Типы торцевых уплотнений центробежных насосов

Вы когда-нибудь задумывались, что обеспечивает бесперебойную и эффективную работу вашего центробежного насоса? Ответ кроется в механическом уплотнении.

В этом сообщении блога мы рассмотрим различные типы механических уплотнений, обычно используемых в центробежных насосах. Понимая уникальные особенности и преимущества каждого типа уплотнений, вы сможете принять обоснованное решение при выборе лучшего уплотнения для вашего конкретного применения, гарантируя оптимальную производительность и долговечность насоса.

Типы торцевых уплотнений центробежных насосов

Уплотнения компонентов

Компонентные уплотнения состоят из отдельных деталей, которые собираются при монтаже насоса. Они предлагают гибкость с точки зрения материалов и конфигураций. Однако они требуют тщательной установки, чтобы обеспечить правильное выравнивание и функциональность.

Картриджные уплотнения

Картриджные уплотнения представляют собой предварительно собранные и настроенные блоки. Они упрощают установку и снижают риск неправильной сборки. Картриджные уплотнения легко заменять и обслуживать.

Толкающие уплотнения

Толкающие уплотнения имеют пружинный механизм, который сжимает уплотняющие поверхности вместе. Они компенсируют износ и поддерживают постоянную силу уплотнения. Толкающие уплотнения подходят для применений с умеренными и высокими давлениями и температурами.

Нетолкательные уплотнения

В нетолкательных уплотнениях, также известных как сильфонные уплотнения, используется гибкий сильфонный элемент для обеспечения усилия уплотнения. Они устраняют необходимость в пружинах и обеспечивают лучшую совместимость с более широким спектром жидкостей. Уплотнения без толкателей предпочтительнее в приложениях с высокой вибрацией или несоосностью вала.

Сбалансированные уплотнения

Сбалансированные уплотнения имеют конструкцию, которая уравнивает гидравлические силы, действующие на уплотняющие поверхности. Они уменьшают чистую силу закрытия, что приводит к снижению тепловыделения и увеличению срока службы уплотнения. Сбалансированные уплотнения идеально подходят для применений с высоким давлением и могут работать с широким спектром жидкостей.

Несбалансированные уплотнения

Несбалансированные уплотнения имеют более простую конструкцию по сравнению со сбалансированными уплотнениями. Они полагаются на полную гидравлическую силу для прижатия уплотнительных поверхностей друг к другу. Несбалансированные уплотнения подходят для применений с низким и средним давлением и, как правило, более экономичны, чем сбалансированные уплотнения.

Таблица основных характеристик

Тип уплотнения	Давление	Жидкости	Температура	Расходы	Жизнь	Утечка
Уплотнения компонентов	Низкий (<10 бар)	Вода, нефть, газы	От -40°С до 200°С	Низкий	Средний (2-5 лет)	Низкий
Картриджные уплотнения	Средний (10-100 бар)	Вода, масло, химикаты, суспензии	От -40°С до 250°С	Середина	Длинный (5-10 лет)	Низкий
Толкающие уплотнения	Высокий (>100 бар)	Вода, масло, химикаты, суспензии, агрессивные жидкости	от -50°С до 300°С	Высокий	Длинный (5-10 лет)	Низкий
Нетолкательные уплотнения	Средний (10-100 бар)	Вода, масло, химикаты, суспензии	От -40°С до 250°С	Середина	Средний (3-7 лет)	Середина
Сбалансированные уплотнения	Высокий (>100 бар)	Вода, масло, химикаты, суспензии, агрессивные жидкости	от -50°С до 400°С	Высокий	Длинный (7-15 лет)	Низкий
Несбалансированные уплотнения	От низкого до среднего (<100 бар)	Вода, масло, газы, мягкие химикаты	от -30°С до 200°С	От низкого до среднего	Короткий и средний (1–5 лет)	От среднего до высокого

Ключевые факторы при выборе механических уплотнений

Тип жидкости

Тип перекачиваемой жидкости является решающим фактором при выборе механического уплотнения. Различные жидкости имеют разные свойства, которые могут повлиять на производительность и долговечность уплотнения.

