درک عیوب آببند در ماشینآلات دوار
تعریف: عیوب آببند چیست؟
نقصهای آببندی آسیب، سایش یا خرابی در اجزای آببندی است که از نشت روانکننده جلوگیری کرده و آلایندهها را از ماشینآلات دوار دور نگه میدارد. انواع رایج آببندها شامل آببندهای لبهای (آببندهای شفت شعاعی)، آببندهای مکانیکی سطحی، آببندهای لابیرنت و اورینگها میشود. عیوب آببند به صورت نشت روغن یا گریس، ورود آلودگی و رطوبت، افزایش اصطکاک و گرما و در برخی موارد، مشارکت در ... لرزش از طریق مالش یا ایجاد ناپایداری.
اگرچه ممکن است آببندها اجزای جزئی به نظر برسند، اما خرابی آنها عواقب جدی دارد: از دست دادن روغن منجر به خرابی سریع یاتاقان میشود، ورود آلودگی را تسریع میکند پوشیدن, و در تجهیزات فرآیندی (پمپها)، خرابی آببند میتواند منجر به از دست رفتن محصول، آلودگی محیط زیست یا خطرات ایمنی شود.
انواع رایج آببندها و عیوب آنها
۱. آببندهای لبهای (آببندهای شعاعی شفت)
آببندهای الاستومری با لبههای انعطافپذیر که با شفت چرخان در تماس هستند:
نقصهای رایج
- پوشیدن لب: اصطکاک باعث ساییدگی مواد لبه میشود و در نهایت تماس آببندی را از دست میدهد.
- سخت شدن: گرما یا افزایش سن، الاستومر را سخت میکند، لب انعطافپذیری و شکلپذیری خود را از دست میدهد
- ترک خوردن: ترکهای لب ناشی از افزایش سن، مواد شیمیایی یا فشار بیش از حد انحراف شفت
- پارگی لب: آسیب ناشی از نصب، نقص شفت یا لرزش بیش از حد
- ریزش فنر بند جوراب: فنر نگهدارنده تماس لب میشکند یا میافتد.
علائم
- نشت روغن یا گریس در نقاط خروجی شفت
- ورود آلودگی (آلودگی قابل مشاهده در ناحیه یاتاقان)
- افزایش دمای یاتاقان در اثر از دست دادن روانکار
- افزایش لرزش یاتاقان در اثر آلودگی
۲. آببندهای مکانیکی سطحی
مورد استفاده در پمپها و کاربردهای فشار بالا:
نقصهای رایج
- پوشیدن صورت: سایش سطوح جفتگیری، افزایش نشتی
- آسیب دیدگی صورت: خراشها، لبپریدگیها، ترکهای حرارتی روی سطوح آببندی
- خرابی اورینگ: آببندهای ثانویه خراب میشوند
- خرابی فنر: فنرهایی که فشار روی سطح را ایجاد میکنند، میشکنند یا ضعیف میشوند
- ککسازی/ذخایر: تجمع مواد مانع از تماس مناسب صورت میشود
علائم
- نشتی قابل مشاهده در محل آببندی
- انتشار بخار یا بخار (در صورت آببندی مایعات داغ)
- صدای جیغ مانند از تماس صورت
- دمای آببندی بالا
- لرزش ناشی از ناپایداری تماس با سطح
۳. مهر و مومهای هزارتو
آببندهای غیر تماسی در توربینها و کمپرسورها:
نقصهای رایج
- ساییدگی دندان: دندانهای لابیرنت در اثر سایش ساییده یا شکسته میشوند
- افزایش ترخیص کالا: سایش یا رشد حرارتی باعث افزایش فاصله بین قطعات و کاهش اثربخشی آببندی میشود.
- مالشها: تماس ناشی از لرزش یا حرکت بیش از حد شفت به دندانها آسیب میرساند.
- سپردهها: تجمع کربن یا رسوب که بر فواصل بین سطوح تأثیر میگذارد
علائم
- افزایش نشتی (جریان قابل اندازهگیری یا افت فشار)
- کاهش راندمان (نشت داخلی)
- لرزش ناشی از سایش (ممکن است باعث شود) چرخش بخار در برخی موارد)
- شواهد تماس (علائم سایش، تغییر رنگ ناشی از گرما)
۴. حلقههای اورینگ و آببندهای استاتیک
- مجموعه فشرده سازی: تغییر شکل دائمی ناشی از فشار مداوم
- حمله شیمیایی: مایعات ناسازگار که الاستومر را تخریب میکنند
- اکستروژن: اورینگ تحت فشار از شیار خارج شده است
- آسیب حرارتی: پیرشدگی حرارتی، سخت شدن، ترک خوردن
علل خرابی آببند
لباس معمولی
- آببندهای تماسی به دلیل سایش ناشی از اصطکاک، عمر محدودی دارند.
