Торцевые уплотнения для насосов

• Водостойкий кабель для подключения погружных насосов.
•  > 
• Новости
•  > 
• Статьи

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 50^оС. 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 50^оС. 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 150^оС. 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 130^оС. 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 200^оС 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».

Частотні перетворювачі

Обладнання для водопідготовки

Насоси Pedrollo

Насоси промислові ви-ва Україна, СНГ(К, КМ, Д, ЭЦВ...)

Насоси Speroni

Силова електроника Schneider Electric