Что происходит при выходе из строя механических уплотнений центробежных насосов

Механические уплотнения являются важнейшими компонентами центробежных насосов, предотвращающими утечку перекачиваемой жидкости. Выход из строя этих уплотнений может привести к ряду проблем, влияющих на производительность, надежность и долговечность насоса. В этой статье будут подробно рассмотрены различные последствия, которые могут возникнуть из-за выхода из строя торцовых уплотнений центробежных насосов.

Утечка перекачиваемой жидкости

Утечка является наиболее распространенной проблемой, связанной с механическая печать отказ, на долю которого приходится более 40% всех отказов уплотнений.

Основная функция механического уплотнения – предотвращение утечки перекачиваемой жидкости из корпуса насоса. Когда уплотнение выходит из строя, перекачиваемая жидкость выходит наружу, что приводит к снижению эффективности перекачки и потенциальной угрозе безопасности. В зависимости от характера перекачиваемой жидкости утечка также может нанести ущерб окружающей среде или нарушить правила.

Эрозия рабочего колеса

Утечка жидкости из неисправного механического уплотнения может вызвать эрозию лопастей рабочего колеса. Поскольку жидкость выходит через поврежденное уплотнение, она часто содержит абразивные частицы, которые со временем изнашивают материал рабочего колеса. Эта эрозия снижает гидравлический КПД рабочего колеса, что приводит к снижению производительности насоса.

Эрозия рабочего колеса особенно проблематична при перекачивании суспензий или жидкостей со взвешенными твердыми частицами. Исследования показали, что даже небольшое увеличение зазора между рабочим колесом и корпусом из-за эрозии может снизить КПД насоса 2-51ТП12Т. В тяжелых случаях эрозия рабочего колеса может привести к его полному выходу из строя, что потребует дорогостоящей замены.

Износ втулки/вала

Помимо воздействия на рабочее колесо, утечка жидкости из неисправного уплотнения также может вызвать износ вала или втулки насоса. По мере выхода жидкости она может нести мусор и загрязнения, которые действуют как абразивы, постепенно изнашивая поверхность вала или втулки. Этот износ может привести к образованию канавок, царапин или других неровностей, которые повреждают уплотнительные поверхности.

Строжки, вмятины, царапины на валу

Помимо постепенного износа, выход из строя уплотнения может также привести к более серьезным повреждениям вала насоса, таким как выбоины, вмятины или глубокие царапины. Обычно это происходит, когда поверхности уплотнения смещаются или повреждаются, что приводит к попаданию твердых частиц между поверхностями уплотнения и валом.

По мере вращения вала эти захваченные частицы могут создавать глубокие царапины или выбоины на поверхности вала. Вмятины также могут образоваться, если более крупный мусор ударяет по валу с достаточной силой. Повреждения такого типа могут быстро привести к выходу из строя уплотнения, поскольку царапины и вмятины создают пути утечки перекачиваемой жидкости.

Коррозия уплотнительного вала

Неисправность механического уплотнения может подвергнуть вал насоса воздействию едких жидкостей., что приводит к ускоренной коррозии и деградации материала вала. Многие перекачиваемые жидкости содержат химикаты, которые могут реагировать с металлургией вала, ослабляя его со временем.

Коррозия особенно опасна, поскольку она может выходить за пределы непосредственной области уплотнения, затрагивая большую часть вала. Такое обширное повреждение может усложнить ремонт вала и потребовать его полной замены. Коррозия также может увеличить шероховатость поверхности вала, мешая механическому уплотнению обеспечить герметичное уплотнение, даже если видимые повреждения удалены механической обработкой.

Мигание или травление

Для жидкостей с низкой температурой кипения утечка в механическом уплотнении может привести к быстрому испарению жидкости, поскольку она испытывает падение давления после выхода из насоса. Это быстрое испарение, известное как выгорание или травление, может изнашивать поверхности уплотнения и нагревать компоненты уплотнения, что приводит к преждевременному выходу из строя. Мигание также может привести к возникновению локальных высоких температур, которые вызывают термическую деформацию поверхностей уплотнения, что приводит к дальнейшим утечкам.

раздражение

Фреттинг возникает при относительном движении между компонентами механического уплотнения, часто из-за неправильной установки, плохой смазки или деформации поверхностей уплотнения. Это относительное движение вызывает скольжение малой амплитуды и трение между поверхностями, что приводит к износу и усталости.

Фреттинг может привести к образованию ослабленных участков на поверхностях уплотнения, которые склонны к растрескиванию и поломке. Он также может образовывать мелкие частицы, которые загрязняют уплотнительные поверхности, увеличивая истирание и утечки.

Чрезмерная вибрация и шум

Неисправное механическое уплотнение может вызывать чрезмерную вибрацию и шум, что часто указывает на более серьезные скрытые проблемы. По мере износа или повреждения поверхностей уплотнения они могут потерять свою гладкую, плоскую поверхность, создавая дисбаланс, который вызывает вибрацию вала. Утечка жидкости также может вызвать кавитация, где быстрое образование и схлопывание пузырьков пара порождает вибрацию и шум.

Отключение насоса и время простоя

В конечном счете, выход из строя механического уплотнения может привести к полной остановке насоса и незапланированному простою. Когда уплотнение выходит из строя катастрофически, это может привести к вторичному повреждению других компонентов насоса, требуя масштабного ремонта. В некоторых случаях стоимость ремонта сильно поврежденного насоса может превысить стоимость замены.