- عمر معمول آببند لب: ۵۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ ساعت کارکرد
- عمر آببند مکانیکی: ۱۰۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰ ساعت بسته به کاربرد
- میزان سایش به سطح شفت، سرعت و روانکاری بستگی دارد
آسیب نصب
- بریده شدن یا آسیب دیدن لبه آببند در حین نصب
- مهر و موم به درستی در محفظه قرار نگرفته است
- عیوب سطح شفت، پارگی لبه آببند
- آلودگی در حین مونتاژ
شرایط عملیاتی
- انحراف بیش از حد شفت: خروج از مرکز یا ارتعاش شفت بیش از ظرفیت آببندی
- دمای بالا: تخریب مواد الاستومری
- ناسازگاری شیمیایی: سیالات فرآیندی که به مواد آببندی حمله میکنند
- محیط ساینده: ذراتی که به سطوح آببندی آسیب میرسانند
- دویدن خشک: از دست دادن روانکاری در آببندی که باعث سایش سریع میشود
مشکلات مکانیکی
- لرزش بیش از حد از عدم تعادل یا ناهمترازی
- نقص شفت (خراش، خط و خش) آسیب رساندن به لبهای آببند
- خرابی یاتاقان که باعث حرکت بیش از حد شفت میشود
- رشد حرارتی که بر تناسب آببندی تأثیر میگذارد
تشخیص نقصهای آببند
شاخصهای بصری
- نشت: روغن، گریس یا سیال فرآیندی که در محل آببند قابل مشاهده است
- رنگآمیزی: تغییر رنگ اطراف درزگیر در اثر نشت
- چکه کردن: تجمع نشت فعال در زیر تجهیزات
- مه پاشی: پاشش ریز ناشی از نشتی آببند فشار بالا
شاخصهای عملیاتی
- از دست دادن روان کننده: نیاز مکرر به اضافه کردن روغن یا گریس
- آلودگی: وجود کثیفی یا رطوبت در نمونههای روانکننده
- مشکلات بلبرینگ: فرسودگی زودرس یاتاقان در اثر آلودگی یا از بین رفتن روانکار
- افزایش دما: گرم شدن یاتاقان در اثر روانکاری ناکافی
اثرات ارتعاش
- ساییدگی درزگیرها میتواند باعث ایجاد لرزش ناشی از اصطکاک شود
- اجزای فرکانس بالا از تماس با آببند
- در موارد شدید، ارتعاش زیرسنکرون ناشی از ناپایداری آببند
- اثرات ثانویه: لرزش یاتاقان ناشی از آلودگی یا از دست دادن روغن کاری
عواقب خرابی آببند
اثرات فوری
- از دست دادن روان کننده که نیاز به پر کردن مکرر دارد
- ورود آلودگی و تخریب روانکار باقیمانده
- از بین رفتن محصول یا رهاسازی محیطی (آببندهای فرآیندی)
- خطرات ایمنی ناشی از کف لغزنده یا انتشار مواد سمی
آسیب ثانویه
- خرابی بلبرینگ: روانکاری ناکافی یا آلودگی، یاتاقانها را خراب میکند.
- سایش تسریعشده: آلودگی ساینده، سایش را تسریع میکند
- خوردگی: نفوذ رطوبت باعث زنگ زدگی و خوردگی می شود
- آسیب کوپلینگ: اسپری روانکننده، عناصر کوپلینگ الاستومری را آلوده میکند
پیشگیری و نگهداری
انتخاب مناسب
- نوع آببند مناسب برای کاربرد (فشار، دما، سرعت، سازگاری شیمیایی) را انتخاب کنید
- از اندازه و مشخصات صحیح آببند استفاده کنید
- الزامات پرداخت سطح شفت را در نظر بگیرید (معمولاً کمتر از 0.8 میکرومتر Ra برای آببندهای لب)
- الاستومر را با سیال و دما تطبیق دهید (نیتریل، وایتون، PTFE و غیره)
شیوههای نصب
- قبل از نصب، تمام سطوح را تمیز کنید
- از ابزارهای نصب مناسب استفاده کنید (درزگیر، نه چکش)
- قبل از نصب، لبههای آببند را روغنکاری کنید
- هنگام سر خوردن روی شفت، از لبه آببند محافظت کنید (از غلاف نصب استفاده کنید)
- مربع بودن و قرارگیری مناسب آببند را بررسی کنید
شیوههای عملیاتی
- خوب نگه دارید تعادل و همترازی (کاهش حرکت و لرزش شفت)
- کنترل دمای عملیاتی در محدوده دمای آببندی
- از روانکاری کافی و رسیدن به آب بند اطمینان حاصل کنید
- از آلوده کردن ناحیه آببندی با مواد ناسازگار خودداری کنید
جایگزینی پیشگیرانه
- در طول تعمیر و نگهداری برنامهریزیشده، آببندها را تعویض کنید (منتظر خرابی نباشید)
- فواصل تعویض معمول: ۲ تا ۵ سال یا طبق توصیه سازنده
- هنگام باز کردن محفظههای یاتاقان، همیشه آببندها را تعویض کنید.
- کیتهای آببندی را در موجودی قطعات یدکی نگه دارید
ملاحظات ویژه
تجهیزات با ارتعاش بالا
- حرکت بیش از حد شفت به سرعت به آببندها آسیب میرساند
- برای دستیابی به عمر قابل قبول آببند، باید علل ریشهای ارتعاش را برطرف کرد.
