Набивка сальниковая ап, хбп, лп, афт. Набивка сальников Материал сальниковой набивки

Сальниковые набивки в арматуре низкого, среднего и высокого давления служат для заполнения сальника в целях предотвращения пропуска среды через зазоры между движущимся шпинделем и крышкой, а у арматуры сверхвысоких параметров, кроме того, для заполнения сальника подвижного поршня - крышки и корпуса арматуры.

Набивки, пропитанные антифрикционным составом, применяются также с целью смазки сальника и корпуса цилиндра арматуры сверхвысокого давления.

Набивка должна создавать наименьшее трение о шпиндель и должна быть устойчивой против износа под воздействием среды, стойкой в условиях работы при высокой температуре и давлении, и не должна задирать шпиндель и поршень - крышку во время открытия и закрытия арматуры.

Тип и материал набивок выбираются в зависимости от среды, давления и температуры. Применение набивок в зависимости от среды и ее параметров приведено в таблице:

Типы сальниковых набивок и область их применения

Набивки различаются твердые и мягкие. Мягкие сальниковые набивки изготовляются из:

• волокнистых материалов растительного происхождения - хлопчатобумажной, льняной, пеньковой или жгутовой пряжи;
• асбестового волокна или пряжи, содержащих примеси хлопковых волокон и усиленных металлической проволокой.

Твердые набивки изготовляются из металла или сочетания металла с асбестом или графитом. Металлические набивки не получили широкого распространения.

В связи с тем, что сальниковая набивка может приводить к коррозии штоков, набивку сальников необходимо производить после окончания монтажных работ перед гидравлическим испытанием паропроводов.

Прокладки между фланцевыми соединениями устанавливаются металлические точеные зубчатые на мастике из графита, приготовленной на натуральной олифе. Если отсутствуют прокладки из положенного материала, то их можно изготовить из обрезков труб паропровода.

Сальниковые набивки для арматуры среднего и низкого давления.

Изготовляются трех типов: плетеные, скатанные и кольцевые. Набивки различаются по форме, конструкции и оплетке. По конструкции набивки разделяются на плетеные, прессованные и пасты.

Для заполнения сальника шнур разрезают на отрезки, свертывают в кольца и таким образом закладывают в сальниковую коробку. Эти набивки преимущественно применяются для среды с температурой до 400 °С.

Для давлений выше 200 кгс/см2 и температуры выше 400 °С набивочные кольца прессуются из графита, смеси асбеста с графитом или их составляют из металлической оболочки с мягким сердечником.

По форме сечения набивки разделяются на круглые и квадратные. Наибольшее применение имеют набивки квадратные, потому что лучше обжимают шпиндель.

По роду оплетения набивки бывают трех типов:

• с одним плетением;
• с несколькими плетениями;
• насквозь плетеные.

Для давлений до 10 кгс/см2 можно применять набивку с одним оплетением, для давлений от 10 до 64 кгс/см2 набивку с несколькими оплетениями и при давлениях свыше 64 кгс/см2 применяют набивку насквозь плетеную.

Набивки размерами до 19 мм при огибании вокруг оправки диаметром 75 мм и набивки размером свыше 22 мм вокруг оправки диаметром 150 мм не должны иметь выпучивания и расслаивания. Поверхность набивки должна быть ровной, не липкой, на ней не должно быть выступающих оборванных ниток.

Стандартные размеры, установленные для набивок: 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 19, 22 мм.

Сальниковые набивки для арматуры высокого давления.

Пар высокого давления значительно быстрее разъедает каналы в местах неплотностей, через которые он просачивается, парение сальников при этом быстро увеличивается.

Если набивку дефектных сальников не заменить после начала парения сальника, то произойдет сильная эрозия металла шпинделя и шпиндель необходимо будет заменить новым.

На трубопроводах при давлении до 140 ата и температуре до 570 °С для сальниковых уплотнений арматуры применяют набивки различных типов, изготовленные из асбеста и графита.

Асбестовый шнур, пропитанный высококачественным цилиндровым маслом, применяется в качестве материала для набивок сальников для воды с температурой до 250 °С. Пропитка цилиндровым маслом предохраняет асбест от проникновения влаги, разрушающей асбест.

Набивка из асбеста применяется в виде колец, обильно протертых графитом, чем обеспечивается смазка шпинделя и уменьшается трение. При изготовлении набивки непосредственно на месте отдельные нити расплетенного асбестового шнура сечением 3-5 мм2 пропитывают смесью цилиндрического масла или вискозина 7 и серебристого графита.

В состав мастик для пропитки набивки входит 90% графита и 10% масла. На 1 кг асбестового шнура расходуется 0,1 кг пропитывающей смеси.

Кольца набивки можно прессовать в специальном прессе или непосредственно в сальниковой коробке нажимом сальниковой буксы. Укладку колец в сальниковую коробку нужно производить с разноской стыков колец по окружности на 90 °. Асбестовые набивки применяют для арматуры высокого давления, с температурой перегретого пара 525-535 °С.

Сальниковые набивки на графитовой основе.

Графит как материал для сальниковой набивки по сравнению с асбестовой основой обладает рядом достоинств: он не выгорает при высоких температурах, хорошо смазывает шпиндель и не впитывает влагу. К недостаткам графита относится способность некоторых сталей под слоем графита сильно корродировать. Опасность коррозии шпинделей особенно велика после гидравлического испытания при длительном хранении арматуры на складе или установленной на трубопроводе и не находящейся в эксплуатации. Ввиду этого набивку сальников устанавливают непосредственно перед вводом арматуры в эксплуатацию.

Для сальниковой набивки применяют чешуйчатый графит. Графит для сальниковой набивки должен быть свободен от минеральных и органических примесей и не содержать жиров. Содержание углерода должно быть не менее 90%. Набивка из чистого графита очень устойчива в работе. При правильном ее изготовлении;не возникает необходимости в.подтяжках и перебивках сальников в течение нескольких лет. Графитовая набивка является самой надежной из всех набивок, работающих при температуре пара 525-550 °С и выше.

