Все новости

Главная » Статьи о торцевых уплотнениях » Торцовое уплотнение гомогенизатора мешалки

© к.т.н. Шепелёв В.А., инж. Шепелёв А.В.

Торцовое уплотнение гомогенизатора мешалки

Или почему снова "безупречные английские торцовые уплотнения Джон Крейн 2100" не работают при любых условиях...


Предисловие

Настоящая статья была подготовлена нашей группой специалистов на основе проведенной нами опытно-конструкторской работы по модернизации уплотнительного узла гомогенизатора мешалки для одного из предприятий России, которое использует это оборудование для своих производственных процессов. Изначально после покупки и монтажа этого дорогого оборудования компания столкнулась с проблемой того, что уплотнительный узел гомогенизатора в котором применялось английское торцовое уплотнение Джон Крейн 2100 не работало - не обеспечивало даже уровень герметичности сальниковой набивки, эксплуатационники компании, обзвонив, наверное, практически все торгующие конторы России [которые занимаются профессиональным подбором и продажей торцовых уплотнений и их систем], к сожалению, не нашли ни одной, кто бы смог решить возникшую проблему... В 2014 году мы опубликовали статью "почему торцевые уплотнения Джон Крейн 2100 не работают при любых условиях эксплуатации", в связи с тем, что за предыдущие 2010-2013 годы к нам поступало множество обращений от инженеров по оборудованию и механиков на производствах с жалобами на уплотнительные узлы оборудования, в которых применялись торцовые уплотнения Джон Крейн 2100. Несмотря на то, что эти уплотнения были [профессионально подобранные по параметрам разными сервисными центрами, подобными торговыми компаниями и научно-производственными предприятиями], установлены в разное оборудование [насосы, мешалки и др.] часто выходили из строя, не обеспечивая необходимую герметичность - фактически не работали при любых условиях.  Несмотря на нашу публикацию двухлетней давности ситуация в этой области, к сожалению, не улучшилась и, скорее всего, продолжает ухудшаться: вновь всплывают те же ошибки, фактически приходят те же жалобы на "безупречное качество Джон Крейн 2100", снова наблюдается непрофессионализм из-за технической малограмотности менеджеров по продажам - к нам обращаются за решением тех или иных задач. Мы не будем повторяться с выводами, что были сделаны ранее, ибо читатель может ознакомиться с ними самостоятельно, однако настоящая статья фактически является продолжением предыдущий наших публикаций о торцовых уплотнениях Джон Крейн 2100 и о торцовых уплотнениях для мешалок.

 

С чего всё началось и почему проектировщик и изготовитель оборудования выбрал торцовое уплотнение Джон Крейн 2100

История была примерно такая... Проектировщик [он же изготовитель] оборудования занимался (и занимается) проектированием и изготовлением перемешивающего оборудования: миксера, мешалки, реакторы и гомогенизаторы... он обратился к поставщику торцовых уплотнений (типа сервисного центра) за помощью в подборе торцового уплотнения для своих изделий, предоставил для этого необходимые исходные данные с целью профессионального подбора уплотнения "по параметрам". Сервисный центр в лице менеджера по продажам [специалиста по торцовым уплотнениям и их системам] провел рекламный прессинг, после чего клиент "созрел" и, понадеявшись на профессионализм, "британскую безупречность" и "английское качество", всё-таки решил использовать "легендарные" торцовые уплотнения Джон Крейн 2100, которые, "предопределили следующие преимущества":  

"1) Широкий температурный диапазон;

2) Долговечность и прочность;

3) Прекрасные эксплуатационные характеристики;

4) Высокая эффективность, надежность и безопасность;

5) Утечка в 10-15 раз ниже, чем у других моделей (в том числе отечественного производства);

6) Долговечность (срок службы в 4-5 раз выше, чем у отечественных);

7) 2100 — самая распространенная модель универсального эластомерного уплотнения, предназначенного для работы в различных системах;

8) Эластомерное сильфонное уплотнение вала модульного типа John Crane 2100 предназначено для различных режимов эксплуатации. Его выбирают специалисты многих отраслей (таких как переработка сточных вод/бытовых отходов, нефтедобыча, целлюлозно-бумажная промышленность, пищевое производство и пр.)..."

они подобрали по параметрам и размерам и применили уплотненение тип ДЖОН КРЕЙН 2100 [см. Фиг 1.]...

 

Уплотнительный узел гомогенизатора мешалки с торцовым уплотнением Джон Крейн 2100

Фиг 1. Гомогенизатор и его неработоспособный уплотнительный узел с торцовым уплотнением Джон Крейн 2100.

