Неисправности уплотнений и их ремонт

Предложения в  тексте с термином "Уплотнение"

Сальниковые уплотнения.

Неисправности уплотнений и  их ремонт.

Конструкции наиболее распространенных уплотнений.

Неполадки в работе уплотнений.

Для насосов, работающих с  торцовыми уплотнениями, трудовые затраты  возрастают на 0,4 — 0,6 единицы ре-монтпой'сложностм, считая на каждое уплотнение.

Описаны разборка и сборка насосов, а также практика ремонта  и наладки их отдельных узлов (соединительных муфт, подшипников, корпусов, роторов, валов, рабочих колес, защитных гильз, диафрагм, уплотнений, систем охлаждения и подачи масла и др.

Втулки и сегменты лаби- — Ю 000—12 000 10 000—12 000 ринтовых уплотнений Пружины лабиринтовых 4320 8 500—9 000 8 500—9 000 уплотнений * Но окончании срока  службы производится перезаливка.

5* 67 сами, торцовыми уплотнениями, подшипниками и т.

Перед разборкой необходимо также все вспомогательные трубопроводы отключить и отсоединить их от насоса, при помощи специальных крючков  вынуть кольца сальниковой набивки  или освободить болты крышки торцового  уплотнения (если оно имеется) и проверить  центровку ротора в корпусе насоса.

— под няя крыплиния; Н - - рабочее колесо; 9 — уплотнительнос кольцо рабочего колеса; рь сальника; // — сальниковое уплотнение; 12 —  защитная гильза вала; од водяного уплотнения; 14 — рпдиально-упорные подшипники; 15 — перед<а корпуса радиального  подшипника; 16 — перхняя крышка корпуса  радиальдшигшика; 17 — маслоотбопнос  кольцо; 18 — фонарь переднего сальника.

Детали торцовых уплотнений снимают с вала вместе с гильзой.

Полость собранной муфты  заполняют маслом до уровня сальниковых  уплотнений вала.

Для создания необходимого уплотнения в разъем между полумуфтами  устанавливают прокладку из плотной  чертежной бумаги, а торцы уплотняют  кольцами из войлока, резины или пробкового дерева.

Поэтому обычные требования, предъявляемые к насосам (надежность и долговечность в эксплуатации, герметичность соединений и безупречная  работа сальниковых или торцовых уплотнений), в условиях указанных  предприятий приобретают чрезвычайно  важное значение, поскольку неисправности  в насосах и их узлах приводят к нарушениям технологического режима установок, а иногда и к авариям.

В случае двухкорпусных насосов  нормального ряда внутренний корпус имеет горизонтальный разъем, уплотнение в котором создается вследствие пришабровки привалочных поверхностей обеих половин корпуса.

При вибрации возможны усиленный  износ или разрушение подшипников, торцовых или сальниковых уплотнений и некоторых других деталей, нарушение  центровки агрегата и, как следствие, преждевременный или аварийный  выход насоса (турбины) из строя.

па ремонтной базе Омского  НПЗ для восстановления и изготовления защитных гильз валов и вращающихся  втулок торцовых уплотнений.

Более того, такие детали, как валы, защитные гильзы п штоки, а также детали торцовых уплотнений мо'жно восстанавливать неоднократно.

При полной разборке ротора следует произвести статическую  балансировку каждого рабочего колеса, особенно тогда, когда при эксплуатации насоса наблюдались вибрация и плохая работа сальниковых уплотнений.

Защитные гильзы служат для  предохранения вала от разрушения в  местах работы сальниковых уплотнений и относятся к числу наиболее быстро изнашивающихся деталей центробежных насосов.

Технические условия на гильзы предусматривают обычно очень жесткие  допускаемые биения торцов гильз  относительно осей, внутренних посадочных мест и рабочих поверхностей, так  как ч го является одним из основных условий нормальной работы сальниковых  уплотнений.

САЛЬНИКОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ Неисправности  уплотнений и их ремонт

Неплотности в сальниковых  уплотнениях приводят к насыщению  газами помещения насосной и пропускам  нефтепродуктов, что может вызвать  взрывы, пожары и отравления обслуживающего персонала.

Рассмотрим причины быстрого износа сальниковой набивки и, как  следствие, выхода из строя сальниковых  уплотнений и способы их ремонта.

