίησης και του άξονα
- Παράγει θερμότητα, καταστρέφει γρήγορα τη σφράγιση
- Μπορεί να δημιουργήσει θερμικό τόξο από ασύμμετρη θέρμανση
- Μπορεί να προκαλέσει δονήσεις και θόρυβο υψηλής συχνότητας
Επιπτώσεις στην αξιοπιστία του μηχανήματος
Ακεραιότητα συστήματος λίπανσης
- Οι στεγανοποιήσεις είναι κρίσιμα όρια του συστήματος λίπανσης
- Η αστοχία της στεγανοποίησης οδηγεί σε απώλεια λιπαντικού και είσοδο ρύπανσης
- Έχει ως αποτέλεσμα την ταχεία φθορά των ρουλεμάν
- Μπορεί να οδηγήσει σε πλήρη βλάβη του μηχανήματος
Προστασία του Περιβάλλοντος
- Οι στεγανοποιήσεις αποτρέπουν τη διαρροή υγρού διεργασίας (αντλίες, συμπιεστές)
- Η αποτυχία μπορεί να προκαλέσει περιβαλλοντική μόλυνση
- Θέματα ασφαλείας με τοξικά ή εύφλεκτα υλικά
- Ζητήματα συμμόρφωσης με τους κανονισμούς
Σύγχρονες Τεχνολογίες Σφραγίδων
Προηγμένα Σχέδια
- Σφραγίδες πολλαπλών χειλιών: Πολλαπλά χείλη στεγανοποίησης για πλεονασμό
- Σφραγίδες εξαγωγής: Η φυγοκεντρική δράση αποκλείει τους ρύπους
- Μαγνητικές σφραγίδες: Μαγνητικό υγρό σφραγισμένο από μαγνητικό πεδίο
- Σφραγίδες ξηρού αερίου: Σφραγίδες χωρίς επαφή για συμπιεστές υψηλής ταχύτητας
- Σφραγίδες κασέτας: Προσυναρμολογημένες μονάδες που απλοποιούν την εγκατάσταση
Παρακολούθηση κατάστασης
- Συστήματα ανίχνευσης διαρροών στεγανοποίησης
- Παρακολούθηση ροής υγρού έκπλυσης (μηχανικές σφραγίδες)
- Παρακολούθηση θερμοκρασίας στη θέση σφράγισης
- Παρακολούθηση κραδασμών που ανιχνεύει προβλήματα που σχετίζονται με τη σφράγιση
Τα ελαττώματα των στεγανοποιήσεων, αν και συχνά παραβλέπονται σε σύγκριση με τα προβλήματα των ρουλεμάν ή του ρότορα, έχουν κρίσιμες επιπτώσεις στην αξιοπιστία των μηχανημάτων. Η σωστή επιλογή, εγκατάσταση και προληπτική αντικατάσταση στεγανοποιήσεων σε συνδυασμό με την αντιμετώπιση των βαθύτερων αιτιών της πρόωρης αστοχίας (κραδασμοί, εκκεντρότητα, μόλυνση) διασφαλίζουν ότι οι στεγανοποιήσεις εκτελούν τις βασικές τους λειτουργίες, δηλαδή τη συγκράτηση λίπανσης και την αποτροπή μόλυνσης καθ' όλη τη διάρκεια ζωής τους.