 

К чему привёл подбор сильфонного торцового уплотнения Джон Крейн 2100

Понадеявшись на профессионализм и подбор уплотнения, а также, вероятно, на рекламные пункты 1) ... 8) и др., заказчик, в лице предприятия по изготовлению мешалки с гомогенизатором, применил торцовое уплотнение Джон Крейн 2100. Предприятие изготовило это оборудование и поставило его одной компании в России. Эта компания выявила, что при пуске купленного оборудования наблюдается существенная утечка рабочей среды с падением давления в ёмкости мешалки, особенно драматично ситуация складывалась для уплотнения вала гомогенизатора. Речь шла не о капельных утечках, а об утечке, как в сальниковой набивке и даже больше. Изготовитель оборудования после получения соответсвующей претензии от механика самоустранился...

 

Для оценки того, к чему же привёл такой подбор торцового уплотнения Джон Крейн 2100, следует пройтись по вышеупомянутым рекламным пунктам отдельно...

 

"1) Широкий температурный диапазон;".

Уплотнительный узел гомогенизатора мешалки работает в широком диапазоне температур, от отрицательных [до -30 град С кратковременно] до положительных [до +60 град С] температур, фактически торцовое уплотнение Джон Крейн 2100 не обеспечило работу в этом температурном диапазоне.


"2) Долговечность и прочность;"

По факту установленное в гомогенизатор уплотнение Джон Крейн 2100 работало менее месяца, утечка наблюдалась сразу с повышением давления до 1-3 Бар, причём ситуация значительно усугублялась с повышением давления рабочей среды до 6 Бар (номинальное значение), наблюдался интенсивный износ кольца из графита.


"3) Прекрасные эксплуатационные характеристики;"

"Сдулись" в процессе эксплуатации мешалки с гомогенизатором: при заданных условиях эксплуатации, а это и давление до 6-9 Бар и разряжение до -0.6 Бар, "легендарное" торцовое уплотнение не работало, наблюдалась значительная величина утечки, такой же как в сальниковой набивке, пара трения выходила из строя. Механик и инженер по оборудованию оценили все эти прекрасные характеристики.


"4) Высокая эффективность, надежность и безопасность;"

Значительная [не капельная] утечка рабочей среды через торцовое уплотнение Джон Крейн 2100 приводила к снижению эффективности работы оборудования - падению необходимого давления в ёмкости мешалки, приходилось разбирать мешалку с гомогенизатором [а это останов производственного цикла с вытекающими временными и денежными затратами] и заменять на всё новое и новое уплотнение Джон Крейн 2100, но это почему-то никак не решало проблему! Пробовали устанавливать дополнительные шайбы для поджатия пружины уплотнения, наконец, пробовали китайские аналоги BS2100, но всё было тщетно... Графитовое кольцо также истиралось за 3-4 недели работы мешалки с гомогенизатором.


"5) Утечка в 10-15 раз ниже, чем у других моделей (в том числе отечественного производства);"

К сожалению, рекламный лозунг был начисто опровергнут практикой - подобранное уплотнение раскрывалось и величина утечки рабочей среды в затворную охлаждающую жидкость возрастала многократно и, как следствие, наблюдалось недопустимое падение давления внутри ёмкости мешалки, а износ графитового кольца дополнительно усугублял существующую проблему.


"6) Долговечность (срок службы в 4-5 раз выше, чем у отечественных);"

В уплотнительном узле гомогенизатора мешалки торцовое уплотнение Джон Крейн 2100 работало меньше месяца, дальше требовалась новая замена и так продолжалось какое-то время, когда частый простой оборудования уже был далее просто не допустим потребовалось проведение модернизации уплотнительного узла.


"7) 2100 — самая распространенная модель универсального эластомерного уплотнения, предназначенного для работы в различных системах;"

Наверное, действительно, самая распространённая модель, но в уплотнительном узле гомогенизатора, к сожалению, эта модель не работала надежно и не обеспечивала требуемую герметичность.


"8) Эластомерное сильфонное уплотнение вала модульного типа John Crane 2100 предназначено для различных режимов эксплуатации. Его выбирают специалисты многих отраслей (таких как переработка сточных вод/бытовых отходов, нефтедобыча, целлюлозно-бумажная промышленность, пищевое производство и пр.)..."