Некачественное изготовление сальников или набивок сальникового уплотнения (в основном асбоалюминиевой  и асбосвин-цовой собственного производства).

Насосам данного ряда присущи  следующие конструктивные особенности: высокая герметичность уплотняющих  устройств благодаря применению глубоких сальников с фонарем  для подвода уплотняющей жидкости или торцовых уплотнений; наличие  камер пли рубашек вокруг сальников  для охлаждения их водой; наличие  двойных корпусов в многоступенчатых насосах, перекачивающих горячие нефтепродукты; левое направление вращения ротора (но ГОСТ 1630—46), т.

Так как нормальная подача этой жидкости является обязательным условием надежной работы сальникового уплотнения, необходимо непрерывно следить  за ее количеством, давлением и температурой.

Уплотняющая жидкость создает  дополнительное гидравлическое уплотнение (препятствующее протеканию перекачиваемой жидкости по валу), проникая между защитной гильзой и сальниковой набивкой, образует смазывающую пленку, которая  резко уменьшает трение между  трущимися поверхностями и охлаждает  эти поверхности.

В этом случае необходимо немедленно принять меры для возобновления  подачи уплотняющей жидкости простукиванием с помощью ручника подводящего  трубопровода или неоднократным  резким закрытием и открытием  на нем вентиля; в насосах КВН  следует попытаться «продавить»  линию уплотнения обратным путем  — с выхода на вход.

Последовательность выявления  причины аварии сальникового уплотнения такова.

После этого проверяют  качество изготовления и материал сальниковой  набивки, состояние защитных гильз, качество работ по набивке сальников, а в горячих насосах — состояние  систем уплотнения и водяного охлаждения сальников.

Продолжительность нормальной эксплуатации сальниковых уплотнений зависит от тщательности ревизии  всех деталей, влияющих на их работу и, кроме того, от качества набивки  и монтажа сальников.

Для правильной эксплуатации сальникового уплотнения очень важно, чтобы все кольца были затянуты равномерно; тогда каждое из них нагругРт

ТОРЦОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ Основные сведения

Устройство и назначение у и л о т н е и и  и Торцовое уплотнение представляет собой герметизирующее устройство, в котором плоские уплотняющие  поверхности (тор-новые поверхности  втулок) расположены перпендикулярно  оси

Уплотнение состоит из неподвижной поверхности, которая  связана с корпусом насоса (неподвижная  втулка), поверхности, вращающейся вместе с валом (вращающаяся втулка), и  дополнительных деталей, необходимых  для обеспечения постоянного  контакта уплотняющих поверхностей основных деталей.

Условия применения торцовых уплотнений следующие: температура  транспортируемых жидкостей составляет от —70 до -|-400° С, максимальное давление в полости насоса, примыкающей  к камере перед уплотнением, равно 30—40 кгс/см*.

В отечественной нефтеперерабатывающей  промышленности торцовые уплотнения стали  внедряться в 50-е годы.

Институтом «Гипронефтемаш»  создан унифицированный ряд типоразмеров •горновых уплотнений для насосов  нормального ряда.

Нальчикский машиностроительный завод освоил серийное производство торцовых уплотнений по чертежам Гипронефтемаша.

В настоящем разделе обобщен  опыт эксплуатации и ремонта торцовых уплотнений конструкций Гипронефтемаша и некоторых предприятий.

Торцовые уплотнения, наиболее распространенные в настоящее время  на нефтеперерабатывающих заводах, могут быть классифицированы:

Одинарные и двойные уплотнения.

Одинарные уплотнения.

Принципиальное устройство этих уплотнений показано па рис.

Устройстно одинарного торцового  уплотнения.

Если по каким-либо причинам избыточное гидростатическое давление в камере уплотнения отсутствует (остановка  насоса, срыв потока), то герметизация достигается посредством контактного  устройства /.

Торцовое уплотнение можно  укрупненно разделить на узлы аксиально  подвижной и неподвижной втулок (см.

Двойное торцовое уплотнение.

Одинарные торцовые уплотнения работают в среде жидкости, перекачиваемой насосом, и не требуют подачи какой-либо уплотняющей жидкости.

Двойные уплотнения.

