Razumevanje napak tesnil v vrtljivih strojih
Definicija: Kaj so napake tesnil?
Napake tesnil so poškodbe, obraba ali okvare tesnilnih komponent, ki preprečujejo puščanje maziva in preprečujejo vdor onesnaževalcev v vrteče se stroje. Med pogoste vrste tesnil spadajo ustna tesnila (radialna tesnila gredi), mehanska tesnila, labirintna tesnila in O-tesnila. Okvare tesnil se kažejo kot puščanje olja ali masti, vdor umazanije in vlage, povečano trenje in segrevanje ter v nekaterih primerih prispevanje k vibracije z drgnjenjem ali ustvarjanjem nestabilnosti.
Čeprav se tesnila morda zdijo manjše komponente, ima njihova okvara resne posledice: izguba mazanja vodi do hitre odpovedi ležajev, pospešuje se vdor onesnaženja. nositi, ... in v procesni opremi (črpalkah) lahko okvara tesnila povzroči izgubo izdelka, onesnaženje okolja ali varnostne nevarnosti.
Pogoste vrste tesnil in njihove napake
1. Tesnila z ustjem (radialna tesnila gredi)
Elastomerna tesnila z vrtljivo gredjo, ki se dotika fleksibilne ustnice:
Pogoste napake
- Nošenje ustnic: Trenje obrabi material ustnice, sčasoma izgubi tesnilni stik
- Utrjevanje: Zaradi vročine ali staranja se elastomer strdi, ustnica izgubi prožnost in prilagodljivost
- Razpoke: Razpoke na ustnicah zaradi starosti, kemikalij ali prekomernega iztekanje gredi
- Raztrganje ustnic: Poškodbe zaradi namestitve, napake gredi ali prekomerne vibracije
- Izguba podvezice pri pomladi: Vzmet, ki ohranja stik ustnic, se zlomi ali odpade
Simptomi
- Puščanje olja ali masti na izhodnih točkah gredi
- Vstop onesnaženja (vidna umazanija v ležajnem območju)
- Povečanje temperature ležaja zaradi izgube maziva
- Povečanje vibracij ležajev zaradi onesnaženja
2. Mehanska tesnila za obraz
Uporablja se v črpalkah in visokotlačnih aplikacijah:
Pogoste napake
- Oblačila za obraz: Obraba stičnih površin, povečanje puščanja
- Poškodba obraza: Praske, odkruški, termične razpoke na tesnilnih površinah
- Okvara O-tesnila: Sekundarna tesnila se poslabšajo
- Odpoved vzmeti: Vzmeti, ki zagotavljajo pritisk na čelo, se zlomijo ali oslabijo
- Koksiranje/Usedline: Nabiranje materiala preprečuje pravilen stik s površino
Simptomi
- Vidno puščanje na tesnilu
- Emisija pare ali hlapov (pri tesnjenju vročih tekočin)
- Cviljenje zaradi stika z obrazom
- Visoka temperatura tesnila
- Vibracije zaradi nestabilnosti stika s ploskvijo
3. Labirintna tesnila
Brezkontaktna tesnila v turbinah in kompresorjih:
Pogoste napake
- Obraba zob: Labirintni zobje obrabljeni ali zlomljeni zaradi drgnjenja
- Povečanje razdalje: Obraba ali toplotna rast povečata zračnost in zmanjšata učinkovitost tesnjenja
- Drgnjenja: Stik zaradi prekomernih vibracij ali gibanja gredi poškoduje zobe
- Depoziti: Nabiranje ogljika ali vodnega kamna, ki vpliva na zračnost
Simptomi
- Povečano puščanje (merljiv pretok ali izguba tlaka)
- Zmanjšanje učinkovitosti (notranje puščanje)
- Vibracije zaradi drgnjenja (lahko sprožijo parni vrtinec v nekaterih primerih)
- Dokazi stika (sledi obrabe, razbarvanje zaradi vročine)
4. O-tesnila in statična tesnila
- Kompresijski komplet: Trajna deformacija zaradi trajne kompresije
- Kemični napad: Nezdružljive tekočine, ki razgrajujejo elastomer
- Ekstrudiranje: O-obroč je pod pritiskom iztisnjen iz utora
- Toplotna škoda: Toplotno staranje, utrjevanje, razpoke
Vzroki za odpoved tesnila
Normalna obraba
- Kontaktna tesnila imajo omejeno življenjsko dobo zaradi trenja.
