Ремонт сальниковых устройств

Сальниковые устройства служат для уплотнения мест выхода штоков и валов в насосах, компрессорах, аппаратах с вращающимися мешалками, а также шпинделей запорной и регулирующей трубопроводной арматуры и т.д. Кроме того, сальники (рис. 16) устанавливают на одноходовых теплообменниках с плавающей головкой в месте прохода штуцера трубного пространства.

Таблица 1

Конструкция сальниковых устройств разнообразна. В зависимости от их назначения в качестве набивки применяет различные материалы (табл. 1).

Сальники компрессоров уплотняют кольцами из чугуна, графита, а также фторопластом-4, отличающимся длительным сроком службы.

Основные неисправности в работе сальниковых устройств – пропуск жидкости (или газа) вследствие недостаточного количества сальниковой набивки (колец), неполной их затяжки, дефектов деталей сальника или вала (трещины, царапины и т. п.), износа уплотнительных колец в сальниках с твердой набивкой, перекоса деталей сальника.

При пропуске прежде всего подтягивают нажимную втулку. Чтобы при этом не произошло перекоса, гайки завинчивают попеременно в несколько приемов, каждый раз не более чем на 1 – 1,5 оборота.

Если пропуск жидкости или газа невозможно устранить затяжкой нажимной втулки, надо заменить мягкую набивку.

Набивку сальника заменяют после полного опорожнения линии, на которой установлена арматура. В некоторых случаях, когда продукт подается под клапан и его пары не могут оказать вредного действия на здоровье людей, эту операцию можно провести и на заполненной линии, но арматура должна быть закрыта.

Отвинтив полностью гайки, нажимную втулку извлекают из камеры сальника и, подняв по шпинделю, закрепляют у штурвала. Сальниковую камеру и шпиндель тщательно очищают от остатков старой набивки. Крючок для вытаскивания набивки нужно вставлять так, чтобы не повредить поверхность шпинделя. После этого следует хорошо прочистить сальник, проверить прямолинейность шпинделя. Затем в сальниковую коробку укладывают ранее заготовленную набивку. Нарезают набивку отдельными кусками с косыми срезами. Длину каждого куска можно определить из следующего соотношения:

где l – длина одного куска; а – внутренний диаметр сальниковой коробки; b – диаметр шпинделя.

При укладке нужно следить, чтобы срезы кусков были смещены относительно друг друга на угол не менее 90°. Заполнив сальниковую камеру кольцами набивки, вставляют нажимную втулку и обжимают набивку. После этого добавляют следующее кольцо и т. д. Высоту сальниковой набивки можно считать достаточной, если после полного обжатия втулка сальника опустится в гнездо не более чем на 5 – 8 мм. При набивке сальника необходимо чередовать его обжатие с проворачиванием шпинделя, не допуская при этом перекоса нажимной втулки.

Величина затяжки сальника при замене набивки не должна быть чрезмерной, окончательно затяжку регулируют при пробном пуске, когда детали сальника будут иметь рабочую температуру.

После сборки сальника проворачивают вал и проверяют, нет ли перекоса втулки и не слишком ли плотно прилегает набивка к подвижной части машины.

При ремонте сальников с твердой набивкой (металлической, фторопластовой и т. п.) прежде всего надо выяснить причины пропуска. Полностью износившиеся и разрушенные части сальникового уплотнения следует заменять новыми. Незначительные зазоры и риски на рабочих поверхностях уплотняющих элементов снимают шабрением и притиркой.

Подгонка уплотняющих элементов металлического сальникового уплотнения и полная сборка его – ответственная операция, выполняют ее квалифицированные рабочие.

Перед сборкой все детали тщательно промывают в керосине, протирают насухо и смазывают цилиндровым маслом (кроме торцов внешних камер). Масляные каналы, кроме того, продувают сжатым воздухом. Чтобы пружины при сборке уплотнений не выпали из гнезда, гнезда наполняют тавотом.

В сальниках низкого давления кольцевые пружины должны плотно прижимать разрезанные кольца к штоку. Спиральные пружины сальников высокого давления подбирают одинаковой высоты; в сжатом состоянии они должны полностью утопать в своих гнездах.