- برای کاربردهای با ارتعاش بالا، آببندهای سنگین یا فنری را در نظر بگیرید.
محیطهای خشن
- دمای بالا: از الاستومرهای مقاوم در برابر دمای بالا یا آببندهای مکانیکی استفاده کنید
- ساینده: غلافهای محافظ شفت، آببندهای خروجی برای جلوگیری از ورود ذرات
- خورنده: مواد مقاوم در برابر مواد شیمیایی، سطوح پوشش داده شده
- خلاء: آببندهای ویژه با خروج گاز کم
عیبیابی مشکلات آببندی
خرابی زودرس آببندی
زمینههای تحقیق:
- وضعیت سطح شفت (زبری، خراش، خوردگی) را بررسی کنید
- میزان انحراف شفت را بررسی کنید (میزان انحراف بیش از حد، به سرعت آببندها را از بین میبرد)
- سطح ارتعاش را اندازهگیری کنید (ارتعاش زیاد عمر آببند را کاهش میدهد)
- دمای عملیاتی را در محدوده دمایی آببند تأیید کنید
- بررسی ناسازگاری شیمیایی
- بررسی شیوههای نصب
- نوع و اندازه صحیح آببند را برای کاربرد تأیید کنید
نشت مداوم
علل و راه حل های احتمالی:
- آسیب شفت: شیار ساییده شده در محور در محل آببند → محور را تعمیر کنید یا از غلاف تعمیری استفاده کنید
- میزان خروج بیش از حد: انحراف محور → انحراف محور را اصلاح کنید یا از آببند با ظرفیت بالاتر استفاده کنید
- جهت نادرست مهر و موم: مهر و موم را برعکس نصب کنید → به درستی دوباره نصب کنید
- آسیب دیدگی لبه آب بند: آسیب ناشی از نصب → تعویض و استفاده از تکنیک مناسب
- فشار نادرست: فشار از میزان مجاز آببند بیشتر است → از آببند با میزان مجاز فشار استفاده کنید یا فشار را کاهش دهید
مشکلات ارتعاشی مربوط به آببند
اصطکاک و ناپایداری آببند
- آببندهای تماسی میتوانند اصطکاک چسبندگی-لغزشی ایجاد کنند
- ممکن است در ایجاد ارتعاش یا پچ پچ با فرکانس پایین نقش داشته باشد
- آببندهای خشک به ویژه مستعد لرزش ناشی از اصطکاک هستند
- آببندهای غیرتماسی (لابیرنت) میتوانند ناپایداریهای آیرودینامیکی ایجاد کنند
مالش مهر و موم
- حرکت بیش از حد شفت باعث تماس سخت کاسه نمد با شفت میشود
- گرما تولید میکند، به سرعت به درزگیر آسیب میرساند
- میتواند ایجاد کند کمان حرارتی از گرمایش نامتقارن
- ممکن است لرزش و سر و صدای با فرکانس بالا ایجاد کند
تأثیر بر قابلیت اطمینان ماشین
یکپارچگی سیستم روانکاری
- آببندها مرز بحرانی سیستم روانکاری هستند
- خرابی آببند منجر به از دست رفتن روانکننده و ورود آلودگی میشود
- منجر به زوال سریع یاتاقان میشود
- میتواند به صورت آبشاری عمل کند تا خرابی کامل دستگاه را به دنبال داشته باشد
حفاظت از محیط زیست
- آببندها از نشت سیال فرآیند (پمپها، کمپرسورها) جلوگیری میکنند.
- عدم موفقیت میتواند باعث آلودگی محیط زیست شود
- نگرانیهای ایمنی در مورد مواد سمی یا قابل اشتعال
- مسائل مربوط به انطباق با مقررات
فناوریهای مدرن آببندی
طرحهای پیشرفته
- آببندهای چند لبه: لبهای آببندی چندگانه برای افزونگی
- مهر و موم های خروجی: عمل گریز از مرکز، آلایندهها را حذف میکند
- مهر و موم مغناطیسی: سیال مغناطیسی که توسط میدان مغناطیسی آببندی میشود
- آببندهای گاز خشک: آببندهای غیر تماسی برای کمپرسورهای پرسرعت
- آببندهای کارتریجی: واحدهای از پیش مونتاژ شده که نصب را ساده میکنند
پایش وضعیت
- سیستمهای تشخیص نشتی آببند
- نظارت بر جریان سیال شستشو (آببندهای مکانیکی)
- نظارت بر دما در محل آببندی
- نظارت بر ارتعاش و تشخیص مشکلات مربوط به آببند
نقصهای آببند، اگرچه اغلب در مقایسه با مشکلات یاتاقان یا روتور نادیده گرفته میشوند، تأثیرات مهمی بر قابلیت اطمینان ماشینآلات دارند. انتخاب صحیح آببند، نصب و تعویض پیشگیرانه آن همراه با پرداختن به علل ریشهای خرابی زودرس (لرزش، لنگی، آلودگی) تضمین میکند که آببندها وظایف اساسی خود را در حفظ روانکاری و جلوگیری از آلودگی در طول عمر طراحی خود انجام میدهند.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									