Почему течёт торцевое уплотнение

Почему течёт торцевое уплотнение — 8 причин, которые видно на самой детали

Остановленный насос в 39 % случаев — это торцевое уплотнение. Заменить его несложно, но если не понять, почему потекло старое, новое пойдёт тем же путём: через неделю, через месяц, в худший момент. Хорошая новость в том, что демонтированное уплотнение само показывает причину — следы на кольцах, состояние резины, борозды, налёт. Ниже восемь самых частых причин, для каждой — что вы увидите на детали, что это значит и что изменить перед установкой нового.

Торцевое уплотнение держит жидкость в трёх местах, и каждое течёт по-своему. Между кольцами — по торцу, где вращающееся кольцо трётся о неподвижное: это самый частый путь, и именно здесь видно большинство причин ниже. По валу — под сильфоном или манжетой вращающейся части: резина потеряла упругость, вал под ней изношен или изъеден коррозией. По седлу — между неподвижным кольцом и корпусом: манжета седла не держит, гнездо грязное или кольцо стоит с перекосом. Снимите уплотнение, не вытирая его, и посмотрите на все три зоны — по 8 признакам ниже причина обычно видна без приборов.

Что видно на детали. Резина у колец обожжена, затвердела или потрескалась; на твёрдом кольце мелкие радиальные трещины; насос перед отказом шумел или свистел.

Что произошло. В камере уплотнения не было жидкости — насос запустили незаполненным, закрыли задвижку на выходе или у уплотнения собрался воздух. Без плёнки жидкости кольца трутся насухо и за несколько минут разогреваются до сотен градусов; резина, касающаяся горячего кольца, обгорает.

Что делать. Перед пуском заполнить насос и выпустить воздух; не держать насос с закрытой напорной задвижкой; если воздух собирается постоянно — проверить всасывающую линию. Уплотнение заменить полностью, вместе с резиной: BT-FN, MG1, 2100 — все идут в сборе.

Что видно на детали. Глубокие круговые борозды на рабочих поверхностях со стороны жидкости; мягкое графитовое кольцо изношено неравномерно, уплотнение отработало значительно меньше обычного.

Что произошло. В воде песок, окалина, ржавчина. Зазор между кольцами работающего уплотнения — около 0,3 мкм, человеческий волос — 50–100 мкм, то есть в 200 раз толще. Частица, попавшая в зазор, раскрывает его, а в паре «твёрдый/мягкий» вдавливается в графит и работает как абразив.

Что делать. Перейти на пару с двумя твёрдыми кольцами — карбид кремния по карбиду кремния (SIC/SIC) или карбид вольфрама; поставить фильтр на всасывании; промыть систему после монтажа. Пары трения по среде — в статье «Как подобрать торцевое уплотнение».

Что видно на детали. Нарост на кольцах, белый или бурый налёт на пружине и сильфоне; борозды на поверхностях со стороны атмосферы, а не со стороны жидкости.

Что произошло. Жидкость испаряется в зазоре и оставляет твёрдые отложения; в жёсткой воде накипь обрастает пружину и не даёт ей сжиматься. Отложения покрывают лишь часть поверхности — зазор раскрывается, утечка сначала мала, а дальше растёт, потому что на наросте температура ещё выше.

Что делать. Очистить посадочные места и вал; для горячей воды и растворов — твёрдая пара трения, которая не боится налёта; проверить, не работает ли насос на пределе температуры, когда жидкость кипит в зазоре.

Что видно на детали. Рабочие поверхности разошлись, хотя изношены мало; под сильфоном или O-ring на валу слой отложений; резина прилипла к валу.

Что произошло. Вращающаяся часть должна свободно двигаться вдоль вала — так она компенсирует тепловое расширение и давление. Отложения на валу под кольцом блокируют это движение; то же делает резина, которая работает у верхнего предела своей температуры и прилипает к нержавеющей стали.