), проникновение которых  в помещение недопустимо, применяют  двойные уплотнения, имеющие две  пары уплотняющих торцовых поверхностей, образующих замкнутую камеру (рис.

В эту камеру подводят уплотняющую  жидкость под давлением, превышающим  на 0,5—1,5 кгс/см2 давление нагнетаемой  насосом жидкости в камере, которая  примыкает к уплотнению, что создает  в камере двойного уплотнения гидравлический затвор, препятствующий утечке перекачиваемой жидкости.

Одновременно уплотняющая  жидкость охлаждает и смазывает  детали уплотнения, что благоприятствует работе.

При эксплуатации двойных  торцовых уплотнений используют тупиковую  и циркуляционную схемы подачи

В первом случае жидкость не циркулирует через камеру уплотнения, во втором — циркулирует.

На отечественных нефтеперерабатывающих  заводах обычно применяют циркуляционную схему, так как циркулирующая  уплотняющая жидкость, протекая через  камеру уплотнения, одновременно способствует охлаждению самого уплотнения, что  улучшает условия работы трущихся пар.

Двойное торцовое уплотнение представляет собой как бы два  обращенных в противоположные стороны  одинарных уплотнения, скомпонованных в один узел с общим контактным (пружинным) устройством.

Необходимо отметить, что  в двойных уплотнениях наблюдается  незначительная утечка уплотняющей  жидкости наружу и внутрь насоса, что  ограничивает возможную область  их применения, особенно в процессах, где не допускается попадание  в систему никакой инородной  жидкости даже в незначительных количествах.

Двойные уплотнения успешно  используют также при перекачивании  жидкостей, загрязненных абразивными  примесями, поскольку уплотняющая  жидкость препятствует проникновению  этих частиц в зазор между рабочими торцовыми поверхностями.

Уплотнения с вращающимся  и невращающимся узлами аксиально  подвижной втулки.

Уплотнения с невращающимся  узлом аксиально подвижной втулки (рис.

Уплотнения с внешним  и внутренним нагружением.

В уплотнениях с внешним  нагружением уплотняемая среда  воздействует па трущуюся пару со стороны  наружного диаметра рабочих втулок, а в уплотнениях с внутренним нагружением — со стороны внутреннего  диаметра втулок.

В уплотнениях с внешним  нагружением направление возможной  утечки уплотняемой среды противоположно направлению действия центробежных сил на жидкость, находящуюся в  зазоре между рабочими торцами.

В уплотнениях же с внутренним нагружением оба направления  совпадают, что затрудняет герметизацию уплотнений.

При использовании одинарных  торцовых уплотнений для перекачивания  жидкостей, загрязненных абразивными  частицами, также следует применять  конструкции с внешним нагружением, поскольку под действием центробежных сил вращающейся втулки твердые  частицы будут отбрасываться  от пары трения.

Уплотнения с одной (центральной) пружиной и несколькими пружинами.

Торцовое уплотнение с  невра-щающимся узлом аксиально  подвижной втулки: и - с ппешпим  нагруженном; о - - с внутренним погружением.

Уплотнения с одной  вращающейся пружиной используют при  сравнительно небольших окружных скоростях.

По данным одной английской фирмы, такие уплотнения для валов  диаметром до 85 мм следует применять  при скорости вращения ротора 3000 об/мин, поскольку под действием центробежной силы пружина в случае больших  окружных скоростей может развиваться, сокращаясь в длине, что приводит к увеличению утечки перекачиваемой жидкости, особенно в период пуска  насосов.

При больших окружных скоростях  используют уплотнения с несколькими  пружинами.

Эти уплотнения более компактны, необходимое осевое усилие в них  создается с помощью нескольких одинаковых винтовых цилиндрических пружин сжатия из про

Чтобы исключить вредное  влияние центробежных сил на работу уплотнения с одной вращающейся  пружиной, последнюю устанавливают  на втулке или в гильзе, предохраняющей ее от деформации.

В конструкции большинства  уплотнений вводят детали для предварительного сжатия и фиксации пружины, которые  в сборе с ней образуют узел, монтируемый на валу насоса.

В заключение отмстим, что  уплотнения с сильфонами (без пружин), а также уплотнения с использованием магнитных сил пока еще не получили широкого распространения на заводах.

