Почему торцевые уплотнения Джон Крейн 2100 не работают при любых условиях

Торцевое уплотнение типа 2100 K/N и более надежное и полностью ремонтопригодное уплотнение ТИП 11

Торцевое уплотнение Джон Крейн тип 2100, краткое описание, характеристики

Торцевое уплотнение известной и уважаемой английской фирмы Джон Крейн тип 2100 является обыкновенным торцовым уплотнением, содержащим резиновый сильфон. Благодаря простой и относительно недорогой конструкции это торцевое уплотнение получило широкое распространение во всём мире, включая нашу страну. Торцевое уплотнение тип 2100 [John Crane] предлагается многочисленными организациями в качестве "универсального уплотнителя" и даже "оборудования", способного работать в широком диапазоне "давлений и скоростей", для целого спектра рабочих сред [жидкостей], "при любых условиях [эксплуатации]" и т.д. и т.п.

Внимательному читателю следует отбросить рекламные причуды, нацеленные на завлечение и продажу товара и обратиться к первоисточнику:

Обратите внимание, что мы привели информацию на английском языке - языке оригинала. Как мы видим, в технических характеристиках этого уплотнения указан действительно широкий диапазон температур и давлений, но давайте изучим далее оригинальное описание...

Здесь мы увидим оценочную информацию [и это важно] об ограничениях по перепаду давления, температуре и скорости вращения вала для торцевого уплотнения Джон Крейн тип 2100. Для оценки пределов применения компанией предлагается использовать специальный корректирующий коэффициент [Multiplier Factor].

Для воды, в качестве рабочей жидкости уплотнения, приведен свой отдельный график для определения дополнительного корректирующего коэффициента.

Таким образом, к примеру, для торцевого уплотнения тип 2100, комплектуемого контркольцом с Г-образной резиновой манжетой ("седла" типа M), с материалами SIC vs SIC (S1S1 - по обозначению Джон Крейн), для диаметра вала, предположим 28 мм, при скорости вращения вала 2900 1/мин, для рабочей жидкости - горячая вода с температурой +115 град Цельсия, оценочный критический перепад давления на торцовом уплотнении составит:

Практика применения торцевого уплотнения Джон Крейн 2100

Эксплуатации циркуляционного насоса Grundfos

Фото 1

Параметры эксплуатации:

• перепад давления 2,5...3,0 бар (максимум);
• скорость вращения вала 2900 мин^-1;
• температура воды на входе в насос +110...+115^oС (максимум);
• практически постоянная работа насоса.

Торцевое уплотнение тип 2100 с материалами AS1S1 (также применялись с материалами GS1S1/GR1S1) для диаметра вала 28 мм - вышло из строя в течение недели эксплуатации при указанных выше параметрах, с запасом по перепаду давления [исходя из ранее проведенной оценки критического перепада давления].

Очевидный фактор выхода из строя уплотнения: разрыв резинового сильфона по его центральной части в самом тонком месте.

Причины выхода из строя: превышения допустимых напряжений для материалов деталей (допустимого крутящего момента) в результате воздействия высокой температуры рабочей среды и недостаточного охлаждения (перегрева), а также возникновения режима “сухого трения”. Иными словами: для уплотнения не были обеспечены насосом необходимые и достаточные условия работы.

Эксплуатации мешалки на предприятии пищевой промышленности

Фото 2

Параметры эксплуатации:

• мешалка с рабочими средами: сахарный сироп, патока, сгущённое молоко;
• перепад давления менее 0.1 бар;
• скорость вращения вала 1500 мин^-1;
• температура рабочей среды +90...+120 ^oС (максимум);
• периодическая работа мешалки.

Торцевое уплотнение Джон Крейн тип 2100 с материалами AS1S1 (также применялись с материалами GS1S1/GR1S1) для диаметра вала 35 мм - вышло из строя в течение нескольких дней эксплуатации при указанных выше параметрах, с запасом по перепаду давления [исходя из ранее проведенной оценки критического перепада давления].

