Торцевые уплотнения – ключевой элемент насосного оборудования, обеспечивающий герметичность вала и предотвращающий утечки рабочей среды. Правильный выбор уплотнения влияет на долговечность насоса, энергоэффективность и безопасность эксплуатации. В этой статье рассмотрим типы торцевых уплотнений, их особенности и критерии выбора.
Рассмотрим пример, в котором имеется три одинаковых по габаритно-присоединительным размерам гидравлически нагруженных торцевых уплотнения (например, Джон Крейн 2100, BS2100 или других аналогичных по конструкции, которые применяются для многочисленных циркуляционных насосов) с материалами:
- CAR/CER/NBR (вариант 1),
- CAR/SIC/HNBR (вариант 2),
- TC/TC/VITON (вариант 3).
Насос продолжительно работает и перекачивает чистое фильтрованное масло с температурой +80°C при перепаде давления на уплотнении не более 5 Бар. Первое, что обычно интересует покупателей — это цена. На рис.1 приведен график, показывающий относительную цену уплотнений для рассматриваемых вариантов.
Цена уплотнения для насоса с материалами CAR/CAR/NBR (графит — керамика Al2O3 или обозначение BR1C1) принята нами за единицу.
Уплотнения с более дорогими материалами стоят дороже: углеграфит — карбид кремния с улучшенной маслобензостойкой резиной (CAR/SIC/HNBR) — примерно в 2,5 раза дороже,
Со специальными металлокерамическими кольцами пары трения и эластомером из фторкаучука (TC/TC/VITON) — почти в 5 раз дороже.
На первый взгляд, если остановиться только на цене, выбор уплотнения вполне очевиден: только графит — керамика и маслобензостойкая резина CAR/CER/NBR или BR1C1, но не всё так просто.
Срок службы до предельного износа и ресурс уплотнений
Пойдём несколько дальше и выполним оценку по вероятностному сроку службы пары трения рассматриваемых уплотнений, а также ресурсу эластомеров в эксплуатации. В первом случае график получен в предположении максимального износа колец пары трения на величину до 1,5 мм, оценка проведена исходя из известных величин износов материалов колец пары трения в эксплуатации.
Сразу бросается в глаза тот факт, что самое дешевое уплотнение (материалы CAR/CER/NBR) может проработать чуть больше полугода, второй вариант может эксплуатироваться до примерно полутора лет, а третий показывает исключительный срок службы до предельного износа колец пары трения — более двух с половиной лет. Если условия работы будут менее благоприятные, и, например, в перекачиваемой насосом жидкости будут присутствовать абразивные частицы, то дешевые варианты уплотнений 1 и 2 дополнительно существенно проиграют варианту 3. При неизбежном ухудшении технического состояния насоса в эксплуатации, в особенности связанном с частой его разборкой и сборкой для замены вышедшего из строя уплотнения, первые два варианта уплотнений износятся ещё быстрее последнего. Оценочный ресурс эластомеров уплотнения насоса получен исходя из известных экспериментальных данных и на основе программного комплекса MSLC.
С резиновыми деталями уплотнений и их оценочным ресурсом картина ещё более резкая: маслобензостойкая резина NBR поработает в масле около полугода, улучшенная маслобензостойкая резина (HNBR) продержится почти год, а более дорогой фторкаучук (VITON) может противостоять старению около пяти лет.
Количество торцевых уплотнений для насоса
Идем ещё дальше и рассчитаем исходя из определенных ранее данных необходимое количество торцевых уплотнений, которых потребуется на 5 лет непрерывной работы насоса — эту цифру мы взяли исходя из возможного минимального срока службы насосного агрегата.
Получаем, что за время эксплуатации насоса в течение упомянутого выше периода времени нам бы потребовалось заменить:
- не менее 12 штук уплотнений графит — керамика Al2O3 и резина NBR (кодировка BR1C1);
- не менее 7 штук уплотнений с материалами углеграфит — карбид кремния и улучшенной маслобензостойкой резины HNBR;
- всего 2 штуки уплотнений с парой трения из металлокерамики и резины на основе фторкаучука (VITON).
Заключение
Выбор торцевого уплотнения зависит от множества факторов, включая тип насоса, свойства перекачиваемой среды и условия работы. Для сложных условий (высокие температуры, агрессивные среды) лучше выбирать специализированные решения, такие как карбидкремниевые или комбинированные уплотнения.
Наша компания оказывает профессиональные услуги по ремонту насосного оборудования.
Почему стоит обратиться в «Сампо-Лимитед» для ремонта насосов?
✔ Диагностика и подбор уплотнений – точный анализ износа и рекомендации по замене.
✔ Качественный ремонт – восстановление работоспособности насосов с гарантией.
✔ Использование оригинальных комплектующих – только проверенные материалы.
✔ Обслуживание сложных систем – работа с химическими, пищевыми и промышленными насосами.