Выбор торцового уплотнения был сделан не на основе анализа и инженерных расчётов, а осуществлялся подбор по размерам и параметрам... Никто даже не удосужился провести компоновку совместно с гидравлическим расчётом, в результате получили не работоспособный уплотнительный узел оборудования - не помогла даже английская безупречность и легендарность.

 

Как проводилась модернизация уплотнительного узла гомогенизатора

Компания, эксплуатирующая мешалку с гомогенизатором, обратилась к нашим специалистам за помощью в решении существующей проблемы, когда подобранное по параметрам легендарное английское торцовое уплотнение Джон Крейн 2100 не обеспечивало ни заявленной надежности, ни заявленной герметичности. Решение этой задачи потребовало проведения анализа с инженерным подходом. Результаты проведенных нами инженерных расчётов и последующий анализ выявили, что штатное торцовое уплотнение Джон Крейн 2100 выбрано не верно [побор по параметрам не уместен] и не предназначено для работы в широком диапазоне температур и давления ввиду конструктивных особенностей самого уплотнения, компоновка была выполнена с ошибками, а материалы деталей этого уплотнения выбраны также не рационально. Всё это в комплексе привело к проблеме, упомянутой выше.

 

Модернизацию уплотнительного узла гомогенизатора мешалки наши специалисты проводили на основе инженерного подхода с учётом многолетнего опыта в области уплотнительной техники:

  • выполнив необходимые замеры сопряжённых с уплотнением деталей уплотнительной камеры гомогенизатора;
  • проведя необходимые инженерные расчёты;
  • выпустив рабочие чертежи для дообработки ряда деталей оборудования заказчика;
  • применив готовые технические решения для нового специального торцового уплотнения TYPE 12 SPC;
  • скомпоновав TYPE 12 SPC в модернизированный уплотнительный узел гомогенизатора с минимальными переделками [см. Фиг 2];
  • подготовив отчёт о проведённой НИОКР с выпуском всех необходимых рабочих чертежей деталей уплотнительного узла гомогенизатора.   

Модернизированный уплотнительный узел гомогенизатора со специальным торцовым уплотнением

Фиг 2. Модернизированный уплотнительный узел гомогенизатора мешалки со специальным торцовым уплотнением TYPE 12 SPC .

 

На основе проведенной НИОКР были изготовлены опытные образцы TYPE 12 SPC с применением запатентованных технических решений и специальных твёрдых износостойких материалов (см. Фото). Эти опытные изделия обеспечили необходимую герметичность и надежность уплотнительного узла гомогенизатора мешалки в широком диапазоне давлений (разряжений) и температур рабочей (затворной) среды.

Торцевое уплотнение гомогенизатора мешалкиФото. Специальное торцовое уплотнение гомогенизатора TYPE 12 SPC.

 

Выводы:

  • При проектировании нового или модернизации существующего оборудования подбор торцового уплотнения по параметрам, в особенности если это торцовое уплотнение Джон Крейн 2100, не всегда уместен, в этом случае необходим только инженерный подход с выбором и компоновкой необходимого уплотнения, а также с обязательным проведением инженерных расчётов и анализом работы уплотнительного узла.
  • Надежда на рекламу и профессиональный подбор торцового уплотнения в торговых компаниях и сервисных центрах по параметрам может выйти боком - велика вероятность впоследствии встретиться с дополнительными временными и денежными затратами (рекламациями).
  • Легендарное торцовое уплотнение Джон Крейн тип 2100 не работает при любых условиях [эксплуатации], а работает только когда обеспечиваются все необходимые условия для его работоспособности (см. например, нашу статью).
  • Торцовое уплотнение Джон Крейн 2100 не обладает всеми теми радужными преимуществами, которыми их часто наделяют торговые компании, поэтому не всегда следует реально воспринимать рекламную информацию так, как она подаётся на многих сайтах торгующих компаний, это делается либо для продвижения их сайта через поисковые системы [например, это любит Яндекс], но в основном, конечно, с целью увеличения количества продаж.
  • Для работы с прецизионными уплотнительными изделиями [торцовыми уплотнениями и их системами] требуется только инженерный подход.

 

Дополнение: на начало июня 2017 г. наше специальное торцовое уплотнение TYPE 12 SPC отработало в оборудовании почти 10 месяцев, за этот же период было бы заменено 10-14 торцовых уплотнений Джон Крейн 2100, столько же раз была бы остановлена производственная линия в связи с заменой вышедшего из строя английского уплотнения, что повлекло бы за собой очень большие денежные затраты, и, кроме того, это существенно ухудшило бы техническое состояние реактора.