Вичерпний посібник з встановлення та демонтажу механічних ущільнень

Анотація

Механічні ущільнення є критично важливими компонентами обертових машин, які служать основним бар'єром для запобігання витоку рідини між нерухомими та обертовими деталями. Правильне встановлення та демонтаж безпосередньо визначають продуктивність ущільнення, термін служби та загальну надійність обладнання. Цей посібник містить детальний покроковий огляд усього процесу — від передексплуатаційної підготовки та вибору інструментів до післямонтажних випробувань та післядемонтажної перевірки. У ньому розглядаються поширені проблеми, протоколи безпеки та найкращі практики для забезпечення оптимальної функціональності ущільнення, зниження витрат на обслуговування та мінімізації часу простою. Зосереджуючись на технічній точності та практичності, цей документ призначений для інженерів з обслуговування, техніків та фахівців, які працюють у таких галузях, як нафта і газ, хімічна переробка, очищення води та виробництво електроенергії.

1. Вступ

Механічні ущільненнязамінили традиційні сальникові ущільнення в більшості сучасного обертового обладнання (наприклад, насосів, компресорів, змішувачів) завдяки їхньому чудовому контролю витоків, меншому тертю та тривалішому терміну служби. На відміну від сальникових ущільнень, які для створення ущільнення використовують стиснений плетений матеріал, механічні ущільнення використовують дві прецизійно відшліфовані плоскі поверхні — одну нерухому (закріплену на корпусі обладнання) та одну обертову (прикріплену до валу) — які ковзають одна об одну, щоб запобігти витоку рідини. Однак, продуктивність механічного ущільнення сильно залежить від правильного встановлення та ретельного демонтажу. Навіть незначні помилки, такі як неправильне вирівнювання ущільнювальних поверхонь або неправильне застосування крутного моменту, можуть призвести до передчасного виходу з ладу, дорогих витоків та екологічної небезпеки.

 

Цей посібник структуровано таким чином, щоб охопити кожен етап життєвого циклу механічного ущільнення, з акцентом на встановлення та демонтаж. Він починається з передмонтажної підготовки, включаючи перевірку обладнання, перевірку матеріалів та налаштування інструментів. У наступних розділах детально описано покрокові процедури встановлення різних типів механічних ущільнень (наприклад, однопружинних, багатопружинних, картриджних), а потім проводяться післямонтажні випробування та перевірка. У розділі про демонтаж описані безпечні методи видалення, перевірка компонентів на наявність зносу або пошкоджень, а також рекомендації щодо повторного складання або заміни. Крім того, у посібнику розглядаються питання безпеки, усунення поширених проблем та найкращі методи обслуговування для продовження терміну служби ущільнення.

2. Підготовка до встановлення

 

Підготовка до встановлення є основою успішної роботи механічного ущільнення. Поспішне виконання цього етапу або ігнорування критичних перевірок часто призводить до помилок, яких можна уникнути, та виходу з ладу ущільнення. Наведені нижче кроки окреслюють ключові дії, які необхідно виконати перед початком процесу встановлення.

2.1 Перевірка обладнання та компонентів

 

Перед початком будь-яких робіт важливо перевірити, чи все обладнання та компоненти відповідають необхідним характеристикам та перебувають у належному стані. Це включає:

 