Коррозионные жидкости могут потребовать использования уплотнений из специальных материалов для предотвращения разрушения. Абразивные жидкости могут вызвать чрезмерный износ поверхностей уплотнения, что требует использования более твердых материалов или специальной конструкции поверхностей.

Вязкие жидкости могут потребовать особого внимания при проектировании камеры уплотнения и планах промывки, чтобы обеспечить надлежащую смазку и охлаждение поверхностей уплотнения.

Давление жидкости

Давление жидкости внутри насоса является еще одним важным фактором. Более высокие давления создают большую нагрузку на поверхности уплотнения и требуют более прочных конструкций.

Двойные или тандемные уплотнения могут потребоваться в системах с высоким давлением для обеспечения дополнительной безопасности и резервирования.

Температура

Температура перекачиваемой жидкости может существенно влиять на производительность уплотнения. Высокие температуры могут вызвать тепловое расширение компонентов уплотнения, что приведет к деформации и утечке.

Экстремальные температуры могут потребовать использования специальных материалов, таких как графит или карбид кремния, чтобы выдержать такие условия. Для отвода тепла из камеры уплотнения могут потребоваться планы охлаждения.

Низкие температуры могут привести к тому, что уплотнения станут хрупкими и преждевременно выйдут из строя. Для поддержания уплотнения в оптимальном рабочем диапазоне температур могут потребоваться планы обогрева.

Рабочее состояние

Условия эксплуатации насоса, например, непрерывная или повторно-кратковременная работа, могут влиять на выбор уплотнения. Уплотнения, предназначенные для непрерывной работы, могут оказаться непригодными для частых пусков и остановок.

Насосам, подверженным термоциклированию или частым изменениям условий эксплуатации, могут потребоваться специально разработанные уплотнения, способные выдерживать различные нагрузки и напряжения.

Условия работы всухую, когда поверхности уплотнения работают без смазки, требуют специальной конструкции уплотнений и материалов для предотвращения чрезмерного износа и выделения тепла.

Планы трубопроводов и промывки

Схемы трубопроводов и промывки, связанные с механическим уплотнением, имеют решающее значение для обеспечения надлежащей смазки, охлаждения и удаления мусора с поверхностей уплотнения.

Неподходящий или неправильный трубопровод может привести к выходу уплотнения из строя из-за недостаточной смазки или накопления загрязнений в камере уплотнения.

Планы промывки API (Американского института нефти) предусматривают стандартизированные конфигурации уплотнительных трубопроводов и вспомогательных систем. Выбор подходящего плана промывки для конкретного применения обеспечивает оптимальную производительность и надежность уплотнения.

Стандарты и правила

Соблюдение соответствующих стандартов и правил имеет важное значение при выборе механических уплотнений. Эти стандарты содержат рекомендации по конструкции уплотнений, материалам и испытаниям для обеспечения безопасности и надежности.

API 682 — широко признанный стандарт для механических уплотнений в нефтегазовой отрасли. В нем представлены подробные спецификации конструкции уплотнений, материалов и процедур испытаний.

В других отраслях могут существовать свои собственные стандарты и правила, которые необходимо соблюдать при выбор торцовых уплотнений для центробежных насосов.

Часто задаваемые вопросы

Какие основные материалы используются для поверхностей торцового уплотнения?

 Наиболее распространенными материалами, используемыми для поверхностей механического уплотнения, являются углерод, карбид кремния, карбид вольфрама и керамика. 

Как часто мне следует заменять механическое уплотнение в центробежном насосе?

Частота замена механического уплотнения зависит от таких факторов, как условия эксплуатации насоса, свойства перекачиваемой жидкости и материалы уплотнений. Как правило, механические уплотнения следует регулярно проверять и заменять при обнаружении признаков износа, утечек или повреждений.

В заключение

Понимание различных типов механических уплотнений центробежных насосов необходимо для обеспечения оптимальной производительности и долговечности. При выборе подходящего уплотнения учитывайте такие факторы, как область применения, окружающая среда и бюджет.

Чтобы получить квалифицированную консультацию по выбору подходящего механического уплотнения для вашего центробежного насоса, свяжитесь с нашей командой сегодня.