- Tipična življenjska doba tesnila: 5.000–20.000 obratovalnih ur
- Življenjska doba mehanskega tesnila: 10.000–50.000 ur, odvisno od uporabe
- Stopnja obrabe je odvisna od površine gredi, hitrosti in mazanja
Poškodba pri namestitvi
- Tesnilna ustnica je bila med namestitvijo prerezana ali poškodovana
- Tesnilo ni pravilno nameščeno v ohišju
- Napake na površini gredi, trganje tesnilne ustnice
- Kontaminacija med montažo
Delovni pogoji
- Prekomerno otekanje gredi: Ekscentričnost ali vibracije gredi, ki presegajo zmožnost tesnjenja
- Visoka temperatura: Razgradnja elastomernih materialov
- Kemijska nezdružljivost: Procesne tekočine napadajo tesnilne materiale
- Abrazivno okolje: Delci, ki poškodujejo tesnilne površine
- Suhi tek: Izguba maziva tesnila povzroča hitro obrabo
Mehanske težave
- Prekomerne vibracije zaradi neravnovesje ali neusklajenost
- Okvare gredi (praske, odrgnine) poškodbe tesnilnih ustnic
- Okvara ležaja, ki omogoča prekomerno gibanje gredi
- Toplotna rast, ki vpliva na prileganje tesnila
Odkrivanje napak tesnil
Vizualni kazalniki
- Puščanje: Olje, mast ali procesna tekočina vidna na mestu tesnila
- Barvanje: Razbarvanje okoli tesnila zaradi pronicanja
- Kapljanje: Aktivno zbiranje puščanja pod opremo
- Meglenje: Fino pršenje zaradi puščanja tesnila pod visokim tlakom
Operativni kazalniki
- Izguba maziva: Pogosto je treba dodajati olje ali mast
- Kontaminacija: Umazanija ali vlaga v vzorcih maziva
- Težave z ležaji: Prezgodnja obraba ležajev zaradi onesnaženja ali izgube maziva
- Dvig temperature: Segrevanje ležajev zaradi nezadostnega mazanja
Učinki vibracij
- Drgnjenje tesnil lahko povzroči vibracije zaradi trenja
- Visokofrekostne komponente zaradi stika tesnila
- V hujših primerih subsinhrone vibracije zaradi nestabilnosti tesnila
- Sekundarni učinki: vibracije ležajev zaradi onesnaženja ali izgube maziva
Posledice odpovedi tesnila
Takojšnji učinki
- Izguba maziva, ki zahteva pogosto dolivanje
- Vstop kontaminacije, ki razgrajuje preostalo mazivo
- Izguba izdelka ali izpust v okolje (procesna tesnila)
- Varnostne nevarnosti zaradi spolzkih tal ali sproščanja strupenih snovi
Sekundarna škoda
- Okvara ležaja: Nezadostno mazanje ali onesnaženje uniči ležaje
- Pospešena obraba: Abrazivna kontaminacija pospešuje obrabo
- Korozija: Vdor vlage povzroča rjo in korozijo
- Poškodba sklopke: Mazalni sprej onesnaži elastomerne sklopne elemente
Preprečevanje in vzdrževanje
Pravilna izbira
- Izberite vrsto tesnila, ki je primerna za uporabo (tlak, temperatura, hitrost, kemična združljivost)
- Uporabite pravilno velikost in specifikacijo tesnila
- Upoštevajte zahteve glede površinske obdelave gredi (običajno < 0,8 µm Ra za tesnila z ustjem)
- Elastomer prilagodite tekočini in temperaturi (nitril, viton, PTFE itd.)
Prakse namestitve
- Pred namestitvijo očistite vse površine
- Uporabite ustrezno orodje za namestitev (izvijače tesnil, ne kladiv)
- Pred namestitvijo namažite tesnilne robove
- Zaščitite tesnilno ustnico pri drsenju čez gred (uporabite montažni tulec)
- Preverite pravokotnost in pravilno namestitev tesnila
Operativne prakse
- Ohranite dobro ravnovesje in poravnava (zmanjšanje gibanja in vibracij gredi)
- Nadzorujte delovne temperature znotraj nazivne vrednosti tesnjenja
- Zagotovite ustrezno mazanje, ki doseže tesnilo
- Izogibajte se kontaminaciji tesnilnega območja z nezdružljivimi materiali
Preventivna zamenjava
- Med načrtovanim vzdrževanjem zamenjajte tesnila (ne čakajte na okvaro)
- Tipični intervali zamenjave: 2–5 let ali po priporočilu proizvajalca
- Pri odpiranju ohišja ležajev vedno zamenjajte tesnila
- Komplete tesnil hranite v zalogi rezervnih delov
Posebni premisleki
Oprema z visokimi vibracijami
- Prekomerno gibanje gredi hitro poškoduje tesnila
- Za doseganje sprejemljive življenjske dobe tesnila je treba odpraviti temeljne vzroke vibracij.
