НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТОРЦОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ

Виктор Бендерович, к.т.н. Яков Любин

НПП «Насосы и Уплотнения»

В последнее время заметно изменилось отношение к экономике производства технических служб на предприятиях нефтяной, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, газовой отраслей промышленности и в энергетике. Рынок заставляет  искать пути снижения себестоимости выпускаемой продукции, повышения ее качества и роста объемов выпуска. В связи с этим особое внимание уделяется сокращению простоев для ремонта и замены оборудования. Это очевидный путь к повышению экономичности, ибо чем длиннее простои, тем меньше объемы выпуска. Расходы увеличиваются по причине сбросов транспортируемого сырья и продуктов, ввиду подготовки установок для ремонта или замены, в том числе на очистку проточной части, на ремонт и проведение пусковых работ (заполнение системы, пробные пуски и пр.).

Одной из наиболее уязвимых установок является насос, а в нем – прежде всего уплотнение вала. В качестве примера можно привести перекачку сырьевой бумажной массы.  Она состоит из воды, твердой (хвойные и листовые волокна, тряпье и др.) и газообразной фаз. Длина волокон достигает нескольких сантиметров. Если надежно не защитить пары трения уплотнительных элементов от механических воздействий такого рода включений, происходит наволакивание и их быстрый износ.

Этому способствуют также выделяющиеся газы и свободный воздух, т. е. газовая фаза. Образуются газовые пробки. Появляются сухие места на поверхности трения уплотнительных колец, или участки сухого трения.

Сокращают ресурс работы уплотнений: небрежный пуск насоса до заполнения его перекачиваемой жидкостью, вибрации уплотнительного кольца, вызванные вибрацией вращающейся пружины, колебания давления в трубопроводе.

Стратегия технических служб на многих предприятиях разных отраслей промышленности предусматривает подбор уплотнений, которые имеют максимальные сроки службы, дают возможность стандартизировать процедуры ремонта и упростить ремонтную базу. При таком подходе приходится применять более дорогостоящие уплотнения, так как их конструкция может быть сложнее, а материалы пар трения и вторичных уплотнений выбираются так, что они устанавливаются на максимальное количество позиций. Тогда сокращаются номенклатура уплотнений и необходимые их объемы хранения на складах.

Упрощается ремонт, уменьшается количество ошибок, повышается оперативность ремонта, в результате чего    сокращается занятый ремонтом персонал и снижаются общие расходы. Значительные первоначальные затраты окупаются за 3 – 8 месяцев. При этом во многих случаях переходят на двойные уплотнения, что соответствует новым требованиям Ростехнадзора.

В наибольшей степени всему этому способствует применение картриджных торцовых уплотнений Safematic.

Характерной особенностью данных уплотнений является размещение пружины в неподвижной части. Уменьшается износ пар трения, так как исключается их вибрация при вращении. Вибрация вращающихся пружин передается вращающемуся уплотнительному кольцу. Происходят мерцательное микроразуплотнение пар трения, локальное раскрытие стыка и проникновение через них мелких частиц из перекачиваемой среды. Ускоряется износ пар трения.

Кроме того, одним блоком пружин оппозитно прижимаются обе пары уплотнительных колец, что позволяет уменьшить размеры уплотнения по длине и снизить нагрузки от теплового напряжения деталей при перекачке горячих сред. Жидкость до пружины не доходит, не воздействует на них. Крепление уплотнительных колец в обоймах не имеет пассивных связей, что придает кольцам возможность самоустанавливаться относительно друг друга. Снимается вредная нагрузка, которая также ускоряет износ пар трения.

Как одинарные, так и двойные уплотнения имеют несущие корпуса, в которые на заводе - изготовителе с очень высокой точностью устанавливаются и фиксируются все детали. Пользователь получает уплотнения полной заводской готовности. Это исключает ошибки монтажа.

В корпусных (картриджных) уплотнениях Safematic всех типов предусмотрен подвод затворной жидкости для полной промывки внутренней полости и всех размещенных в ней деталей.

Для монтажа на машине (насос, мешалка и пр.) выполнен фланец с радиальными позами, который в значительной степени освобождает ее от зависимости расположения на ее корпусе крепежа.
На рис. 1 показан один из вариантов двойного уплотнения Safematic.

Рис. 1

Такие уплотнения имеют гарантируемую надежность в течение длительного срока эксплуатации на бумажной пульпе концентрацией до 15 % и других средах. Давление в зоне уплотнения - до 25 кг/см2, окружная скорость допускается до 30 м/с.

К данным уплотнениям разработаны и выпускаются системы регулирования и контроля затворной жидкости: SafeUnit - на расходы до 15 л/мин при давлении до 25 кг/см2 и SmartFlow - на давление до 16 кг/см2.  Первая имеет независимую установку и может быть соединена с несколькими насосами, вторая - встраивается в корпус насоса (рис. 2). Применение таких систем дает экономию затворной жидкости до 80 %.

Система SafeUnit	Система SmartFlow

По вопросам, связанным с поставками уплотнений Safematic и системами регулирования SafeUnit и SmartFlow, следует обращаться на предприятие НПП «Насосы и уплотнения», г. Москва.

---