Для уплотнений арматуры используют пустотелые свинцовые и красно-медные кольца, плотно набитые графитом и запаянные с обоих концов. На внутренней стороне колец сверлятся отверстия, через которые проходит графит для смазки штоков.

Свинцовые, набитые графитом кольца применяются для арматуры, устанавливаемой на трубопроводах, где температура протекающей среды не превышает 300 °С.

Применяют для уплотнений также бронированные шлифованные угольные кольца, изготовленые из высококачественного искусственного угля. На угольные кольца насаживают в нагретом состоянии медные или стальные кольца. После охлаждения угольное кольцо получает остаточные напряжения сжатия, благодаря чему оно выдерживает нажатие шпинделя без нарушения плотности при расширении от нагрева.

Сальниковые набивки на асбестовой основе.

Изготовляются в виде графито-асбестовой мастики, прессованной отдельно вне сальника в виде полуколец или в сальниковой камере. Для приготовления мастики как связывающий элемент берут 20-25 % по весу хризолитовый асбест мягкой структуры с распущенными волокнамй и чешуйчатый графит. В процессе смешивания добавляют воду в количестве 5 % общего веса смеси.

Для обеспечения удовлетворительной работы сальников и устранения пропаривания или пропусков среды необходимо применять только набивки, предназначенные для данной среды и параметров.

Для создания должной плотности набивка должна быть сжата сальниковой втулкой настолько, чтобы боковые давления на уплотнительные поверхности были достаточны для поддержания герметичности и в то же время не затрудняли перемещение шпинделя и не портили его поверхность.

Если нижние слои набивки недостаточно уплотнены, то нажатием сверху уплотняются только верхние слои набивки, а нижние остаются неуплотненными и сальник может пропаривать или пропускать. При хорошем уплотнении нижних слоев набивки и при дальнейшем уплотнении верхних сальники хорошо уплотняются на всю свою высоту и не пропаривают. Поэтому при укладке набивки в сальниковую камеру необходимо следить за тем, чтобы нижние слои набивки были хорошо уплотнены. При хорошем уплотнении нижних колец набивки верхние слои не требуют больших давлений для получения хороших уплотнений и шпиндель арматуры при этом будет вращаться легко.

Во время ревизии арматуры все элементы сальникового уплотнения и шпиндели необходимо тщательно очищать и осматривать, обнаруженные дефекты должны полностью устраняться.

Шпиндели должны иметь цилиндрическую и хорошо отполированную поверхность. Зазор между буксой и шпинделем 0,1-0,15 мм.

При набивке сальников необходимо следить за тем, чтобы кольца, коробка, шпиндель и инструмент для укладки были чистыми, и работа по набивке колец должна производиться с соблюдением чистоты.

Для арматуры, установленной на паропроводах, не следует применять промасленную набивку, так как пропитка выгорает и набивка дает усадку, что вызывает необходимость в подтяжке и добавке дополнительных колец. Кроме того, выгорающее масло плотно пристает к поверхности шпинделя, образуя трудно удаляемый нагар, который при перемещении шпинделя разрушает набивку, нарушает плотность сальника и ускоряет износ шпинделя.

В настоящее время часто для сальников паровой арматуры применяют набивочные кольца из сырого асбестового шнура, обильно пропитанного графитом. При укладке колец между ними засыпают сухой графит слоем 3-4 мм и обжимают кольца в сальниковой камере.

Для устранения утечки из сальника чешуек графита зазор между шпинделем, верхней и нижней сальниковой буксами должен быть не более 0,05 мм, в сальниковой камере устанавливается специально нижняя втулка, между верхней и нижней втулками сверху и снизу сальниковой набивки прокладывают прографиченные асбестовые кольца, плотно охватывающие шпиндель.

Для устранения утечки графита из сальника снизу и сверху набивки, а также в промежутках между графитом, как это показано на рисунке:

По всей высоте сальника укладываются кольца из паранита толщиной 0,5-1 мм, внутренний диаметр которых на 0,5 мм меньше диаметра шпинделя, а наружный диаметр равен диаметру расточки камеры.

Шпиндели и буксы арматуры для работы с графитовыми сальниками, изготовляются из стали, предназначенной для азотирования. Высокая твердость наружной поверхности азотированной стали предохраняет шпиндель от заеданий в буксах.

Шпиндели, предназначенные для работы с графитовыми уплотнениями, должны быть перед азотированием тщательно отполированы.

Графитовые сальники набиваются в следующем порядке: тщательно очищают шпиндель и сальниковую камеру, устанавливают нижнюю втулку, являющуюся основанием уплотнения, нижнее асбестовое или паранитовое кольцо, наполняют сальниковую камеру сухим чешуйчатым графитом, графит обжимают при помощи верхней сальниковой буксы, буксу поднимают и камеру дополняют графитом. Наполняют и уплотняют графит до тех пор, пока втулка сальника будет заходить лишь на 10-15 мм. После этого укладывают верхнее асбестовое кольцо. После окончания набивки сальника шпиндель туго перемещается, но после нескольких открытый и закрытий шпиндель передвигается нормально.

При горизонтальном расположении арматуры сальники набивают чешуйчатым графитом, смоченным водой или чистым глицерином, в виде густой кашицы. Набивка сальников графитом производится также из готовых прессованных из графита колец. После укладки и зажатия сальника буксой графитовые кольца разрушаются, обеспечивая тем самым хорошее уплотнение.

При набивке сальников мастикой, приготовленной на асбесто-графитовой основе, первоначально на дно сальниковой камеры помещают кольцо из сухого прографи-ченного асбестового шнура, заполняют камеру мастикой или полукольцами и после заполнения сальника кладут кольцо из прографиченного асбестового шнура и зажимают буксой.