  • Перевірка сумісності ущільнень: Переконайтеся, що механічне ущільнення сумісне з рідиною, з якою перекачується (наприклад, температура, тиск, хімічний склад), моделлю обладнання та розміром вала. Зверніться до паспорта даних або технічного посібника виробника, щоб переконатися, що конструкція ущільнення (наприклад, еластомерний матеріал, матеріал лицьової сторони) відповідає вимогам застосування. Наприклад, ущільнення, призначене для водопостачання, може не витримувати високих температур та хімічної корозії рідини на нафтовій основі.
  • Огляд компонентів: Перевірте всі компоненти ущільнення (нерухому поверхню, обертову поверхню, пружини, еластомери, кільця ущільнювачів, прокладки та кріпильні елементи) на наявність ознак пошкоджень, зносу або дефектів. Перевірте наявність тріщин, сколів або подряпин на поверхнях ущільнення — навіть незначні дефекти можуть спричинити витоки. Перевірте еластомери (наприклад, нітрил, вітон, EPDM) на твердість, гнучкість та ознаки старіння (наприклад, крихкість, набухання), оскільки деградовані еластомери не можуть утворювати ефективне ущільнення. Переконайтеся, що пружини не мають іржі, деформації або втоми, оскільки вони підтримують необхідний контактний тиск між поверхнями ущільнення.
  • Огляд вала та корпусу: Огляньте вал обладнання (або втулку) та корпус на наявність пошкоджень, які можуть вплинути на вирівнювання або посадку ущільнення. Перевірте вал на наявність ексцентриситету, овальності або дефектів поверхні (наприклад, подряпин, канавок) у зоні, де буде встановлений обертовий компонент ущільнення. Поверхня вала повинна мати гладку поверхню (зазвичай Ra 0,2–0,8 мкм), щоб запобігти пошкодженню еластомеру та забезпечити належне ущільнення. Огляньте отвір корпусу на наявність зносу, неспіввісності або сміття, а також переконайтеся, що нерухоме посадкове місце ущільнення (якщо воно вбудоване в корпус) є плоским та не має пошкоджень.
  • Перевірка розмірів: Використовуйте прецизійні вимірювальні інструменти (наприклад, штангенциркулі, мікрометри, індикатори годинникового типу) для підтвердження ключових розмірів. Виміряйте діаметр вала, щоб переконатися, що він відповідає внутрішньому діаметру ущільнення, і звірте діаметр отвору корпусу із зовнішнім діаметром ущільнення. Перевірте відстань між буртиком вала та поверхнею корпусу, щоб переконатися, що ущільнення буде встановлено на правильну глибину.

2.2 Підготовка інструментів

 

Використання правильних інструментів є критично важливим, щоб уникнути пошкодження компонентів під час встановлення. Для встановлення механічного ущільнення зазвичай потрібні такі інструменти:

 

  • Точні вимірювальні інструменти: штангенциркулі (цифрові або ноніусні), мікрометри, індикатори годинникового типу (для перевірки вирівнювання) та глибиноміри для перевірки розмірів та вирівнювання.
  • Динамометричні інструменти: динамометричні ключі (ручні або цифрові), відкалібровані відповідно до специфікацій виробника, для застосування правильного крутного моменту до болтів і кріплень. Надмірне затягування може пошкодити еластомери або деформувати компоненти ущільнень, тоді як недостатнє затягування може призвести до ослаблення з'єднань та витоків.
  • Монтажні інструменти: ущільнювальні монтажні втулки (для захисту еластомерів та ущільнення поверхонь під час монтажу), вкладиші валу (для запобігання подряпинам на валу) та молотки з м’якою поверхнею (наприклад, гумові або латунні) для забивання компонентів на місце без їх пошкодження.
  • Інструменти для чищення: тканини без ворсу, неабразивні щітки та сумісні розчинники для чищення (наприклад, ізопропіловий спирт, уайт-спірит) для очищення компонентів та поверхні обладнання. Уникайте використання агресивних розчинників, які можуть погіршити стан еластомерів.
  • Захисне спорядження: захисні окуляри, рукавички (хімічно стійкі при роботі з небезпечними рідинами), засоби захисту слуху (при роботі з гучним обладнанням) та захисний щиток для обличчя (для роботи під високим тиском).