В настоящее время все  торцовые уплотнения, применяемые на нефтеперерабатывающих предприятиях, для герметизации зазоров по валу и корпусу в узле аксиально  подвижной втулки имеют уплотняющие  элементы различных типов (эластичные кольца круглого сечения, манжеты, клиновидные  уплотнения и др.

Неразгруженные и разгруженные уплотнения.

В зависимости от принятого  коэффициента разгрузки торцовые уплотнения подразделяют на неразгруженные, для  которых f^sF, a k :;-- 1, и разгруженные, для  которых / <^ /;, a k <^ 1.

Неразгруженные торцовые уплотнения применяют при низких давлениях уплотняемой жидкости (до 5—10 кгс/см'* в полости перед  камерой уплотнения).

При более высоких давлениях  используют разгруженные торцовые уплотнения.

Наиболее распространенные в практике значения коэффициента k изменяются от 0,6 (для разгруженных уплотнений) до 1,2 (для неразгруженных).

При k --- 1,2 удельное давление в паре трения составляет 0,7/7, а при k --• 0,6 величина РУл =-: 0,1/7, где р --давление уплотняемой среды в камере уплотнения.

При k ---0,5 уплотнения полностью  разгружены, так как для них  удельное давление (без учета действия пружины) равно нулю.

При дальнейшем снижении коэффициента разгрузки (k < <С 0,5) появляется противоположно направленная сила, которая стремится  отжать аксиально подвижную втулку и нарушить контакт в парс («раскрыть» уплотнение).

Таким образом, внедрение  разгруженных уплотнений, в которых  удельное давление на уплотняющих поверхностях (от гидростатического давления уплотняемой  жидкости) теоретически можно довести  до нуля, расширяет область применения одинарных

Схема разгрузки торцовых уплотнений: а - неразгруженное (при ft -- 1); > — неразгруженное (при k "- 1); в — разгруженное (при k

торцовых уплотнении практически  для всех давлений, встречающихся  в настоящее время в процессах  нефтепереработки.

Уплотнения для разных температур.

В зависимости от рабочего температурного интервала перекачиваемой жидкости используют уплотнения для  нормальных температур (от - 30 до 80°  С), повышенных температур (от —30 до 150°  С), высоких температур (от —30 до -1-400°  С) и, наконец, уплотнения для низких и высоких температур (от —70 до | 400° С).

Охлаждение деталей уплотнений для высоких температур может  осуществляться с помощью встроенного (рис.

Торцовые уплотнения для  высоких температур следует применять  также при перекачивании сжиженных  газов, поскольку в случае неудовлетворительного  отвода фрикционного тепла от

Торцовое уплотнение со нет  роенным холодильником: i; — перед  уплотнен ИРМ; о - мгжду налим и  упло щепном.

Торцовое уплотнение с  выносным Рис.

Торцовое уплотнение с  нихолодильником и циркуляцией  жидкости поеным холодильником и  циркуля -от импеллера.

Уплотнения для разных жидкостей.

В зависимости от свойств  перекачиваемых насосами жидкостей  торцовые уплотнения подразделяют на три группы: а) для РОДЫ, б) для  нефти и нефтепродуктов, в) для  кислот, щелочей и других химически  активных жидкостей.

Следует отмстить, что температура  и свойства транспортируемых жидкостей  существенно влияют на выбор материалов для изготовления деталей торцовых уплотнений, а также уплотняющих  элементов.

Торцовые уплотнения обладают рядом преимуществ перед сальниковыми уплотнениями, вследствие чего они  должны практически полностью заменить последние.

Недостатками торцовых уплотнений, сдерживающими их распространение, являются: сложность изготовления, высокая первоначальная стоимость, значительные вес и габариты, необходимость  частичной разборки насоса для замены уплотнения.

В практике эксплуатации насосов  на нефтеперерабатывающих заводах  инженерно-техническим работникам часто приходится самостоятельно подбирать  варианты конструкций и материалы  трущихся пар торцовых уплотнений.

Поэтому следует несколько  подробнее остановиться на методике расчета уплотнений и выборе материалов трущихся пар.

Необходимо прежде всего  отметить, что общепризнанной методики расчета торцовых уплотнений в настоящее  время нет.

Наиболее полно характеризует  правильность выбранных материалов пар трения и конструкции уплотнений!

