Чому тече торцеве ущільнення

Чому тече торцеве ущільнення — 8 причин, які видно на самій деталі

Зупинений насос у 39 % випадків — це торцеве ущільнення. Замінити його нескладно, але якщо не зрозуміти, чому потекло старе, нове піде тим самим шляхом: за тиждень, за місяць, у гірший момент. Добра новина в тому, що демонтоване ущільнення саме показує причину — сліди на кільцях, стан гуми, борозни, наліт. Нижче вісім найчастіших причин, для кожної — що ви побачите на деталі, що це означає і що змінити перед установкою нової.

Торцеве ущільнення тримає рідину в трьох місцях, і кожне тече по-своєму. Між кільцями — по торцю, де обертове кільце треться об нерухоме: це найчастіший шлях, і саме тут видно більшість причин нижче. По валу — під сильфоном або манжетою обертової частини: гума втратила пружність, вал під нею зношений або поїдений корозією. По сідлу — між нерухомим кільцем і корпусом: манжета сідла не тримає, гніздо брудне або кільце стоїть з перекосом. Зніміть ущільнення, не витираючи його, і подивіться на всі три зони — за 8 ознаками нижче причина зазвичай видна без приладів.

Що видно на деталі. Гума біля кілець обпалена, затверділа або потріскана; на твердому кільці дрібні радіальні тріщини; насос перед відмовою шумів або свистів.

Що сталося. У камері ущільнення не було рідини — насос запустили незаповненим, зачинили засувку на виході або біля ущільнення зібралося повітря. Без плівки рідини кільця труться насухо і за кілька хвилин розігріваються до сотень градусів; гума, що торкається гарячого кільця, обпалюється.

Що робити. Перед пуском заповнити насос і випустити повітря; не тримати насос із зачиненою напірною засувкою; якщо повітря збирається постійно — перевірити всмоктувальну лінію. Ущільнення замінити повністю, разом із гумою: BT-FN, MG1, 2100 — усі йдуть у зборі.

Що видно на деталі. Глибокі кругові борозни на робочих поверхнях з боку рідини; м’яке графітове кільце зношене нерівномірно, ущільнення відпрацювало значно менше за звичайне.

Що сталося. У воді пісок, окалина, іржа. Зазор між кільцями робочого ущільнення — близько 0,3 мкм, людський волос — 50–100 мкм, тобто в 200 разів товщий. Частинка, що потрапила в зазор, розкриває його, а в парі «твердий/м’який» втискається в графіт і працює як абразив.

Що робити. Перейти на пару з двома твердими кільцями — карбід кремнію по карбіду кремнію (SIC/SIC) або карбід вольфраму; поставити фільтр на всмоктуванні; промити систему після монтажу. Пари тертя за середовищем — у статті «Як підібрати торцеве ущільнення».

Що видно на деталі. Наріст на кільцях, білий або бурий наліт на пружині й сильфоні; борозни на поверхнях з боку атмосфери, а не з боку рідини.

Що сталося. Рідина випаровується в зазорі й лишає тверді відкладення; у жорсткій воді накип обростає пружину і не дає їй стискатися. Відкладення вкривають лише частину поверхні — зазор розкривається, витік спершу малий, а далі росте, бо на нарості температура ще вища.

Що робити. Очистити посадкові місця й вал; для гарячої води й розчинів — тверда пара тертя, яка не боїться нальоту; перевірити, чи не працює насос на межі температури, коли рідина кипить у зазорі.

Що видно на деталі. Робочі поверхні розійшлися, хоча зношені мало; під сильфоном або O-ring на валу шар відкладень; гума прилипла до вала.

Що сталося. Обертова частина має вільно рухатися вздовж вала — так вона компенсує теплове розширення й тиск. Відкладення на валу під кільцем блокують цей рух; те саме робить гума, яка працює біля верхньої межі своєї температури і прилипає до нержавіючої сталі.