- Za aplikacije z visokimi vibracijami razmislite o težkih ali vzmetnih tesnilih
Ekstremna okolja
- Visoka temperatura: Uporabite visokotemperaturne elastomere ali mehanska tesnila
- Brusilo: Zaščitne tulci gredi, tesnila iztisnega sistema za preprečevanje delcev
- Jedko: Kemično odporni materiali, premazane površine
- Vakuum: Posebna tesnila z nizkim sproščanjem plinov
Odpravljanje težav s tesnili
Prezgodnja odpoved tesnila
Področja preiskav:
- Preverite stanje površine gredi (hrapavost, praske, korozija)
- Preverite oprijem gredi (prekomerno oprijemanje hitro uniči tesnila)
- Izmerite raven vibracij (visoke vibracije skrajšajo življenjsko dobo tesnila)
- Preverite delovno temperaturo znotraj nazivne vrednosti tesnila
- Preverite kemično nezdružljivost
- Preučite postopke namestitve
- Preverite pravilno vrsto in velikost tesnila za uporabo
Vztrajno puščanje
Možni vzroki in rešitve:
- Poškodba gredi: Utor na gredi na mestu tesnila obrabljen → popravite gred ali uporabite popravni tulec
- Prekomerno iztekanje: Ekscentričnost gredi → popravite oprijem ali uporabite tesnilo z večjo nosilnostjo
- Napačna orientacija tesnila: Tesnilo nameščeno obrnjeno → pravilno ponovno namestite
- Poškodovana tesnilna ustnica: Poškodba pri namestitvi → zamenjajte in uporabite ustrezno tehniko
- Nepravilen tlak: Tlak presega nazivno vrednost tesnila → uporabite tesnilo, odporno na tlak, ali zmanjšajte tlak
Težave z vibracijami, povezanimi s tesnilom
Trenje in nestabilnost tesnila
- Kontaktna tesnila lahko povzročijo trenje zaradi lepljivega zdrsa
- Lahko prispeva k nizkofrekvenčnim vibracijam ali šumenju
- Tesnila za suhi tek, ki so še posebej nagnjena k trenju in vibracijam
- Brezkontaktna tesnila (labirint) lahko povzročijo aerodinamične nestabilnosti
Seal Drgnjenje
- Prekomerno gibanje gredi povzroča trd stik med tesnilom in gredjo
- Ustvarja toploto in hitro poškoduje tesnilo
- Lahko ustvari termični lok zaradi asimetričnega ogrevanja
- Lahko povzroči visokofrekvenčne vibracije in hrup
Vpliv na zanesljivost strojev
Celovitost mazalnega sistema
- Tesnila so ključna meja mazalnega sistema
- Okvara tesnila povzroči izgubo maziva in vdor onesnaženja
- Posledice so hitra obraba ležajev
- Lahko se kaskadno sproži do popolne okvare stroja.
Varstvo okolja
- Tesnila preprečujejo puščanje procesnih tekočin (črpalke, kompresorji)
- Napaka lahko povzroči onesnaženje okolja
- Varnostni pomisleki glede strupenih ali vnetljivih snovi
- Težave s skladnostjo s predpisi
Sodobne tehnologije tesnjenja
Napredni modeli
- Večstranska tesnila: Več tesnilnih ustnic za redundanco
- Tesnila iztisovalnika: Centrifugalno delovanje izključuje onesnaževalce
- Magnetna tesnila: Magnetna tekočina, zaprta z magnetnim poljem
- Tesnila za suhi plin: Brezkontaktna tesnila za visokohitrostne kompresorje
- Tesnila v kartušah: Predhodno sestavljene enote poenostavljajo namestitev
Spremljanje stanja
- Sistemi za zaznavanje puščanja tesnil
- Spremljanje pretoka izpiralne tekočine (mehanska tesnila)
- Spremljanje temperature na mestu tesnjenja
- Spremljanje vibracij, ki odkriva težave, povezane s tesnili
Okvare tesnil, čeprav jih v primerjavi s težavami z ležaji ali rotorjem pogosto spregledamo, imajo kritičen vpliv na zanesljivost strojev. Pravilna izbira, namestitev in preventivna zamenjava tesnil v kombinaciji z odpravljanjem temeljnih vzrokov za prezgodnjo odpoved (vibracije, iztekanje, kontaminacija) zagotavljajo, da tesnila opravljajo svoje bistvene funkcije zadrževanja maziva in preprečevanja kontaminacije skozi celotno življenjsko dobo.
Kategorije: GlosarDiagnostika vibracij
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 