2.3 Підготовка робочого місця

 

Чиста, організована робоча зона мінімізує ризик забруднення, яке є основною причиною пошкодження ущільнень. Виконайте такі кроки для підготовки робочої зони:

 

  • Очистіть навколишнє середовище: Видаліть сміття, пил та інші забруднення з робочої зони. Накрийте обладнання поблизу, щоб запобігти пошкодженню або забрудненню.
  • Підготовка робочого місця: Використовуйте чисте, рівне робоче місце для складання компонентів ущільнення. Покладіть на робоче місце тканину без ворсу або гумовий килимок, щоб захистити поверхні ущільнення від подряпин.
  • Маркування компонентів: Якщо ущільнення розбирається (наприклад, для перевірки), маркуйте кожен компонент, щоб забезпечити правильне повторне складання. Використовуйте невеликі контейнери або пакети для зберігання дрібних деталей (наприклад, пружин, кілець ущільнювачів) та запобігання їх втратам.
  • Перегляд документації: Підготуйте інструкцію виробника з монтажу, креслення обладнання та паспорти безпеки (SDS). Ознайомтеся з конкретними кроками для моделі ущільнення, що встановлюється, оскільки процедури можуть відрізнятися залежно від виробника.

3. Покрокове встановлення механічних ущільнень

 

Процес встановлення дещо відрізняється залежно від типу механічного ущільнення (наприклад, однопружинне, багатопружинне, картриджне). Однак основні принципи — вирівнювання, чистота та правильне застосування крутного моменту — залишаються незмінними. У цьому розділі описано загальну процедуру встановлення з конкретними примітками для різних типів ущільнень.

3.1 Загальна процедура встановлення (некартриджні ущільнення)

 

Некартриджні ущільнення складаються з окремих компонентів (обертова поверхня, нерухома поверхня, пружини, еластомери), які необхідно встановлювати окремо. Виконайте такі дії для встановлення:

3.1.1 Підготовка вала та корпусу

 

  1. Очищення вала та корпусу: Використовуйте тканину без ворсу та сумісний розчинник для очищення вала (або втулки) та отвору корпусу. Видаліть будь-які залишки старого ущільнення, іржу або сміття. Для стійких залишків використовуйте неабразивну щітку — уникайте використання наждачного паперу або дротяних щіток, оскільки вони можуть подряпати поверхню вала.
  2. Перевірка на наявність пошкоджень: Ще раз перевірте вал і корпус на наявність дефектів, пропущених під час попереднього встановлення. Якщо на валу є незначні подряпини, використовуйте дрібнозернистий наждачний папір (зернистість 400–600) для полірування поверхні, працюючи у напрямку обертання валу. У разі глибших подряпин або ексцентриситету замініть вал або встановіть втулку валу.
  3. Нанесення мастила (за потреби): Нанесіть тонкий шар сумісного мастила (наприклад, мінеральної олії, силіконового мастила) на поверхню вала та внутрішній отвір обертового ущільнювального компонента. Це зменшує тертя під час встановлення та запобігає пошкодженню еластомерів. Переконайтеся, що мастило сумісне з рідиною, що перекачується, наприклад, уникайте використання мастил на масляній основі з водорозчинними рідинами.

3.1.2 Встановлення стаціонарного ущільнювального компонента

 

Нерухомий ущільнювальний компонент (нерухома поверхня + нерухоме сідло) зазвичай встановлюється в корпусі обладнання. Виконайте такі дії:

 

  1. Підготовка стаціонарного сидіння: Перевірте стаціонарне сидіння на наявність пошкоджень та очистіть його тканиною без ворсу. Якщо сидіння має ущільнювальне кільце або прокладку, нанесіть тонкий шар мастила на ущільнювальне кільце, щоб полегшити встановлення.
  2. ВставтеСтаціонарне сидінняУ корпус: Обережно вставте нерухоме сідло в отвір корпусу, переконавшись, що воно правильно вирівняне. Використовуйте молоток з м’якою поверхнею, щоб постукати по сідлу, доки воно повністю не встане на буртик корпусу. Не застосовуйте надмірних зусиль, оскільки це може тріснути нерухому поверхню.
  3. Закріпіть стаціонарне сідло (за потреби): Деякі стаціонарні сідла утримуються на місці стопорним кільцем, болтами або сальниковою пластиною. Якщо використовуються болти, затягніть їх з правильним крутним моментом (відповідно до специфікацій виробника) хрестоподібно, щоб забезпечити рівномірний тиск. Не перетягуйте, оскільки це може деформувати сідло або пошкодити кільце ущільнювача.

