Неисправности уплотнений и их ремонт

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.