Могут ли механические уплотнения работать всухую

Как механические уплотнения зависят от смазки

Надлежащее функционирование механических уплотнений в значительной степени зависит от наличия тонкой жидкой пленки между поверхностями уплотнения. Эта жидкостная пленка, обычно сама перекачиваемая среда или барьерная жидкость, служит смазкой для уменьшения трения и тепловыделения между неподвижными и вращающимися поверхностями уплотнения. Без достаточной смазки механические уплотнения могут быстро перегреться и выйти из строя, что приведет к дорогостоящим простоям и ремонту.

Риски работы механических уплотнений всухую

Избыточное тепло и трение, вызванные недостатком смазки

Когда механическое уплотнение работает всухую, отсутствие пленки смазочной жидкости приводит к прямому контакту между поверхностями уплотнения. Этот контакт металла с металлом создает значительное трение и нагрев, которые могут быстро достичь разрушительного уровня. Избыточный нагрев не только повреждает поверхности уплотнения, но и может вызвать термическую деформацию, изменяя геометрические свойства уплотнительных компонентов и ставя под угрозу их способность поддерживать надлежащее уплотнение.

Быстрый износ и повреждение уплотнительных поверхностей (трещины, задиры, выбоины)

Сочетание высокого трения и тепла, возникающее в результате работы всухую, ускоряет износ поверхностей механического уплотнения. Без смазки поверхности уплотнения подвергаются сильному напряжению, что приводит к образованию трещин на поверхности, царапинам и питтингам. Эти поверхностные дефекты еще больше нарушают уплотнительную способность поверхностей, что приводит к утечкам. Деградация уплотнительных поверхностей часто необратима, что требует дорогостоящей замены уплотнения.

Утечка и преждевременный выход из строя уплотнения

По мере того, как поверхности уплотнения изнашиваются из-за сухого хода, вероятность утечки жидкости значительно возрастает. Поврежденные поверхности уплотнения больше не обеспечивают эффективного герметизирующего барьера, позволяя технологической жидкости вытекать из системы. Утечка не только приводит к потере ценного продукта или загрязнению окружающей среды, но и создает риски для безопасности, особенно при работе с опасными или легковоспламеняющимися жидкостями. Преждевременный выход из строя уплотнения из-за сухого хода может привести к незапланированным простоям, увеличению расходов на техническое обслуживание и потенциальным последствиям для окружающей среды и безопасности.

Могут ли механические уплотнения выдерживать сухой ход?

В то время как большинство механических уплотнений рассчитаны на работу с пленкой смазочной жидкости, некоторые специализированные уплотнения спроектированы так, чтобы выдерживать короткие периоды работы всухую. Такие уплотнения обычно включают в себя современные материалы, такие как карбид кремния или алмазоподобные углеродные покрытия, которые имеют более низкие коэффициенты трения и более высокую термостойкость по сравнению с традиционными материалами поверхности уплотнения. Однако даже эти специализированные уплотнения имеют ограничения и не предназначены для длительной работы всухую.

Распространенные причины сухого хода

• Неправильный запуск насоса: Запуск насоса без проверки того, что он правильно заправлен и заполнен жидкостью, может привести к сухому ходу.
• Недостаточное поступление жидкости: Если подача перекачиваемой жидкости прервана или недостаточна, механическое уплотнение может работать всухую.
• Кавитация: Происходит, когда давление жидкости падает ниже давления ее паров, образуя пузырьки пара, которые схлопываются вблизи уплотнительных поверхностей, вызывая эрозию и приводя к сухому ходу.
• Неправильная установка уплотнения: Неправильная установка или несоосность механического уплотнения может помешать образованию надлежащей жидкостной пленки, что приведет к сухому ходу.
• Неисправность охладителя уплотнений или системы промывки: Если система охлаждения или промывки уплотнения неисправна, механическое уплотнение может не получать достаточной смазки.

Предотвращение сухого хода механических уплотнений

• Обеспечить заливку насоса: Всегда проверяйте, что насос правильно залит и заполнен жидкостью перед запуском. Это можно сделать с помощью системы заливки или вручную заполнив корпус насоса жидкостью.
• Установите защитные датчики: Внедрите датчики, такие как расходомеры или реле давления, чтобы помочь обнаружить низкий уровень жидкости или прерывание подачи жидкости. Эти датчики могут быть подключены к системе управления для автоматического отключения насоса в случае сухого хода.
• Используйте планы промывки уплотнений: Используйте планы промывки уплотнений, такие как API Plan 11, 13 или 32, чтобы обеспечить непрерывный поток чистой, прохладной жидкости к торцам механического уплотнения. Эти планы промывки помогают поддерживать смазку и снижают риск сухого хода.
• Правильное управление уплотнениями: Убедитесь, что механические уплотнения установлены правильно, с надлежащим выравниванием и настройками крутящего момента. Проводите регулярное техническое обслуживание, включая осмотры уплотнений и замену по мере необходимости. Следуйте рекомендациям производителя по эксплуатации уплотнений, включая процедуры запуска и выключения, чтобы свести к минимуму риск сухого хода.

Часто задаваемые вопросы

Как долго механическое уплотнение может работать всухую?

Работа всухую может привести к серьезным повреждениям в течение нескольких секунд. Большинство механических уплотнений выйдут из строя менее чем за 30 секунд без надлежащей смазки.