3.1.3 Встановлення обертового ущільнювального компонента

 

Обертовий ущільнювальний компонент (обертова поверхня + втулка вала + пружини) встановлений на валу обладнання. Виконайте такі дії:

 

  1. Збирання обертового компонента: Якщо обертовий компонент не зібраний попередньо, прикріпіть обертову поверхню до втулки вала за допомогою наданих кріпильних елементів (наприклад, стопорних гвинтів, контргайок). Переконайтеся, що обертова поверхня вирівняна рівно відносно втулки та надійно затягнута. Встановіть пружини (одно- або багатопружинні) на втулку, переконавшись, що вони розташовані правильно (згідно зі схемою виробника), щоб підтримувати рівномірний тиск на обертову поверхню.
  2. Встановлення обертового компонента на вал: Насуньте обертовий компонент на вал, переконавшись, що обертова поверхня паралельна нерухомій поверхні. Використовуйте ущільнювальну втулку для захисту еластомерів (наприклад, ущільнювальних кілець на втулці) та обертової поверхні від подряпин під час встановлення. Якщо вал має шпонковий паз, вирівняйте шпонковий паз на втулці зі шпонкою вала, щоб забезпечити правильне обертання.
  3. Закріплення обертового компонента: Після того, як обертовий компонент знаходиться в правильному положенні (зазвичай до буртика вала або стопорного кільця), закріпіть його за допомогою установочних гвинтів або контргайки. Затягуйте установчі гвинти хрестоподібно, застосовуючи крутний момент, зазначений виробником. Уникайте надмірного затягування, оскільки це може деформувати втулку або пошкодити обертову поверхню.

3.1.4 Встановлення сальникової пластини та остаточні перевірки

 

  1. Підготовка сальникової пластини: Перевірте сальникову пластину на наявність пошкоджень та ретельно очистіть її. Якщо сальникова пластина має кільця ущільнювача або прокладки, замініть їх новими (відповідно до рекомендацій виробника) та нанесіть тонкий шар мастила для забезпечення належного ущільнення.
  2. Встановлення сальникової пластини: Розмістіть сальникову пластину над компонентами ущільнення, переконавшись, що вона вирівняна з болтами корпусу. Вставте болти та затягніть їх вручну, щоб закріпити сальникову пластину на місці.
  3. Вирівнювання сальникової пластини: Використовуйте індикатор годинникового типу, щоб перевірити вирівнювання сальникової пластини з валом. Биття (ексцентриситет) має бути менше 0,05 мм (0,002 дюйма) в отворі сальникової пластини. За потреби відрегулюйте болти, щоб виправити неспіввісність.
  4. Затягніть болти сальникової пластини: За допомогою динамометричного ключа затягніть болти сальникової пластини хрестоподібно до зазначеного виробником моменту затягування. Це забезпечує рівномірний тиск на поверхні ущільнення та запобігає перекісу. Після затягування ще раз перевірте биття, щоб підтвердити вирівнювання.
  5. Остаточна перевірка: Візуально огляньте всі компоненти, щоб переконатися в їх правильності встановлення. Перевірте наявність зазорів між сальниковою пластиною та корпусом, а також переконайтеся, що обертовий компонент вільно рухається разом з валом (без заїдання чи тертя).