Очевидный фактор выхода из строя уплотнения: разрыв резинового сильфона по его центральной части в самом тонком месте.

Причины выхода из строя: превышения допустимых напряжений для материалов деталей (допустимого крутящего момента) в результате воздействия высокой температуры рабочей среды и недостаточного охлаждения (перегрева), слипания (склеивания) колец пар трения.

Гомогенизатор реактора фармацевтической компании

Фото 3

Параметры эксплуатации:

• рабочие среды: вода, смесь воды c глицерином, смесь воды щелочи, смесь воды и кислоты, CIP - мойка, медицинские препараты (пропелленты) и специальные мелкоабразивные среды;
• перепад давления 3...6 Бар;
• скорость вращения вала 2800...4500 мин^-1;
• температура рабочей среды до +85...+95 ^oС (максимум);
• периодическая работа оборудования.

Торцевые уплотнение Джон Крейн тип 2100 с материалами AR1S1 (также применялись с материалами GS1S1/GR1S1) под диаметр вала 22 мм и 32 мм - выходили из строя в течение трёх - десяти дней эксплуатации при указанных выше параметрах, с запасом по перепаду давления [исходя из ранее проведенной оценки критического перепада давления].

Очевидный фактор выхода из строя уплотнения: разрыв резинового сильфона по его центральной части в самом тонком месте, перегрев деталей.

Причины выхода из строя: превышения допустимых напряжений для материалов деталей (допустимого крутящего момента) в результате воздействия высокой температуры рабочей среды и недостаточного охлаждения (перегрева), а также инверсии давлений на уплотнении.

Эксплуатации насоса ОНВ 2/12 на одном из хлебозаводов

Фото 4

Параметры эксплуатации:

• рабочие среды: смесь воды и различных компонентов - заварка и кмкз, перекачиваемые жидкости относительно густые и вязкие с кислой средой;
• перепад давления до 3 бар;
• скорость вращения вала до 3000 мин^-1;
• температура рабочей среды до +50^oС (максимум);
• периодическая работа оборудования.

Торцевые уплотнение Джон Крейн тип 2100 с материалами GS1S1 (также применялись с материалами GR1S1/AS1S1) под диаметр вала 16 мм - выходили из строя в течение пары дней эксплуатации при указанных выше параметрах [как заявил потребитель: "можно остаться без штанов постоянно заменяя эти уплотнения на новые каждые пару дней"].

Очевидный фактор выхода из строя уплотнения: разрыв резинового сильфона, износ пары трения.

Причины выхода из строя: превышения допустимых напряжений для материалов деталей (допустимого крутящего момента) в результате воздействия локальной высокой температуры рабочей среды и недостаточного охлаждения (перегрева), несоответствие конструкции уплотнения Джон Крейн 2100 требованиям CIP-процессов.

Выводы:

• Торцевое уплотнение Джон Крейн тип 2100 [и аналоги BS2100, SN2100, TU2100 и т.п.] не является универсальным, не работает при любых условиях [эксплуатации], а работает только когда обеспечиваются все необходимые условия для его работоспособности (см. например, нашу статью).
• Подбор торцевого уплотнения тип 2100 по параметрам не всегда приемлем - специальный корректирующий коэффициент, он же Multiplier Factor, служит лишь для грубой оценки [целесообразно проводить подбор торцевого уплотнения только по результатам расчета рабочих параметров уплотнения исходя из технического задания заказчика с проверкой в реальных условиях эксплуатации].
• Не всегда следует реально воспринимать рекламную информацию так, как она подаётся на многих сайтах торгующих компаний, предлагающих торцевые уплотнения Джон Крейн тип 2100 и их клоны (аналоги) [там может быть написана "полнейшая ахиницея", нацеленная только на продвижение сайта через поисковые системы, например, это любит Яндекс].
• Неужели всё так плохо? - Вовсе нет, это уплотнение целесообразно к применению, но не для любых условий.