Торцовое уплотнение гомогенизатора

Выбор торцового уплотнения Джон Крейн тип 2100

Оказывается, 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 размерам и параметрам уплотненение ДЖОН КРЕЙН тип 2100 [см. Фиг 1.]...

Последствия профессионального подбора уплотнения Джон Крейн тип 2100

Понадеявшись на профессионализм в подборе уплотнения, а также, вероятно, на рекламные пункты 1) ... 8) и др., заказчик, в лице предприятия по изготовлению реактора, применил торцовое уплотнение Джон Крейн тип 2100. Предприятие изготовило это оборудование и поставило его одной фармецевтической компании в России. Через какое-то время было обнаружено, что при пуске купленного оборудования наблюдается существенная утечка рабочей среды с падением давления в ёмкости реактора. 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 соответствующей претензии от механика самоустранился...

"1) Широкий температурный диапазон;".
Уплотнительный узел гомогенизатора работает в широком диапазоне температур, от отрицательных [до -30 ^oC кратковременно] до положительных [до +60 ^oC] температур, фактически выбоанное уплотнение Джон Крейн тип 2100 не обеспечило работу в этом температурном диапазоне.

"2) Долговечность и прочность;"
По факту установленное в гомогенизатор уплотнение Джон Крейн тип 2100 работало 5-10 дней, утечка наблюдалась сразу с повышением давления до 1-3 Бар, причём ситуация значительно усугублялась с повышением давления рабочей среды до 6 - 9 Бар (номинальное значение), наблюдался интенсивный износ кольца из графита.

"3) Прекрасные эксплуатационные характеристики;"
"Сдулись" в процессе эксплуатации реактора с гомогенизатором: при заданных условиях эксплуатации. 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 приводила к снижению эффективности работы оборудования - падению необходимого давления в ёмкости реактора, приходилось разбирать оборудование [а это останов производственного цикла с вытекающими временными и денежными затратами] и заменять на всё новое и новое уплотнение Джон Крейн тип 2100, но это почему-то никак не решало проблему! Пробовали устанавливать дополнительные шайбы для поджатия пружины уплотнения, наконец, тестировали китайские аналоги уплотнений BS2100 и SN2100, но всё было тщетно... Графитовое кольцо также полностью истиралось за 3-4 недели работы гомогенизатора.

"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 уплотнительной камеры, 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 тип 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, она 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.)..."

Модернизация уплотнительного узла гомогенизатора

Компания, эксплуатирующая реактор с гомогенизатором, обратилась к нашим специалистам за помощью в решении существующей проблемы, когда профессионально подобранное по параметрам легендарное английское торцовое уплотнение Джон Крейн тип 2100 не обеспечивало ни заявленной надежности, ни заявленной герметичности.

Решение этой задачи потребовало применения инженерного подхода. Результаты проведенных нами инженерных расчётов и последующий анализ выявили, что штатное торцовое уплотнение Джон Крейн тип 2100 подобрано гуманитариями не верно, прецизионое изделие из Англии не предназначено для работы в широком диапазоне температур и давлений ввиду его конструктивных особенностей; компоновка в уплотнительной камере реактора выполнена с ошибками. Материалы деталей уплотнения выбраны также не рационально. Всё это в комплексе привело к проблеме, упомянутой выше.

Модернизация уплотнительного узла гомогенизатора проводилась 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 торцового уплотнения 12-го типа;
• скомпоновав TYPE 12 SPC в модернизированный уплотнительный узел гомогенизатора с минимальными переделками [см. Фиг 2];
• подготовив отчёт о проведённой ОКР с выпуском всех необходимых рабочих чертежей деталей уплотнительного узла гомогенизатора.

На основе проведенной ОКР были изготовлены опытные образцы уплотнений 12-го типа с применением запатентованных технических решений и специальных твёрдых износостойких материалов (см. Фото).

Опытные прецизионные изделия обеспечили необходимую герметичность и надежность уплотнительного узла гомогенизатора мешалки в широком диапазоне давлений (разряжений) и температур рабочей (затворной) среды.