Современные подходы к ремонту насосного оборудования: роль уплотнительных систем в восстановлении производительности

Для снижения частоты поломок и обеспечения максимальной долговечности насосного оборудования необходимо поддерживать его полную герметичность. Наиболее эффективный способ достигнуть этого на центробежных насосах – это использование торцевых уплотнений. При выборе данных элементов следует уделять пристальное внимание всем техническим характеристикам изделий и применять наиболее надежные образцы. Этот аспект приобретает особую важность, когда речь идет о перекачивании горячих и токсичных жидкостей.

Применение уплотнений данного типа на центробежных конструкциях дает возможность герметизировать пространство, которое находится между корпусом и приводным валом насоса. Уплотняющие элементы относятся к расходным материалам. В процессе эксплуатации они подвергаются износу, и должны своевременно меняться на новые образцы. В противном случае могут возникнуть серьезные поломки оборудования и аварийные ситуации. И наоборот, правильный подбор и своевременная замена изделий являются важнейшими факторами поддержания и восстановления работоспособности насосных систем.

Исходя из выполняемых функций, от торцевых уплотнений требуется выдерживать трение вращения вала, высокое давление и температуру, а также химическое воздействие агрессивных веществ. В качестве типичного примера можно назвать циркуляционные насосные установки теплоцентралей, которые имеют ключевое значение в осуществлении централизованного отопления и снабжения горячей водой. Их работа обеспечивает непрерывное закольцованное движение нагретого теплоносителя от котельных к жилью потребителей, и в обратном направлении. Поэтому для этих механизмов особенно актуальным является повышенная устойчивость к различным неблагоприятным воздействиям и максимальное сокращение времени на ремонтные работы в случае возникновения поломок. Значительная доля этих задач решается грамотным применением качественных уплотнений.

Уплотнительная продукция должна соответствовать ряду требований:

• поддержание герметичности системы;
• обеспечение долговечности оборудования;
• надежность (длительное использование) и простая замена;
• минимальные размеры;
• минимальные показатели тепловыделения при трении;
• экономичность (относительно невысокая стоимость).

Естественно, далеко не всегда все эти условия можно выполнить применительно к определенной установке. Каждое решение, как правило, является компромиссом, который должен соответствовать главным эксплуатационным нагрузкам.

В большинстве случаев, когда уплотнения не справлялись с выполнением своих задач (разгерметизации, утечки, преждевременный износ оборудования и пр.), анализ выявлял следующие причины:

• неправильный выбор материалов, размеров или типов уплотнителя;
• нагрев перекачиваемой жидкости в области уплотнительных колец более 80–85 °C;
• несоответствие изделий условиям эксплуатации.

Сохранность торцевых колец во многом зависит от состояния поверхностей частей насоса, между которыми они располагаются. В норме они должны быть совершенно плоскими. Правильная центровка электродвигателя и приводного вала насоса является одним из главных факторов длительной службы уплотнительных материалов. Некорректная центровка вызывает преждевременный износ даже высококачественных и правильно подобранных образцов. Таким образом, мы видим прямое взаимное влияние уплотнителей и уплотняемых деталей оборудования на устойчивость к нагрузкам и долговечность друг друга.

Температура перекачиваемых сред в области торцевых колец также имеет важное значение. Если она не превышает 80–85 °C, то, находясь между уплотнительными элементами, вода вследствие трения нагревается до температур, которые не превышают точку кипения. При этом она остается в жидком состоянии, работает как смазка и эффективно охлаждает зону уплотнения.

Если нагрев рассматриваемой зоны составит более 90 °C, то, при определенных показателях перепада давления (в частности - 4 кгс/см2 для 90 °C), из воды будет формироваться пар, вызывая явление кавитации (образование пузырьков в жидких средах). Это приводит к эрозии поверхностей и преждевременному выходу из строя колец уплотнения и других компонентов системы.

Для постоянного удержания температуры в пределах 85 °C (например, когда теплоноситель штатно нагревается выше 90 °C) применяют кольцевые холодильники, которые встраиваются в уплотнитель. Благодаря им в качестве охладителя может выступать низкокачественная вода.

Другой способ охлаждения – подача в область торцевых колец вод подпитки или компенсации потерь. Для предотвращения смешивания перекачиваемой и охлаждающей воды используются специальные перегородки. Также в некоторых агрегатах сальниковые камеры комплектуются кольцевыми холодильниками, охватывающими приводящий вал. Они подводят и отводят охладитель через специальные каналы в корпусе перекачивающего устройства.

Вышеизложенная информация указывает на существенное влияние современных уплотнений на безопасность и целостность центробежных конструкций. При правильном выборе и грамотном применении эти элементы показывают отличную устойчивость к негативным эксплуатационным условиям, и тем самым вносят существенный вклад в продление рабочего ресурса насосной техники в целом.

---