Почему торцевые уплотнения могут выходить из строя

Современные насосы, вне зависимости от типа и модели, характеризуются высокой степенью надежности и эксплуатационной безопасности. Единственным проблемным узлом их конструкции является торцевое уплотнение, герметизирующее рабочую камеру в месте контакта с вращающимся валом привода. Функциональность уплотнителя обеспечивается плотным прилеганием друг к другу колец пары трения, подвижного и неподвижного. Эта система имеет ограниченный срок службы из-за постоянного взаимодействия, а сама деталь относится к расходной и подлежит замене по мере своего износа.

Торцевые уплотнения ведущих мировых производителей (John Crane и др.) имеют высокий эксплуатационный ресурс, но во многих случаях срок их службы не соответствует нормативному, что приводит к необоснованным материальным затратам на внеплановый ремонт насоса. В качестве оригинальных изделий сомнений быть не может, причины их преждевременного износа носят субъективный характер и являются следствием нарушений правил эксплуатации перекачивающего оборудования.

Факторы, влияющие на преждевременный износ колец пары трения и их проявление

Опыт использования перекачивающего оборудования показывает, что абсолютно одинаковые торцевые уплотнения, работающие в насосах одного типа, выходят из строя в разные сроки. Выявление их критического износа производится осмотром агрегата при плановом техническом обслуживании по появлению утечки рабочей среды.

Углубленный анализ причин этого однозначно свидетельствует о том, что при правильном подборе по установочным размерам, ресурс торцевого уплотнения прямо зависит от условий эксплуатации насоса. Знание и учет факторов, влияющих на интенсивность износа колец пары трения, поможет в дальнейшем продлить срок службы уплотнителя и избежать сверхнормативных простоев оборудования для его преждевременной замены.

Самые распространенные причины раннего износа торцевого уплотнения можно определить по состоянию поверхностей подвижного и неподвижного колец пары трения, по внешнему виду сильфона и материалов вторичного уплотнения. Наиболее значимые из них:

• Коррозия. Данная причина преждевременного износа торцевого уплотнения кроется в несоответствии параметров перекачиваемой среды техническим характеристикам материалов изготовления рабочих органов насоса. В результате химического, электрохимического или биологического взаимодействия происходит разрушение их поверхностей с проникновением и отложением материала в зоне контакта колец пары трения. В некоторых случаях агрессивность жидкости может оказывать и непосредственное негативное влияние на состояние трущихся деталей торцевого уплотнения. Результат коррозии – нарушения свободы вращения вала и появление утечки рабочей среды.
• Перегрев торцевого уплотнения. Это может быть вызвано превышением допустимых напряжений вращения вследствие неправильной эксплуатации насоса – перекачивания рабочей среды с чрезмерно высокой температурой, недостаточного охлаждения уплотнителя затворной жидкостью, возникновения режима «сухого трения». Перегрев торцевого уплотнения может проявиться изменением внешнего вида сильфона, материалов вторичного уплотнения. Превышение допустимых напряжений кручения и перегрев могут вызвать полную потерю осевой подвижности элементов уплотнителя, склеивание колец пары трения.
• Абразия. Сверхнормативное присутствие в перекачиваемой среде абразивных взвешенных частиц – одна из частых причин повреждений поверхностей колец пары трения.
• Кавитация. Кавитационная эрозия контактирующих с рабочей средой элементов торцевого уплотнения – следствие нарушения эксплуатационных параметров насосного оборудования, выражающееся повышенной турбулентностью потока перекачиваемой жидкости.
• Расцентровка вала привода. Даже незначительное осевое смещение валов электродвигателя и рабочего колеса вызывает износ подшипников и вибрацию, способную вызвать поломку прижимной пружины, сильфона, разрушение поверхностей колец пары трения.

В число причин, вызывающих преждевременный износ торцевых уплотнений, входит и неправильная установка детали на посадочное место. Эту работу должны выполнять профессионалы с использованием специально предназначенного для этого инструмента и безусловным соблюдением рекомендаций производителей запасных частей.

Таким образом, для того, чтобы продлить срок службы торцевого уплотнения до гарантийного, в первую очередь необходимо правильно выбрать его по установочным размерам, техническим характеристикам насоса и параметрам перекачиваемой жидкости. Не менее важно правильно произвести установку детали на предназначенное для этого место, соблюдать режим эксплуатации и периодичность технического обслуживания агрегата.