3.2 Встановлення картриджних ущільнень

 

Картриджні ущільнення – це попередньо зібрані вузли, що включають обертову поверхню, нерухому поверхню, пружини, еластомери та сальникову пластину. Вони розроблені для спрощення встановлення та зменшення ризику людської помилки. Процедура встановлення картриджних ущільнень така:

3.2.1 Передвстановлення ПеревіркаКартриджне ущільнення

 

  1. Перевірте картриджний блок: Вийміть ущільнювальну плівку картриджа з упаковки та огляньте її на наявність пошкоджень під час транспортування. Перевірте поверхні ущільнювальних поверхонь на наявність подряпин або сколів, а також переконайтеся, що всі компоненти (пружини, кільця ущільнювачів) цілі та правильно розташовані.
  2. Перевірка сумісності: Переконайтеся, що картриджне ущільнення сумісне з розміром вала обладнання, отвором корпусу та параметрами застосування (температура, тиск, тип рідини), звіривши номер деталі виробника зі специфікаціями обладнання.
  3. Очищення ущільнення картриджа: Протріть ущільнення картриджа тканиною без ворсу, щоб видалити пил або сміття. Не розбирайте блок картриджа, якщо це не зазначено виробником — розбирання може порушити попередньо встановлене вирівнювання поверхонь ущільнення.

3.2.2 Підготовка вала та корпусу

 

  1. Очищення та огляд вала: Виконайте ті ж кроки, що й у розділі 3.1.1, щоб очистити вал та перевірити його на наявність пошкоджень. Переконайтеся, що поверхня вала гладка та без подряпин чи іржі.
  2. Встановлення втулки вала (за потреби): Деякі картриджні ущільнення вимагають окремої втулки вала. За потреби насуньте втулку на вал, вирівняйте її зі шпонковим пазом (за наявності) та закріпіть її за допомогою стопорних гвинтів або контргайки. Затягніть кріпильні елементи відповідно до технічних вимог виробника.
  3. Очищення отвору корпусу: Очистіть отвір корпусу, щоб видалити будь-які залишки старого ущільнення або сміття. Перевірте отвір на наявність зносу або перекосу — якщо отвір пошкоджений, відремонтуйте або замініть корпус, перш ніж продовжувати.

3.2.3 Встановлення картриджного ущільнення

 

  1. Розташування картриджного ущільнення: Вирівняйте картриджне ущільнення з отвором корпусу та валом. Переконайтеся, що монтажний фланець картриджа вирівняний з отворами для болтів корпусу.
  2. Встановіть картриджне ущільнення на місце: Обережно вставте картриджне ущільнення в отвір корпусу, переконавшись, що обертовий компонент (прикріплений до вала) вільно рухається. Якщо картридж має центруючий пристрій (наприклад, напрямний штифт або втулку), переконайтеся, що він зчіплюється з корпусом для забезпечення вирівнювання.
  3. Закріплення фланця картриджа: Вставте монтажні болти через фланець картриджа в корпус. Затягніть болти вручну, щоб закріпити картридж на місці.
  4. Вирівняйте картриджне ущільнення: Використовуйте індикатор годинникового типу, щоб перевірити вирівнювання картриджного ущільнення з валом. Виміряйте биття на обертовому компоненті — биття має бути менше 0,05 мм (0,002 дюйма). За потреби відрегулюйте монтажні болти, щоб виправити неспіввісність.
  5. Затягніть монтажні болти: Затягніть монтажні болти хрестоподібно з моментом затягування, зазначеним виробником. Це закріпить картридж на місці та забезпечить правильне вирівнювання поверхонь ущільнення.
  6. Видалення допоміжних засобів для встановлення: Багато картриджних ущільнень містять тимчасові допоміжні засоби для встановлення (наприклад, стопорні штифти, захисні кришки) для утримання поверхонь ущільнення на місці під час транспортування та встановлення. Видаляйте ці допоміжні засоби лише після того, як картридж повністю закріплений у корпусі — їх занадто раннє видалення може призвести до неправильного вирівнювання поверхонь ущільнення.