Однако применительно  к торцовым уплотнениям в технической  литературе почти отсутствуют данные по допустимым величинам указанного фактора для разных материалов пар  трения при работе в различных  жидкостях.

В связи с этим предлагается следующая методика расчета торцовых уплотнений и выбора материалов трущихся пар:

Выбирают коэффициент  разгрузки уплотнения, рассчитывают удельное давление в паре трения и  сравнивают его с предельно допустимым по данным Гипронефтемаша.

Рекомендуемые материалы  трущихся пар торцовых уплотнений, работающих в среде нефтепродуктов, приведены в табл.

Поэтому в уплотнениях  Гипронефтемаша для диаметров валов  от 40 до 100 мм выбирают пружины с усилием W -- 15—<>5 кгс.

Для неразгруженных торцовых уплотнений, как правило, коэффициент  разгрузки k -- 1,1-1,2.

Тогда для одинарных уплотнений при k - 1,1 и W - 1,5 кгс!

В разгруженных торцовых уплотнениях  Гипронефтемаша удельное давление в  паре трения РУЛ -- = 5—7 кгс/см2 при /г  — - 0,65 —0,7 и давлении уплотняемой  жидкости р — 25— -30 кгс/см2.

Рекомендуемые материалы  трущихся пар торцовых уплотнений

Материалы для изготовления втулок торцовых уплотнении

Конструкции наиболее распространенных уплотнений

Уплотнения конструкций  Гипронефтемаша

Торцовые уплотнения Гипронефтемаша конструктивно представляют самостоятельный  комплектно собранный узел, монтируемый  на валу насоса, что позволяет организовать их централизованное производство.

Классификация и области  применения торцовых уплотнений конструкций  Гипронефтемаша приведены в табл.

Типы и области применения торцовых уплотнений конструкций Гипронефтемаши

Максимальное длнле мере уплотнения, соетанляет 3 км-см'-.

Марка торцового уплотнения состоит из букв, соответствующих  его тину, и цифр, характеризующих  диаметр вала насоса, уменьшенный  в 5 раз.

В скобках указано прежнее  обозначение типа уплотнения.

Уплотнения типов Т, ТП, ТВ, ТД и ТДВ являются унифицированными.

Все типы таких уплотнений в отношении присоединительных  размеров взаимозаменяемы для данного  насоса, т.

каждый нефтяной насос  по нормали Н521-57 допускает установку  любого из перечисленных выше типов  торцовых уплотнений.

Уплотнения одного типоразмера, но с различными присоединительными размерами имеют отличительную  букву в конце шифра.

Торцовые уплотнения всех типов рассчитаны на предельное значение скорости вращения вала, равное 3000 об/мин.

Номенклатура торцовых уплотнений и привязка их к центробежным насосам  нефтеперерабатывающих заводов  приведены в табл.

Центробежные насоси и  соонше/ш'шчующис им торцовые уплотнения конст/п/кции Гшгрннеф.

1 Требуется установка  двух торцовых уплотнений различных  марок, так как диаметры вала  насоса в местах установки  уплотнонп» (со стороны всасывания  и со стороны нагнетании) имеют  разные размеры.

2 Уплотнения устанавливают  на насосы изготовления 1965 г.

29 сведены (для справок)  действующие и прежние обозначения  торцовых уплотнений конструкций  Гипронефтемаша.

Рассмотрим основные конструкции  унифицированных торцовых уплотнений Гипронефтемаша.

Действующие и прежние  обозначения торцовых уплотнений конструкций  Гипронефтемаша Мпрка у ЛО'ПК'ПП И

Уплотнение типа ТК (рис.

Резиновое кольцо 10 круглого сечения уплотняет зазор между  этой втулкой и гильзой, а также  обеспечивает упругую посадку вращающейся  втулки и ее самоуста-навливаемость, что компенсирует некоторую неточность изготовления и монтажа деталей  уплотнения.

Неподвижная рабочая втулка / расположена на резиновом уплотпительном кольце 7 круглого сечения в корпусе 18 со съемной крышкой 17, присоединяемой к нему винтами 8 (в ряде уплотнений крышки нет).

Уплотнение имеет два  штуцера 15.

Торцовое уплотнение типа ТК.