Набивки на асбесто-графитовой основе применяются для паровой и водяной арматуры, работающей при давлении не свыше 100 ата. Для хорошей и надежной работы сальника необходимо следить за тем, чтобы в сальник не проникала влага.

Для обеспечения надежной работы сальниковых уплотнений арматуры необходимо соблюдать следующие правила:

1. Перед укладкой набивки сальниковая коробка и шпиндель должны быть тщательно очищены от следов старой набивки.
2. При смене сильно изношенной набивки ее необходимо удалять из сальника полностью. Изношенную сальниковую набивку можно использовать только частично, но ее при этом необходимо снова пропитать смазкой и укладывать только в верхние слои.
3. Укладку набивки в сальниковую коробку необходимо производить отдельными кольцами, с разноской стыков на угол не менее 90°.
4. При перерезании плетеных набивок во избежание расплетания или разлохмачивания концов до установки рекомендуется предварительно обвязывать по обе стороны их разрезы суровой ниткой или мягкой медной проволокой. В набивках из растительного волокна набивку можно оставить на кольцах при заполнении ими сальника, что увеличивает ее долговечность.
5. Стыки колец должны быть ровно обрезаны острым ножом под углом 45°.
6. Нарезанные кольца должны свободно, но без большого зазора входить в гнездо. Каждое кольцо вкладывают в гнездо отдельно и обжимают, начиная снизу, специальной деревянной трамбовкой или нажимной втулкой. Укладка шнура спирально не допускается. Высота обжатой набивки должна быть такой, чтобы сальник можно было при необходимости подтянуть. Для арматуры диаметром /менее 100 мм высота возможного подтягивания сальника принимается около 20 мм, а для арматуры диаметром более 100 мм-20-30 мм.
7. Затяжка сальниковых болтов должна производиться без перекосов и применения больших усилий. Чрезмерная затяжка сальника приводит к выдавливанию смазочных включений, к ускоренному износу и увеличению трения.
8. В первое время после установки набивки необходимо следить за затяжкой сальников. Набивка сальников иногда выгорает или разбухает в зависимости от рода и температуры среды. А поэтому иногда требуется дополнительно подтягивать или ослаблять набивку сальников для компенсации расширения или разбухания набивки.
9. За время длительной остановки набивка арматуры может высохнуть, поэтому перед новым включением арматуры в работу необходимо подтянуть или перепаковать сальники.

В современных системах отопления всё большую популярность находят котлы, работающие на пеллетах. В таком котле одним из элементов являются горелки пеллетные. Заказать такие горелки можно перейдя по ссылке.

В нашей практике бывало, что из-за несвоевременной или неправильной замены набивки или неправильной ее эксплуатации консольный насос перегревался, «клинил» и выходил из строя. И посему не будет лишним напомнить правила по замене набивки в консольных насосах.
Итак, чтобы заменить набивку в консольном насосе, нужно:

1. Удалить старый уплотнитель из коробки сальника и тщательно очистить всю коробку и вал, а также проверить состояние вала или втулки. При сильном износе произвести регенерацию или заменить на новые.

2. Подобрать соответствующий размер набивки. Для этого следует измерить диаметр вала или втулки, а также внутренний диаметр коробки в зоне уплотнения. Половина разницы диаметра является требуемым размером набивки.

3. Для монтажа в коробке использовать правильно отрезанные и сформированные в кольца частей набивки (см. рис. ниже). Запрещена спиральная намотка набивки. Во время намотки набивка должна быть слегка напряжена, но не натянута.

4. Самое лучшее при монтаже набивки – это накладка сформированных колец (спрессованных) вне сальника. В этом случае гнездо пресса должно иметь внешний диаметр на 0,05 мм больший диаметра валика и тот же самый заниженный размер для диаметра коробки сальника.

5. Спрессованные кольца (относительно правильно отрезанные части набивки) располагать по одной в коробке, убеждаясь в том, правильно ли они заполняют уплотняемое пространство таким образом, чтобы в месте соприкосновения концов кольца не образовывалась щель, а также чтобы кольца не заходили одно на другое.

6. После расположения последнего кольца в коробке вложить сальник, прикрутить болты пальцами или слегка ключом.

7. Для обеспечения правильного введения сальника, высота набивочного пакета должна быть меньше длины сальника, по крайней мере, на 1/2 толщины набивки.

8. После завершения набивки следует запустить насос. В первое время после запуска набивка должна пропускать даже в том случае, если течь большая. Значительная течь в первый период работы в результате приведет к значительному росту прочности набивки. В это время происходит увеличение набивки в результате теплового расширения и абсорбции набивочного тела. В результате получаем повышенную плотность набивки и увеличение ее прижимания к валу. Это предварительное самоуплотнение сальника. Если в этот период течь будет полностью остановлена, сальник следует слегка освободить так, чтобы течь продолжа9. Приблизительно после истечения одного часа работы насоса следует постепенно и равномерно прикручивать сальник. Чаще всего следует прикручивать гайки, каждые 0,5 мин. На 1/6 оборота. Прикручивание осуществлять до тех пор, пока течь не будет равна 3-4 каплям на минуту на каждый сантиметр диаметра вала.

ВАЖНО! Для правильной работы сальниковой набивки насоса необходима течь. Слишком сильное прикручивание сальника, характеризующееся повышением температуры и отсутствием течи, вызывает увеличение трения и ухудшение удаления теплоты из зоны трения. В результате происходит быстрое удаление импрегнирующих веществ, перегрев и затвердение набивки в месте соприкосновения с валом, и тем самым потеря эластичности. Такая набивка не имеет уплотнительных свойств, и дальнейший ее зажим может вызвать поломку вала или втулки.

10. Во время эксплуатации следует проверять течь, по крайней мере, раз в сутки. Если течь больше необходимой, ее размер определяем в соответствии с принципами, представленными в пункте 9.