Що робити. Очистити вал до металу перед установкою; звірити температуру рідини з межею гуми — якщо близько, взяти інший еластомер; для гарячих продуктів дивитись межі в характеристиках, наприклад у HJ92N до +180 °C.

Що видно на деталі. Сильфон або кільця розбухли, стали м’якими й «гумовими» на дотик; змінили колір; тріщини, здуття, викришування.

Що сталося. Еластомер увібрав рідину — це несумісність. EPDM у мінеральному маслі розбухає незалежно від концентрації масла у воді, у важких випадках удвічі в об’ємі; розбухла гума втрачає пружність і перестає притискати кільця. Виміряти це можна не завжди, а от побачити й помацати — завжди.

Що робити. Підібрати гуму за рідиною: EPDM — вода, гаряча вода, водні розчини; NBR — вода, мінеральні масла, мастила; Viton — бензин, дизель, масла, слабоагресивна хімія. У назвах ущільнень гума вказана явно — див. розділи MG1 і BT-FN.

Що видно на деталі. Слід зносу на сідлі ширший, ніж робоча поверхня обертового кільця; глибина сліду по колу різна; на валу під обертовою частиною осьові подряпини й корозія.

Що сталося. Широкий слід — вал б’є радіально: зношені підшипники, дисбаланс, вібрація. Різна глибина сліду — нерухоме кільце стоїть не перпендикулярно валу. В обох випадках ущільнення щооберту доганяє вал, тертя об вал знімає захисну оксидну плівку — звідси корозія під кільцем.

Що робити. Перевірити підшипники й биття вала до установки нового ущільнення; сідло ставити рівно, у чисте гніздо, без перекосу манжети; ущільнення з осьовими подряпинами на валу — ознака, що сам вал теж треба оглянути.

Що видно на деталі. Робочі поверхні майже без сліду зносу — вони не торкалися; або навпаки, пружина сплющена, гума роздавлена, кільце тріснуло при монтажі.

Що сталося. Ущільнення стиснуте недостатньо або надмірно. Так буває, коли поставили тип з іншою монтажною довжиною, зібрали обертову частину одного ущільнення з сідлом іншого або посадили кільце на брудне гніздо.

Що робити. Звірити монтажну довжину зі старим ущільненням; у серії 2100 виконання S і K відрізняються саме довжиною — K довше за рахунок манжети під металевою частиною; для BT-FN, Grundfos 706 і CR таблиці розмірів є на сторінках ущільнень. Обертову частину і сідло брати від одного типу.

Що видно на деталі. Гумові кільця видавлені в зазор, деформовані, з «губою» по краю; гума розм’якла; на твердому кільці сліди перегріву.

Що сталося. Тиск у камері ущільнення вищий за межу для цієї конструкції — кільця видавлює, тертя на торці зростає. Або температура рідини біля верхньої межі гуми: в самому ущільненні завжди на 10–20 градусів тепліше, ніж у рідині, і гума розм’якшується.

Що робити. Звірити робочий тиск і температуру з характеристиками ущільнення; для 16–25 бар — збалансовані типи (HJ92N — 25 бар), для гарячих рідин — гума з запасом за температурою. Не тримати насос на зачиненій засувці: без потоку температура в камері росте.

Якщо робочі поверхні рівні, слід зносу однаковий по колу, гума пружна, без тріщин і нальоту — ущільнення просто відпрацювало свій ресурс. Знос до 0,5–1 мм по торцю для нього нормальний. У такому разі беріть таке саме: той самий тип, розмір, пара тертя і гума — вони себе виправдали. Розмір читається з назви старого ущільнення або міряється по валу — як це зробити, у статті «Як підібрати торцеве ущільнення для насоса».

Фото обох кілець і гуми зблизька, до очищення; яку рідину і при якій температурі перекачує насос; скільки відпрацювало старе ущільнення. За цим підкажемо, чи брати те саме, чи змінити пару тертя або гуму, — і підтвердимо розмір до відправки. Позиції в наявності відправляємо в день замовлення Новою поштою, по Україні — 1–3 дні; підприємствам — повний пакет документів.