из уплотнения в дренаж подается вода, стекающая затем через  отверстие в корпусе уплотнения.

По второму штуцеру  из нагнетательного трубопровода в  камеру уплотнения в небольших количествах  подводится перекачиваемая жидкость, которая также охлаждает трущуюся пару и удаляет продукты износа рабочих  втулок.

Поэтому при сборке кольцо удерживается в требуемом положении  относительно гильзы, а в установленном  уплотнении она не может смещаться  в сторону, противоположную направлению  действия гидростатического давления.

Клеммовое кольцо имеет ограждение 5, прикрепляемое винтами 6 к корпусу  уплотнения.

С-помощью скобы на период установки или демонтажа уплотнения образуют единый сборочный узел, монтируемый  на валу или снимаемый с него в  полностью собранном виде.

Это предохраняет детали уплотнения от повреждения, а также автоматически  обеспечивает взаимно правильное положение  вращающихся деталей относительно неподвижных.

Для валов диаметром до 60 мм в уплотнениях типа ТК применяют  одну пружину, а при больших диаметрах  валов используют многопружинное контактное устройство.

Данные уплотнения являются разгруженными: для валов всех размеров коэффициент разгрузки составляет в среднем около 0,7.

Уплотнение типа ТВ (ТКО) является одинарным, разгруженным (коэффициент  разгрузки равен 0,65—0,7), имеет вращающийся  узел аксиально подвижной втулки и многопружинное контактирующее устройство.

Отметим следующие конструктивные особенности этого уплотнения (рис.

Зазор между импеллером и  корпусом колеблется от 0,25 до 0,35 мм в  зависимости от размера уплотнения.

При вращении импеллер создает  перепад давлений, благодаря которому циркулирует уплотняемая жидкость, заполняющая камеру уплотнения.

В сальниковой камере насоса перед уплотнением помещают специальный  холодильник 16, который охлаждает  вал перед торцовым уплотнением  и нефтепродукт, находящийся в  зазоре между валом и холодильником, до -|-80° С.

Для быстрого удаления нефтепродукта  в случае внезапного выхода уплотнения из строя служит

На отводящей трубе  циркуляционной линии торцового  уплотнения устанавливают манометрический  электроконтактный термометр 20, автоматически  отключающий электродвигатель насоса при повышении температуры.

В период заводских испытаний  уплотнения типа ТВ (ТКО) показали хорошие  результаты.

Так, па одном из предприятий  указанное уплотнение проработало  на насосе 6НГ-7Х2 свыше 11 000 ч.

такое же уплотнение используют на насосе 5Н-5;<8, перекачивающем бензин с температурой 250'С.

Торцовое уплотнение типа ТД:

Торцовые уплотнения типа ТВ конструкции Гинронефтемаша успешно  работают на нефтеперерабатывающих  и химических заводах Болгарин, Венгрии  и Индии.

Уплотнение типа ТП.

Конструкция этого уплотнения аналогична конструкции уплотнения типа ТВ, только вместо холодильника устанавливают  переходник.

Уплотнение типа Т.

Отличается от уплотнения типа ТП отсутствием бачка и импеллера, который заменяют упорным кольцом.

Уплотнение типа ТД (ТДК).

Для валов диаметром до 60 мм в этих уплотнениях применяют  одну пружину, а при больших диаметрах  валов используют многопружпппое контактное устройство.

Конструкция торцового уплотнения типа ТД аналогична конструкции уплотнения типа Т и отличается лишь отсутствием  упорпого кольца, взамен которого предусмотрена  надставка для размещения второй трущейся нары, а также системой циркуляции уплотпптелыюй жидкости (рис.

Внешней паре трения соответствует  больший перепад давления, который  равен разности между давлением  уплотпителыюй жидкости в камере уплотнения и атмосферным давлением.

Поэтому указанная трущаяся пара выполнена как разгруженное торцовое уплотнение (коэффициент разгрузки  А' 5; 0,7), а внутренняя — как неразгруженное.

Уплотнения тина ТД рассчитаны на циркуляционную систему подачи уплотнителыюй  жидкости (обычно различные сорта  минеральных масел) в камеру уплотнения.

На одном из предприятий  такое уплотнение, установленное  на насосе для перемещения полипропилена, находилось в эксплуатации свыше 4000 ч.