11. Полная закрутка сальника во время эксплуатации не может превысить 40% начальной высоты пакета. После достижение этого размера набивку следует сменить. Не рекомендуется ввод новых колец для удлинения комплекта. Основные потери, вызванные набивкой, возникают в последней фазе эксплуатации, когда отсутствуют смазочные вещества и набивка содержит в себе частички из уплотняемого тела, а также продукты износа вала.

Набивка в насосах: виды, используемые для консольных насосов

Задача любого уплотнения ясна из его названия - уплотнить конечно. Не дать среде просочиться из трубопровода, емкости, механизма. Вопрос - как.

В каталогах нередко обращает на себя внимание довольно обширный ассортимент материалов прокладок и набивок - ясно, что для конкретной задачи наилучшим образом подходит определенный материал. Попробуем слегка разобраться что тут к чему.

САЛЬНИК КЛАПАНА

Работа сальника (уплотнения штока) клапана характеризуется малоподвижностью. С одной стороны это хорошо - уплотнение можно хорошенько затянуть, обеспечип его надежность. С другой стороны клапан иногда нужно открывать и закрывать, и зажатый до предела сальник отнюдь не облегчает эту задачу. Кроме того металл штока клапана довольно быстро истирается набивкой и корродирует.

Существует ряд набивок усиленых стальной или медной проволокой и даже набивки выполненые целиком из железной или алюминиевой фольги. Советую осторожно применять такие материалы, то есть не применять их там, где нормально стоит обычная набивка - металл быстро истирает шток клапана.

Вот некоторые хитрости про сальники: Старайся положить в набивку побольше смазки, соответствующей среде конечно. Хороши графит для пара, можно с турбинным маслом, коллоидная медная смазка на горячих газов или топлива, просто солидол на воде.

Не советуют применять дисульфитмолибденовую смазку - сера входящая в ее состав помимо отличных антифрикционных свойств обладает коррозионной агрессивностью, особенно при наличии воды. Стальной шток клапана быстро пострадает от такой смазки.

Паровая набивка прослужит долше если не давать ей "парить" - при малейшей протечке пара набивка быстро пересыхает и придется ее полностью менять.
При открытии больших паровых клапанов полезно зажим сальника слегка ослабить, а открыв, снова подтянуть.

При переборке клапана предназначеного для воды или масла (не слишком горячего) полезно вместо первого кольца набивки положить резиновое кольцо плотно охватывающее шток. С ним уплотнение простоит дольше.

САЛЬНИК НАСОСА

В отличие от сальника клапана сальник насоса работает на подвижном соединении - вал насоса вращается (центробежный, винтовой и т.д.) или штока насоса перемещаются (поршневой, золотниковый, мембранный)

Возвращаясь к правилу идеального устройства сформулированому в ТРИЗ можно определить что идеальный сальник - отсутствующий сальник.
И такие насосы имеются - это насосы с магнитной муфтой. Передача усилия с приводного двигателя на вал насоса осуществляется специальной муфтой с постоянными магнитами закрепленными на стакане, охватывающем цилиндрический корпус в котором вращается якорь муфты соединенный с собственно насосом. Таким образом вал не проходит внутрь корпуса насоса, он как бы разрезан пополам, стало быть уплотнения нет! Но это исключение из правил.

Набивка для насосов определяется двумя основными параметрами - скоростью вала и температурой. Конечно, имеет значение и перекачиваемая среда. Большинство набивок выполняется из тех-же материалов что и набивки для клапанов. Это минеральное волокно или стекловолокно (раньше широко применялся асбест), пенька, хлопковые волокна, тефлон. Шнур пропитывается смазками, графитом или тефлоновой эмульсией в зависимости от материала. На плунжерных масляных насосах хорошо работает "шевронная" резинотканевая набивка. Такая набивка имеет свойство самоуплотнения под действием давления масла - работает подобно манжете. Именно такие уплотнения стоят в плунжерах рулевых машин.

Отличные результаты дают механические сальники . Существует множество их разновидностей, использующих единый принцип - уплотнение осуществляется двумя точно притертыми плоскими поверхностями уплотнительных колец. Вариации на эту тему включают в себя применение различных конструкций прижимных пружин, корпусов, комбинаций резиновых колец или манжет, материалов колец.

Достоинство механических уплотнений - их надежность, длинный срок службы, мизерные протечки, они не требуют периодического обслуживания. Однако и механические сальники не лишены недостатков. Главный из них - для установки или замены сальника требуется разобщать насос и привод - сальник устанавливается только "надеванием" на вал (в то время как набивку можно установить прямо на месте).

В последнее время производители предлагают разъемные механические сальники, в которых все детали разрезаны пополам и также монтируются на месте. Конечно надежность такого "компромисного" варианта будет заметно ниже.

Кроме этого механический сальник весьма чуствителен к абразивным частицам (песок, ржавчина, шлам), при перекачке воды, особенно горячей, подвержен накипеобразованию.

Механическое уплотнение требует тщательной установки, особенно центровкив плоскости - малейший перекос сведет на нет все его достоинства. В некоторых моделях под уплотнительным кольцом ставят так называемое опорное кольцо со сферическим сопряжением. Таким образом удается скомпенсировать небольшой перекос связаный как правило с неточностью деталей корпусов насоса.

Механическое уплотнение чутко реагирует на осевые смещения вала насоса - например при тепловом расширении. Эту проблему производители также пытаются решить примененим специальных подпружиненных конструкций сальников.
Кроме этого мехсальник плохо переносит вибрацию .

Главные условия для хорошей работы механического сальника - это аккуратная установка. Следует очень тщательно очищать гнездо под кольцо и сажать его плотно, до упора на дно гнезда, чтобы исключить малейший перекос. Не следует также пережимать сальник, устанавливать его в точном соответствии с инструкцией. Пережатый сальник будет плохо смазываться, перегреваться и истираться, и быстро выйдет из строя.