3.3 Тестування та перевірка після встановлення

 

Після встановлення механічного ущільнення вкрай важливо перевірити його роботу та відсутність протікань. Перед повним введенням обладнання в експлуатацію слід виконати такі випробування:

3.3.1 Статичне випробування на герметичність

 

Статичне випробування на герметичність перевіряє наявність витоків, коли обладнання не працює (вал нерухомий). Виконайте такі дії:

 

  1. Створіть тиск в обладнанні: Заповніть обладнання технологічною рідиною (або сумісною випробувальною рідиною, такою як вода) та створіть тиск у ньому до нормального робочого тиску. Якщо використовується випробувальна рідина, переконайтеся, що вона сумісна з матеріалами ущільнень.
  2. Контроль витоків: Візуально огляньте область ущільнення на наявність витоків. Перевірте з'єднання між сальниковою пластиною та корпусом, валом та обертовим компонентом, а також поверхнями ущільнення. Використовуйте аркуш абсорбуючого паперу, щоб перевірити наявність невеликих витоків, які можуть бути невидимі неозброєним оком.
  3. Оцінка швидкості витоку: Прийнятна швидкість витоку залежить від застосування та галузевих стандартів. Для більшості промислових застосувань прийнятною є швидкість витоку менше 5 крапель за хвилину. Якщо швидкість витоку перевищує допустиму межу, вимкніть обладнання, скиньте тиск та перевірте ущільнення на наявність перекосу, пошкоджених компонентів або неправильного встановлення.

3.3.2 Динамічний тест на герметичність

 

Динамічне випробування на герметичність перевіряє наявність витоків під час роботи обладнання (вал обертається). Виконайте такі дії:

 

  1. Запуск обладнання: Запустіть обладнання та дайте йому досягти нормальної робочої швидкості та температури. Слідкуйте за обладнанням на наявність незвичайного шуму або вібрації, які можуть свідчити про неправильне вирівнювання або заклинювання ущільнення.
  2. Контроль витоків: Візуально огляньте область ущільнення на наявність витоків під час роботи обладнання. Перевірте поверхні ущільнень на надмірне нагрівання — перегрів може свідчити про недостатнє змащування або неправильне вирівнювання поверхонь ущільнень.
  3. Перевірте тиск і температуру: Контролюйте тиск і температуру процесу, щоб переконатися, що вони залишаються в межах робочих меж ущільнення. Якщо тиск або температура перевищують заданий діапазон, вимкніть обладнання та відрегулюйте параметри процесу, перш ніж продовжувати випробування.
  4. Запустіть обладнання протягом випробувального періоду: Запустіть обладнання протягом випробувального періоду (зазвичай від 30 хвилин до 2 годин), щоб переконатися, що ущільнення стабілізувалося. Протягом цього періоду періодично перевіряйте наявність витоків, шуму та температури. Якщо витоків не виявлено, а обладнання працює безперебійно, встановлення ущільнення пройшло успішно.

3.3.3 Остаточні коригування (за потреби)

 

Якщо під час перевірки виявлено витоки, виконайте такі дії з усунення несправностей:

 

  • Перевірка моменту затягування: переконайтеся, що всі болти (сальникова пластина, обертовий компонент, нерухоме сідло) затягнуті відповідно до специфікацій виробника. Ослаблені болти можуть призвести до перекосу та витоків.
  • Перевірка вирівнювання: Перевірте вирівнювання поверхонь ущільнення та сальникової пластини за допомогою індикатора годинникового типу. Виправте будь-яке неспівпадання, відрегулювавши болти.
  • Перевірка ущільнювальних поверхонь: Якщо витоки не зникають, вимкніть обладнання, скиньте тиск і зніміть ущільнення, щоб оглянути поверхні. Якщо поверхні пошкоджені (подряпини, відколи), замініть їх новими.
  • Перевірка еластомерів: Перевірте кільця ущільнювачів та прокладки на наявність пошкоджень або перекосу.
Час публікації: 12 вересня 2025 р.