Торцевые уплотнения для насосов



Торцевые механические уплотнения вала насоса

Свойства материалов.

Долговечность торцевых механических уплотнений вала водяного насоса напрямую зависит от применяемой в конструкции комбинации материалов, их свойств и стойкости к воздействию перекачиваемой среды. Отдельные элементы механического уплотнения - пары трения из неподвижного и подвижного колец, резиновые вторичные уплотнительные кольца, вращающиеся сильфоны и прижимные пружины должны обладать определенными свойствами и характеристиками, обеспечивающими прогнозируемый ресурс работы в заданных условиях эксплуатации.

Пара трения на протяжении всего предусмотренного срока службы должна сохранять идеально гладкую контактную поверхность, вторичные подвижные и неподвижные резиновые уплотнения поддерживать герметичность, а прижимная пружина обладать высокой коррозионной стойкостью и обеспечивать достаточную плотность контакта пары трения. В определенном температурном режиме, составе и химической активности жидкости надежность самого слабого компонента позволяет прогнозировать поведение и ресурс работы механического уплотнения до замены.

- Конструкционные материалы пар трения (контактных колец) механического уплотнения

В качестве материалов контактных колец механических уплотнений водяного насоса широко используют графиты, алюмоксидную керамику (оксид алюминия), карбиды кремния и вольфрама. В изготовлении сильфона применяют нитрил-бутадиеновую резину NBR, для специфических условий - этилен-пропиленовый каучук EPDM или флюрогуминизированный каучук FPM («Viton»). Материалом прижимной пружины служит нержавеющая сталь или специальные коррозионностойкие сплавы, предназначенные для работы в условиях высокой агрессивности перекачиваемой среды.

Пара «керамика-графит» в сочетании с сильфоном из нитрила NBR считается «базовым» и наиболее дешевым вариантом механического уплотнения, повсеместно применяемым в водяных насосах для перекачивания чистой воды с рабочими температурами до 50оС. Графит - достаточно мягкий материал, поэтому графитовое кольцо (подвижное или неподвижное) механического уплотнения плохо переносит присутствие в воде твердых включений, которые могут вызвать разрушение поверхности и выход из строя уплотнения. Эта причина ограничивает применение графитовых колец в насосах и не допускает использования материала в механических уплотнениях водяных насосов, предназначенных для перекачивания сильно загрязненных механическими включениями жидкостей. Дополнительные специальные пропитки или импрегнирование графита металлами улучшают самосмазывающие способности и уменьшают коэффициент поверхностного трения, обеспечивая эффективность работы в условиях сухого трения или с пониженным эффектом самосмазывания, присущим горячим жидкостям. Это делает применение графита целесообразным в условиях высоких температур перекачиваемой жидкости и в ситуациях сухого трения контактных колец механического уплотнения. Также нужно учитывать то, что металлизация графита понижает коррозионную стойкость материала и ограничивает применение таких уплотнений для перекачивания чистых пищевых продуктов. Алюмоксидная керамика (оксид алюминия (Al2O3)) в составе «базового» механического уплотнения обычно используется в качестве материала кольца оппозитного графитовому. Недостатком оксида алюминия считается низкая коррозионная стойкость, а главным преимуществом - низкая цена.