Следует учитывать, что механические сальники с одиночной пружиной охватывающей вал чувствительны к направлению вращения – они должны устанавливаться так, чтобы пружина, если смотреть со стороны уплотняюжего кольца, работала в положении «ввинчивающегося винта». Мультипружинные сальники (с маленькими пружинами расплолжеными в корпусе сальника по окружности) не имеют установочного направления вращения.

Сложно сказать, какая конструкция надежнее. В мультипружинном сальнике поломка одной-двух пружинок не приведет к протечке сальника, в отличии от поломки монопружины. Однако за это приходится расплачиваться более «жесткой» характеристикой износа – при истирании уплотнительного кольца сальника сила, с которой они сжимаются пружинами падает быстрее, чем в сальнике в монопружиной. Кроме того такие сальники более чувствительны к коррозии и загрязнениям, вибрации – мелкие пружинки быстрее выходят из строя ржавея или истираясь.

В общем то большинство премудростей как правило описано в инструкции к сальнику - не поленитесь прочитать ее!

Почему течет сальник?

Общеизветными и безусловными причинами течи сальниковых набивок насосов является износ, во первых самой набивки, во вторых поверхности вала, по которой она работает.

Однако хорошо известно, что в то время, когда на одном насосе набивка работает месяцами, рядом, на таком же ее приходится менять через неделю. В чем же дело?
Фирмы занимающиеся выпуском уплотнительных материалов занимаются довольно интенсивными исследованиями на эту тему. Причины недолговечности набивок, найденые ими довольно очевидны.
Итак, почему же он течет:

Геометрия.

Геометрические размеры вала (втулки) по которому работает набивка весьма существенны. Малейшее, в сотые миллиметра, отклонение от округлой формы - овальность , смещение центра , заметно снизят срок службы сальника.

Действительно, тогда набивка или будет постоянно вибрировать, сжимаясь-разжимаясь (на малых скоростях), или при больших скоростях вращения вала, просто не будет успевать сжиматься, и между валом и материалом набивки образуется вращающаяся полость, которой вполне достаточно для протечки жидкости.

Не менее важна геометрия не только самого вала или втулки, но и геометрия, например, рабочего колеса и корпуса центробежного насоса. Почему? Потому что при нарушеной или неудачной геометрии этих элементов насоса возникают переменные силы, которые вызывают вибрацию и дисбаланс. Если, например, патрубок входа жидкости в центробежный насос будет смещен от центра колеса, то возникнут переменные гидродинамические силы, которые станут "раскачивать" крылатку, а вместе с нею и вал.

Дисбаланс и вибрация.

Теперь представьте, что вал не просто вращается вокруг своей центральной оси, но и сама ось вращения либо совершает циклическое вращение вокруг центра тяжести (дисбаланс) либо перемещается линейно, "дрожит" в такт вращению, вибрирует.

Эффект от такого поведения вала тот же, что и от нарушения геометрии - циклическая работа материала набивки и появление полости.

Вибрации и дисбалансу больше подвержены насосы с "консольным" валом, заканчивающимся собственно крылаткой. Более жесткие насосы с двухопорными валами (где подшипники находятся с обоих сторон крылатки) более устойчивы к этой болезни.
Кстати, состояние сальника при внимательном наблюдении и статистике может быть хорошим диагностическим показателем самого насоса. Если сальник все чаще приходится перенабивать, одной из причин может быть износ подшипниковых втулок скольжения и уплотнительных колец насоса (они тоже играют удерживающую, "центрирующую" роль при работе насоса).

Температура

Да да - элементарные температурные расширения. Насос пущен в работу, набивка нагрелась, ее "расперло" в тесной камере, давление контакта с валом выросло, износ набивки увеличился. Причем процесс этот неустойчив как ядерная реакция - чем больше греется сальник тем больше он расширяется тем меньше протечка (охлаждение, смазка), тем больше трение, тем больше нагрев.... Найти точку "баланса" бывает довольно хлопотно. Но вот она найдена. Теперь вы остановили насос и набивка остыв "села", сжалась, - появилась заметная протечка. Сальник приходится поджимать. Пуск - нужно отпускать. Вот почему чаще сальники текут на циклически используемых насосах - например, пожарных.

Против этой болезни имеется одно лекарство - нажим втулки сальника нужно сделать "упругим", не жестким. Для этого применяются болты с нажимными пружинами, обычными, (если достаточно места) или пружинными шайбами.

Производители набивок ищут материалы и их комбинации чтобы заставить саму набивку "пружинить", сжиматься и расправляться подобно резине, но, конечно, идеального материала нет.

Изнутри или снаружи?

Бывает так - поджимаешь сальник поджимаешь - а толку никакого, перегревается, горит, но - течет.

Присмотритесь повнимательнее - откуда бежит вода. Если по зазору вала (между валом и набивкой) - причина в изношеной набивке или втулке. Но если протечка по наружной поверхности нажимной втулки (то есть не "по валу" а "по корпусу") - здесь налицо ошибка в выборе размера набивки, ее сечения - оно слишком мало. Набивка выжимается до предела но не прижимается к стенке сальниковой камеры с достаточной плотностью - имеется протечка.

Кроме правильного подбора размера набивки можно применить маленькую хитрость - перед установкой на каждое кольцо по наружной его поверхности нанесите немного жидкой прокладки, любого герметика, лучше нетвердеющего или просто силикона.

Почему сальник "фонтанирует"?

Прежде всего, потому что течет. Однако, новый исправный набивной сальник должен иметь небольшую протечку - для смазки и охлаждения. При этом, если в одном сальнике протечка аккуратно стекает в специальную сборную "чашечку", то из другого жидкость мелким веером или туманом разлетается вокруг загрязняя пространство (топливо) и вызывая быструю коррозию частей насоса (забортная вода).