Внешние камеры уплотнений низкого давления, сальниковые уплотнения высокого давления пришабривают, а уплотняющие и дроссельные кольца тщательно притирают друг к другу. Поверхности уплотняющих колец, соприкасающиеся со штоком, пришабривают к его поверхности. Предварительное пришабривание можно производить по болванке, а окончательное – непосредственно по рабочему штоку. Качество притирки проверяют по краске. Пришабривание поверхностей уплотнения считается законченным, если на 1 см² приходится 4 – 5 мелких пятен. Притирают поверхности вручную.

Поверхности считают притертыми по всей площади, если они имеют матовый цвет или если при поворачивании деталей относительно друг друга следы карандаша на поверхности стираются.

Сборка сальникового уплотнения должна быть выполнена в соответствии с чертежами завода изготовителя машины. При сборке проверяют биение штока, совпадение каналов для смазки и отсоса газов в камерах и крышках, наличие и состояние фиксирующих штифтов в камерах, обоймах и кольцах. Особое внимание следует обращать на чистоту деталей, так как попадание абразивных частиц в сальниковые уплотнения способствует преждевременному пропуску газа.

Во избежание перекоса сальниковую крышку затягивать надо равномерно, проверяя радиальный зазор между расточкой крышки и поверхностью штока по его окружности.

После монтажа нового или ремонта старого сальникового уплотнения необходимо окончательно его приработать при холостом ходе машины и обильной смазке.

Торцевые сальниковые уплотнения (рис. 17) сильно нагруженных валов насосов, а также валов реакторов и мешалок, работающих в условиях высоких температур, в газовых или других взрывоопасных и вредных средах, должны характеризоваться большой надежностью в работе. В таких случаях, а в последнее время вообще для всех насосов, которые перекачивают жидкости, не содержащие механических примесей, применяют одинарные и двойные торцевые уплотнения.

Герметичность в торцевых уплотнениях достигается между трущимися торцевыми поверхностями детали (втулки 7), вращающейся вместе с валом 10, и неподвижной детали (втулки 3) в корпусе уплотнения 8. Такие трущиеся поверхности вращающейся и неподвижной втулок необходимо тщательно обрабатывать. После механической обработки поверхности притирают вручную смесью мелкого абразивного порошка с маслом или пастой ГОИ. Иногда процесс притирки механизируют, приспосабливая для этого вертикально-сверлильный станок.

Для увеличения долговечности торец вращающейся втулки наплавляют сормайтом. Наплавленные поверхности после посадки втулок на точные оправки обрабатывают, чтобы обеспечить строгую перпендикулярность поверхности торца оси вала. Собранные на валу детали и неподвижная втулка должны иметь единую ось; допустимые отклонения от концентричности – не более половины допуска на изготовление. Зазоры между деталями проверяют щупом и пробным взаимным перемещением вручную.

Пружина 6 (в некоторых конструкциях несколько пружин) должна обеспечивать надежный контакт торцевых поверхностей втулок перед пуском (подачей уплотняющей жидкости) и при остановке. Перед установкой пружины подвергают тщательной проверке, чтобы удостовериться, что их размеры строго соответствуют чертежам, что достаточна упругость и что на них отсутствуют трещины и забоины. Поверхности эластичных уплотняющих колец из маслобензо-стойкой резины или тефлона должны быть гладкими; необходимо, чтобы кольца плотно сидели в гнездах, обеспечивали требуемую степень амортизации и не заклинивали подвижное кольцо на валу.

Перед сборкой все детали уплотнения промывают керосином, высушивают и смазывают чистым машинным маслом. Порядок разборки и сборки определяется конструкцией уплотнения или технической инструкцией завода-изготовителя.

Собранное торцевое уплотнение можно проверять на специальном стенде самостоятельно или вместе с оборудованием. Качество работы уплотнения под нагрузкой характеризуется величиной утечки уплотняющего масла, которая не должна превышать установленного паспортом предела. Давление масла должно на 0,5 – 1,5 кгс/см² превышать давление среды перед торцевым уплотнением. Масло должно быть чистым и охлажденным, для этого его пропускают через специальный холодильник и фильтры. Камеру уплотнения заключают в водяную рубашку, которую периодически очищают от отложений. Пуск торцевых уплотнений возможен только после того, как в системе налажена циркуляция масла.

[1] В ремонтном деле биением вращающейся детали принято называть периодическое изменение положения ее оси при вращении взависимости от угла поворота.