Что делать. Очистить вал до металла перед установкой; сверить температуру жидкости с пределом резины — если близко, взять другой эластомер; для горячих продуктов смотреть пределы в характеристиках, например у HJ92N до +180 °C.

Что видно на детали. Сильфон или кольца разбухли, стали мягкими и «резиновыми» на ощупь; изменили цвет; трещины, вздутия, выкрашивание.

Что произошло. Эластомер впитал жидкость — это несовместимость. EPDM в минеральном масле разбухает независимо от концентрации масла в воде, в тяжёлых случаях вдвое в объёме; разбухшая резина теряет упругость и перестаёт прижимать кольца. Измерить это можно не всегда, а вот увидеть и пощупать — всегда.

Что делать. Подобрать резину по жидкости: EPDM — вода, горячая вода, водные растворы; NBR — вода, минеральные масла, смазки; Viton — бензин, дизель, масла, слабоагрессивная химия. В названиях уплотнений резина указана явно — см. разделы MG1 и BT-FN.

Что видно на детали. След износа на седле шире, чем рабочая поверхность вращающегося кольца; глубина следа по кругу разная; на валу под вращающейся частью осевые царапины и коррозия.

Что произошло. Широкий след — вал бьёт радиально: изношенные подшипники, дисбаланс, вибрация. Разная глубина следа — неподвижное кольцо стоит не перпендикулярно валу. В обоих случаях уплотнение каждый оборот догоняет вал, трение о вал снимает защитную оксидную плёнку — отсюда коррозия под кольцом.

Что делать. Проверить подшипники и биение вала до установки нового уплотнения; седло ставить ровно, в чистое гнездо, без перекоса манжеты; уплотнение с осевыми царапинами на валу — признак, что сам вал тоже нужно осмотреть.

Что видно на детали. Рабочие поверхности почти без следа износа — они не касались; или наоборот, пружина сплющена, резина раздавлена, кольцо треснуло при монтаже.

Что произошло. Уплотнение сжато недостаточно или чрезмерно. Так бывает, когда поставили тип с другой монтажной длиной, собрали вращающуюся часть одного уплотнения с седлом другого или посадили кольцо на грязное гнездо.

Что делать. Сверить монтажную длину со старым уплотнением; в серии 2100 исполнения S и K отличаются именно длиной — K длиннее за счёт манжеты под металлической частью; для BT-FN, Grundfos 706 и CR таблицы размеров есть на страницах уплотнений. Вращающуюся часть и седло брать от одного типа.

Что видно на детали. Резиновые кольца выдавлены в зазор, деформированы, с «губой» по краю; резина размякла; на твёрдом кольце следы перегрева.

Что произошло. Давление в камере уплотнения выше предела для этой конструкции — кольца выдавливает, трение на торце растёт. Или температура жидкости у верхнего предела резины: в самом уплотнении всегда на 10–20 градусов теплее, чем в жидкости, и резина размягчается.

Что делать. Сверить рабочее давление и температуру с характеристиками уплотнения; для 16–25 бар — сбалансированные типы (HJ92N — 25 бар), для горячих жидкостей — резина с запасом по температуре. Не держать насос на закрытой задвижке: без потока температура в камере растёт.

Если рабочие поверхности ровные, след износа одинаковый по кругу, резина упругая, без трещин и налёта — уплотнение просто отработало свой ресурс. Износ до 0,5–1 мм по торцу для него нормален. В таком случае берите такое же: тот же тип, размер, пара трения и резина — они себя оправдали. Размер читается с названия старого уплотнения или меряется по валу — как это сделать, в статье «Как подобрать торцевое уплотнение для насоса».

Фото обоих колец и резины вблизи, до очистки; какую жидкость и при какой температуре перекачивает насос; сколько отработало старое уплотнение. По этому подскажем, брать ли то же самое или изменить пару трения либо резину, — и подтвердим размер до отправки. Позиции в наличии отправляем в день заказа Новой почтой, по Украине — 1–3 дня; предприятиям — полный пакет документов.