Так в чем же дело?
Присмотритесь к конструкции сальника. В нажимной втулке (буксе) сбоку как правило имеется небольшое "окошко" - его задача выпустить протечки сальника аккуратными каплями на чашку. Прежде всего это окошко должно быть чистым, не забитым старой набивкой и смазкой.
Если насос горизонтальный - это окошко всегда должно "смотреть" вниз. Иначе сальник вероятнее всего будет "фонтанировать"

Идем дальше - вода просочившаяся в зазор движется по валу и выйдя на "свободу" (где заканчивается набивка) отрывается от его поверхности центробежной силой и попадает на поверхность буксы сальника (нажимной втулки). Здесь вода продолжает по инерции круговое вращение и если поверхность буксы скошена наружу, может не тихо стечь в сборник, а вырваться в виде брызг.
На внутренней поверхности многих букс (особенно на больших насосах) имеется специальная каплесборная канавка с упомянутым отводным "окошком".

Сальниковые "хитрости".

Проектировщики насосов применяют в конструкциях сальников некоторые приемы не часто удосуживаясь объяснением для чего это сделано именно так и как это должно работать.
Например, многие видели сальники с набивкой "разбитой" на две части металлической вставкой , образующей между частями полость, куда подается жидкость со стороны нагнетания (!) то есть под рабочим давлением.
На первый взгляд - абсурд! Зачем "обходить" два-три кольца набивки оставляя в работе только наружную ее часть. Причем на подводящей трубке часто стоит клапан - закрывать его, открывать?

Такая уловка - своего рода "защита" сальника от сухой работы. При работе насоса с вакуумом на всасывании (а сальники как правило стоят на всасывающей стороне насоса) сальник не получает жидкости, а наоборот подсасывает воздух, начинает работать "насухую", перегревается, твердеет (теряет эластичность) и даже горит. Насос при этом тоже чувствует себя "не очень" - с подсосом воздуха теряется вакуум (что особенно болезненно на опреснителях воды), появляется капитация и эррозия. Подводя небольшую порцию воды в сальник со стороны нагнетания от всех этих неприятностей удается избавиться.
Вот вам и правило - на всасывании вакуум - подавайте воду в сальник, если насос работает с подпором - ее можно и даже лучше закрыть - вода все равно поступит в сальник и при меньшем давлении, что для его работы и лучше.

Хотя есть и тут одна хитрость. Даже при работе с подпором давление на всасывании всегда заметно падает (сопротивление фильтров, трубопроводов, клапанов). Вы отрегулировали сальник на рабочем давлении (работающем насосом) - все в порядке, протечка капельная, сальник не греется. Теперь остановим насос - давление (подпор) вырос. Часто незначительно - на 1-2 килограмма, но и этого бывает достаточно чтобы сальник потек. Здесь "подпорная" трубка тоже выручит - она все ставит на свои места. Насос в работе - давление на сальник повышеное, протечка (а это, напомним, смазка и охлаждение) регулируется соответственно. Насос остановлен - давление упало, протечка не увеличивается, а то и вовсе прекращается.

НАБИВКА САЛЬНИКОВ - МАЛЕНЬКИЕ ХИТРОСТИ

Чтобы набивка сальника служила дольше можно применить некоторые испытаные или новые приемы:
В сальник клапана работающего на воде, масле или топливе с невысокими температурами перед укладкой обычной набивки положите резиновое кольцо подходящего размера. Набивка простоит заметно дольше.

Тефлон - очень хороший уплотняющий материал. Он обладает низким трением (а значит не изнашивается шток или вал, пластичен, слои его хорошо прилегают, "прилипают" друг к другу. Однако есть и недостатки. Не слишком высокая предельная температура - около 210 С, низкая эластичность, то есть форму после снятия давления материал не восстанавливает, не "пружинит" подобно резине. Пластичность тоже оборачивается недостатком - материал выдавливается в незначительные зазоры.
Как же быть? Использовать комбинацию - кольцо набивки - тефлоновый шнур - кольцо набивки. Кольца набивки служат как бы замком, "плотиной" проотив продавливания тефлона через зазоры между сальниковой камерой и валом. А сам тефлоновый шнур можно даже не резать на кольца, а просто намотать на вал спиралью - под давлением буксы сальника эта спираль выдавится в нужную форму.

И напоследок несколько советов "от дедушки"

Один старинный рецепт- набивка для сальника парового клапана которая даст фору любой современной. Называется она "пушенка" и выполняется так:
необходимо распушить волокно набивки (минеральной или асбестовой, если она у вас еще используется) в мелкую крошку и смешать в равной пропорции с порошком графита. В сальниковую камеру уложить два-три паронитовых кольца (можно использовать и тефлоновые, если температура среды не больше 200 С) плотно охватывающих шток, засыпать "пушенку", сверху положить кольцо и обжать. После первого обжимания досыпать "пушенки" положить еще два кольца и обжать.

Кстати, вот вам пример "буржуазной" предприимчивости. Вот как выглядит эта самая, "дедушкина пушенка" в исполнении фирмы Chesterton специализирующейся на уплотнениях и сальниках.

Все новое - хорошо переделаное старое.

Это утверждение отлично подходит к описанию инновационной технологии уплотнения валов насосови клапанов, предложеной компанией Chesterton. Суть идеи состоит в том, чтобы заменить обычные кольца набивки сальников специальной уплотняющей массой, закачиваемой в полость сальника при помощи специального насоса.

Поэтому утверждение фирмы о "революционности" метода несколько преувеличены. Хотя технология внедрения набивочной массы в камеру сальника и применяемые материалы претерпели изменения - появился специальный насос для вдавливания массы в полость сальника, да и сама масса упаковывается в удобные картриджи.

В англоязычном интернете есть очень хорошие сайты по этой теме с подробными и полезными описаниями механических уплотнений и их обслуживания.
Такие например, как страницы индийского инженера K P Shah с богатым опытом работы на электростанциях practicalmaintenance.net

Также много полезной информации можно найти на сайтах производителей, например http://www.metbel.com/

Здесь собрана познавательная коллекция статей об уплотнениях.