В насосах для перекачивания сильно загрязненных вод (дренажные насосы для грязкной воды) применение механического уплотнения с парой трения «графит-алюмоксидная керамика» нецелообразно из-за высокой вероятности преждевременного разрушения графита и попадания воды в электродвигатель. Поэтому в условиях предполагаемого разрушения мягкого графитового кольца материалом заменителем графита является карбид кремния. Наряду с высокими показателями по твердости и теплопроводности карбид кремния обладает значительным коэффициентом поверхностного трения, который обычно снижают с помощью специальных пропиток, что значительно увеличивает срок службы пары трения. Основная область применения механических уплотнений с парой трения «керамика-карбид кремния» - дренажные насосы, там, где в перекачиваемой среде предполагается высокое содержание твердых включений. В горячей воде пара трения «керамика-карбид кремния» подвергается интенсивному износу и поэтому не применяется в насосах для перекачивания жидкостей с высокими температурами. Еще один специальный материал - карбид вольфрама обладает наиболее высокой твердостью и стойкостью к наличию в жидкости твердых включений, но из-за высокого коэффициента трения его применение эффективно лишь при малых скоростях вращения вала или при использовании дополнительной смазки. Контактная пара колец «графит - карбид вольфрама» обеспечивает высокие эксплуатационные качества в условиях сухого трения и высокой температуры жидкости. В этой паре низкий коэффициент поверхностного трения и самосмазывающую способность обеспечивает графит. Контактная пара «графит-карбид вольфрама» отличается высокой износостойкостью в горячей воде. Пара трения «карбид вольфрама - карбид вольфрама» применяется достаточно ограничено в связи с высокой ценой и крайне низкой стойкостью к сухому ходу, разрушающему механическое уплотнение даже при кратковременном возникновении аварийной ситуации. Пара трения «карбид кремния - карбид кремния» наиболее устойчива к агрессивному химическому воздействия перекачиваемой среды, обладает высокой твердостью и за счет специальных пропиток демонстрирует приемлемый коэффициент поверхностного трения. Пара часто применяется в механических уплотнениях водяных насосов, способных перекачивать химически активные среды.

- Конструкционные материалы резиновых сильфонов механического уплотнения

Свойства резин сильфона или вторичного уплотнения должны обеспечить герметичность и длительную устойчивость к воздействию температур, механических включений и агрессивности перекачиваемой среды. Наиболее широко распространенным материалом сильфонов является нитрил (NBR), эластомер в котором механическая износостойкость сочетается с химической стойкостью к углеводородам (бензин, керосин, масла, нефть) и наиболее низкой ценой. Нитрил сохраняет свои свойства в диапазоне рабочих температур от минус 40 до плюс 70, но плохо переносит контакт с абразивными частицами в жидкости. Нитрил (международное обозначение-NBR) применяют в изготовлении механических уплотнений, работа которых ограничивается перекачиванием воды с температурами не выше 50оС. Этиленпропиленовый каучук (международное обозначение - EPDM) в сравнении с нитрилом обладает значительно лучшей устойчивостью к горячей воде, неконцентрированным кислотам, щелочам, спиртам, но совершенно не пригоден для работы с углеводородами, вызывающими набухание и разрушение материала. Рабочие температуры этиленпропиленовых уплотнений находятся в диапазоне от минус 40 до плюс 150оС. Материал хорошо переносит наличие абразивных частиц в жидкости. Сочетание материалов механического уплотнения «алюмоксидная керамика - графит - EPDM» применяется в насосах, способных перекачивать чистую горячую воду с температурой до 130оС. Флюрогуминизированный фторкаучук Viton (международное обозначение FPM, материал разработан американской компанией Дюпон и носит фирменное название «Viton») обладает еще большим спектром рабочих температур и имеет более высокую химическую стойкость относительно каучуков NBR и EPDM. Viton - маслостойкий материал и сохраняет свои свойства при температуре от минус 20 до плюс 200оС при использовании для масел. Чаще всего применяется для механических уплотнений насосов, предназначенных для перекачивания различных углеводородов (масел, нефтепродуктов, бензина, керосина) благодаря отличной химической стойкости к углеводородам, спиртам, асфальту, гудрону, горячей воде и концентрированным кислотам. Viton также проявляет высокую стойкость к щелочам в условиях низких температур, но плохо переносит контакт с аммиаком, низкомолекулярными органическими кислотами и ацетоном. Самый дорогой из применяемых в механических уплотнениях эластомеров - перфторуглеродный каучук (международное обозначение- FFKM). Высокая стоимость оправдывается наиболее высокой химической и температурной устойчивостью среди всех эластомеров. Материал применяется достаточно редко ввиду высокой стоимости - производители насосного оборудования чаще отдают предпочтение более дешевому «витону».

Торцевые механические уплотнения
для насосов Pedrollo

       .
Торцевые механические уплотнения
для насосов Calpeda





Мы рады предложить вам оборудование следующих брендов:



logot-pedrollo.png





logo_Wester2.png

Бренд Kitline
Оборудование ATON