Подбор прокладочных и уплотнительных материалов - серьезная задача, от которой напрямую зависит не только непроницаемость разъемных соединений, но и правильное функционирование целой системы. При работе с токсичными, горючими жидкостями и газами, данное условие существенно оказывает влияние на безопасность. Кроме того нужно принимать во внимание вероятные финансовые потери в случае применения прокладочных материалов, не соответствующих важным характеристикам. Простои и сбои в работе оборудования, особенно сверхтехнологичных комплексов, могут ограничиться неоднократным увеличением стоимости правильно подобранных уплотнительных материалов.

На сайте Карбон Групп также имеется сальниковая набивка всевозможных стандартов.

Основные условия, в какие необходимо сосредоточить внимание при подборе уплотнительных материалов:

Температурный режим;

Рабочее давление и его возможное пиковое значение;

Химический состав и агрессивность рабочей среды;

Тип и конструкция разъемного соединения.

Зачастую, кроме ключевых условий следует принимать во внимание такие факторы, как: повторяемость работы и массовые перегрузки.

На непроницаемость соединения так же оказывают большое влияние промышленное состояние фланцев и чёткость монтажа. Ещё одним значимым условием считается выполнение регламентированных сроков обслуживания и смены изношенного оснащения.

Инструкция: замена сальниковой набивки

Сальниковая набивка равно как использованный материал для уплотнения используется в основном в насосах и запорной арматуре. Конструктивно сальниковые участки в двух вариантах похожи, и установка набивки выполняется по одинаковой схеме.

Процесс замены сальниковой набивки можно поделить на несколько стадий:

1. Демонтаж и дефектовка элементов. Извлечение сальниковой набивки

Удалить старую набивку и очистить сальниковую камеру от загрязнений;

Очистить и проверить на износ, а также на наличие повреждений, деформаций или коррозии вал (защитную втулку вала) насоса или шток задвижки, в случае обнаружения неустранимых дефектов – заменить;

Проверить на наличие сколов, трещин и деформаций грундбуксы, нажимную втулку и упорное кольцо, а также смазочное (фонарное) кольцо (при его наличии), поврежденные детали заменить;

Проверить зазоры между деталями на соответствие допускам и рекомендациям изготовителя, при несоответствии – заменить изношенные детали.

2. Подготовительный этап. Сальниковые уплотнения размеры

подобрать тип набивки по эксплуатационным параметрам, а ее сечение – по размерам сальникового узла (из диаметра сальниковой камеры вычесть диаметр вала и разделить полученное значение на 2);

Нарезать заготовки необходимого размера, для этого существуют два способа:

а) длина заготовки определяется по формуле L = (d + S) × π × 1,07; где

d - диаметр шпинделя (штока);

S - размер набивки;

1,07 - поправочный коэффициент.

б) набивка наматывается на заготовку, диаметр которой равен диаметру вала (штока) и нарезается на ней.

Примечание: в большинстве случаев края заготовки рекомендовано подрезать под углом 45° с целью формирования «замка» при сборке, хотя допускается и прямой угол для обыкновенного стыка; сечение выйдет аккуратнее, в случае если его место обмотать скотчем.

3. Монтаж. Как правильно набить сальниковую набивку

установить кольца набивки по одному, смещая разрезы на угол 90°;

Обжать каждое кольцо на 20-25% от первоначального размера (допускается запрессовка пакета из нескольких колец – максимум 4);

Установить смазочное (фонарное) кольцо с учетом подводящих и отводящих каналов в корпусе (для узлов со смазкой или охлаждением);

Окончательно обжать уплотнительный пакет на величину 30-40% от суммарной первоначальной высоты колец.

Важно! Перекос грундбуксы при затяжке недопустим.

После окончания монтажа производится опрессовка и, при необходимости, подтяжка грундбуксы в соответствии с рабочими параметрами агрегата или запорной арматуры.

Примечание: многие модификации насосов и запорной арматуры могут обладать особенностями структуры сальникового узла, советуем изучить инструкцию по эксплуатации и сервису.

Уплотнения валов насосов

1. Сальниковая набивка (I поколение уплотнений)

Это одно из самых простых и недорогих уплотнений вала, которым пользовались не одно столетие и пользуются до сих пор.
Конструктивно представляет собой шнур 1, который укладывается в канавку корпуса насоса 3 вокруг вала и поджимается каким-либо способом (уплотняется крышкой сальника 2, которая затягивается винтами к корпусу насоса).
Название «сальниковая набивка» сохранилось со времен, когда в качестве уплотнительного шнура служила веревка пропитанная жиром.
В настоящее время, для уплотнения этого типа используются специальные шнуры, изготовленные из различных материалов и пропитанных специальными пропитками, в зависимости от перекачиваемой жидкости и рабочей температуре.

Данные уплотнения могут работать, если набивка постоянно находится в смоченном состоянии, для чего ее затягивают до такого состояния, чтобы при работе насоса через нее капала жидкость. Если затянуть набивку слишком сильно, то это может привести к перегреву сальникового узла и разрушению набивки. В связи с чем, такое уплотнение не может гарантировать полной герметичности.

Применяется одинарная сальниковая набивка и двойная.
Одинарная работает с жидкостями до +95°С, двойная до +140°С и более.
Особенностью эксплуатации двойного сальнака служит необходимость подвода затворной жидкости в камеру между уплотнениями. При этом давление затворной жидкости должно быть на 0,5 атм выше, чем давление в насосной части. На рисунке показано устройство двойного сальникового уплотнения.

Виды набивок:

- графитовые, на основе армированной фольги сечение от 3мм до 50мм
Такие сальниковые набивки обладают высокой упругостью, хорошей пластичностью при обжатии, имеют низкий коэффициент трения, высокую теплопроводность, исключают коррозионный и механический износ рабочей поверхности.
Применяются для использования в водяных насосах.

- из синтетических волокон сечение от3мм до 50мм
Набивки из синтетических волокон обладают высокой механической прочностью и стойкостью к абразивным средам. Они рекомендуются к применению в нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной промышленности.

- фторопластовые (на основе экспандированного фторопласта) сечение от 3мм до 50мм
Фторопластовые набивки стойки к агрессивным средам, практически не имеют холодной текучести, при обжатии очень пластичны. Они рекомендуются к применению в фармацевтической, пищевой, целлюлозно-бумажной, химической промышленности.

Исключение составляют фторсодержащие жидкости.

Фторопластовые графитонаполненые (на основе экспандированного графитонаполненного фторопласта) сечение от 3мм до 50мм
Графитонаполненые сальниковые набивки обладают хорошей химической стойкостью во всех средах, высокой теплопроводностью, низким коэффициентом трения, высокой упругостью и пластичностью, практически не имеют холодной текучести.
Прочность этих набивок достигнута путём вплетения в угловую оплётку армидного волокна (кевлара)- это даёт возможность использовать данные набивки для надёжной герметизации оборудования служащего для перекачки сред содержащих абразивные частицы, песок, а также среды способные к крестализации. Они рекомендуются к применению в фармацевтической, пищевой, химической промышленности и энергетике.

- комбинированные (графит-фторопласт) сечение от 3мм до 50мм
Комбинированые набивки обладают высокой пластичностью, упругостью, имеют низкий коэффициент трения, наиболее долговечны в эксплуатации благодаря угловой оплётке, которая обеспечивает упрочнение набивки, исключая выдавливание материала зазоры сальника.

2. Манжетные уплотнения (II поколение уплотнений)

Эти уплотнения являются альтернативой сальниковой набивки и появились после изобретения резины.

По конструкции представляет эластичную манжету, надетую на вал насоса, уплотнитель которой герметизирует вал за счет установленного пружинного кольца и давления жидкости в корпусе насоса.
Обычно, при установке в насосах, температура перекачиваемой жидкости не превышает +70...90°С

Изготавливаются из резины различных марок:

Этилен-пропиленового каучука (EPDM) – для пищевой промышленности и щелочных жидкостей,
- нитриловой резины (NBR) – при перекачивании ГСМ,
- фторкаучуковой резины (Viton, FPM) при перекачивании кислотосодержащих жидкостей.

Манжеты могут изготавливаться в 4 исполнениях в соответствии с ГОСТ 8752-79.
Пример обозначения: 1.2-dxD, где 1.2 исполнение манжеты, d – диаметр вала, D – диаметр посадочного места в корпусе насоса.
Различаются:
- по типу манжеты (первая цифра): 1 – без пыльника, 2 с пыльником
- по исполнению манжеты (вторая цифра): 1 – с рабочей кромкой, полученной механической обработкой, 2 – с формованной рабочей кромкой.

Могут устанавливаться как по отдельности, так и последовательно по несколько штук.

3. Торцевые уплотнения (III поколение уплотнений)

Такие уплотнения называют еще механическими. Торцевые уплотнения представляют собой сборочную единицу, состоящую из 2 основных частей: неподвижного элемента (кольцо 6 и уплотнительный элемент 7), который крепится в корпусе насоса и уплотняет место установки, и подвижного, который крепится на валу и герметизирует вал (состоит из резинового сильфона 2, кольца 5 и пружины 4). Между этими элементами находятся 2 кольца из композитных материалов или керамики (поз. 5, 6), которые имеют в месте контакта прецизионные поверхности, по которым и идет уплотнение между подвижным и неподвижным деталями.
На чертеже, для наглядности, показано рабочее колесо насоса (поз. 1) и корпус насоса (поз. 2).

Торцевые уплотнения имеют большой срок службы и практически не дают утечек (утечки составляют менее 0,1 см3/ч).

Различают 3 вида установки торцевых уплотнений:

- одинарное торцевое уплотнение.

Это самая распространенная схема. Применяется, если не требуется полной герметичности и достаточно рабочей температуры до +95…+140°С.
Утечки, хоть и небольшие, но все же существуют в любом уплотнении. Для воды и неагрессивных жидкостей это не принципиально, но если требуется перекачка ядовитых или химически активных жидкостей, то даже утечки менее 0,1 см3/час, могут привети к скапливанию в помещении паров этих жидкостей.
Для того, чтобы этого избежать, используют двойное торцевое уплотнение.

- двойное торцевое уплотнение по схеме «спина к спине»

Такое уплотнение применяется при перекачивании взрывоопасных или ядовитых жидкостей, утечки паров которых не допустимы. Также эта схема применяется при перекачивании жидкостей, которые могут при высыхании «склеить» рабочую пару уплотнения (например, сахарные сиропы и т.п.). Для работы такого узла уплотнения требуется подвод затворной жидкости, давление которой должно быть больше чем в насосе не менее чем на 0,5 атм).
Уплотнения этого типа могут работать до температуры +140…+200°С.

- двойное торцевое уплотнение по схеме «тендем».

Применяется, когда подвод затворной жидкости к узлу уплотнения извне невозможен. Для работы возможно изготовление автономного бачка с жидкостью для охлаждения узла уплотнения.
Уплотнения этого типа могут работать до температуры +140°С.

Существует много типов торцевых уплотнений. Приводим фото одного из них (серии Т2100). Принцип работы остальных схожий. Отличаются, в основном, материалами сильфона, эластомеров, материалами колец и монтажными размерами.

Сильфон может быть выполнен из металла или из резины различных марок.
Кольца могут быть изготовлены из керамики, карбида кремния, графита.

Срок службы правильно подобранного торцевого уплотнения может быть 5 и более лет. Уплотнения не требуют обслуживания.

Рекомендуем почитать

Пол

На конкретных примерах поясните что такое изомеры

Сантехника

Европа последний раз перевела часы на зимнее время

Сантехника

Самое опасное морское животное

Мебель

Порядок составления и представления бухгалтерских отчетов

Мебель

Торт "Три молока": рецепты приготовления Торт три молока оригинальный рецепт

Сантехника

Алкогольный «Мохито» – рецепт приготовления вкусного коктейля