Abstract
Garniturile mecanice sunt componente critice în mașinile rotative, servind drept barieră principală pentru a preveni scurgerile de fluid între piesele staționare și cele rotative. Instalarea și demontarea corectă determină direct performanța etanșării, durata de viață și fiabilitatea generală a echipamentului. Acest ghid oferă o prezentare generală detaliată, pas cu pas, a întregului proces - de la pregătirea preoperațională și selectarea sculelor până la testarea post-instalare și inspecția post-demontare. Acesta abordează provocările comune, protocoalele de siguranță și cele mai bune practici pentru a asigura funcționalitatea optimă a etanșării, a reduce costurile de întreținere și a minimiza timpul de nefuncționare. Concentrându-se pe acuratețea tehnică și caracterul practic, acest document este destinat inginerilor de întreținere, tehnicienilor și profesioniștilor care lucrează în industrii precum petrolul și gazele, prelucrarea chimică, tratarea apei și generarea de energie.
1. Introducere
Garnituri mecaniceau înlocuit garniturile tradiționale de etanșare din majoritatea echipamentelor rotative moderne (de exemplu, pompe, compresoare, mixere) datorită controlului superior al scurgerilor, frecării reduse și duratei de viață mai lungi. Spre deosebire de garniturile de etanșare, care se bazează pe un material împletit comprimat pentru a crea o etanșare, etanșările mecanice utilizează două fețe plate, rectificate cu precizie - una staționară (fixată pe carcasa echipamentului) și una rotativă (atașată la arbore) - care alunecă una împotriva celeilalte pentru a preveni scurgerea fluidului. Cu toate acestea, performanța unei etanșări mecanice depinde în mare măsură de instalarea corectă și demontarea atentă. Chiar și erori minore, cum ar fi nealinierea fețelor de etanșare sau aplicarea necorespunzătoare a cuplului, pot duce la defecțiuni premature, scurgeri costisitoare și pericole pentru mediu.
Acest ghid este structurat pentru a acoperi fiecare etapă a ciclului de viață al etanșărilor mecanice, concentrându-se pe instalare și demontare. Acesta începe cu pregătirea pre-instalare, inclusiv inspecția echipamentului, verificarea materialelor și configurarea sculelor. Secțiunile ulterioare detaliază procedurile de instalare pas cu pas pentru diferite tipuri de etanșări mecanice (de exemplu, etanșări cu un singur arc, cu mai multe arcuri, etanșări cu cartuș), urmate de testarea și validarea post-instalare. Secțiunea de demontare prezintă tehnicile de îndepărtare în siguranță, inspecția componentelor pentru uzură sau deteriorare și instrucțiuni pentru reasamblare sau înlocuire. În plus, ghidul abordează considerațiile de siguranță, depanarea problemelor comune și cele mai bune practici de întreținere pentru a prelungi durata de viață a etanșărilor.
2. Pregătire înainte de instalare
Pregătirea înainte de instalare este fundamentul performanței eficiente a etanșărilor mecanice. Grăbirea acestei etape sau ignorarea verificărilor critice duce adesea la erori evitabile și la defectarea etanșărilor. Următorii pași prezintă activitățile cheie care trebuie finalizate înainte de a începe procesul de instalare.
2.1 Verificarea echipamentelor și componentelor
Înainte de a începe orice lucrare, este esențial să se verifice dacă toate echipamentele și componentele îndeplinesc specificațiile necesare și sunt în stare bună. Aceasta include:
- Verificarea compatibilității etanșărilor: Confirmați dacă etanșarea mecanică este compatibilă cu fluidul manipulat (de exemplu, temperatură, presiune, compoziție chimică), modelul echipamentului și dimensiunea arborelui. Consultați fișa tehnică sau manualul tehnic al producătorului pentru a vă asigura că designul etanșării (de exemplu, materialul elastomer, materialul feței) corespunde cerințelor aplicației. De exemplu, o etanșare destinată utilizării în mediu de apă poate să nu reziste la temperaturile ridicate și la coroziunea chimică a unui fluid pe bază de petrol.
- Inspecția componentelor: Examinați toate componentele etanșării (fața staționară, fața rotativă, arcurile, elastomerii, inelele O, garniturile și componentele) pentru semne de deteriorare, uzură sau defecte. Verificați dacă fețele etanșării prezintă fisuri, ciobituri sau zgârieturi - chiar și imperfecțiuni minore pot provoca scurgeri. Inspectați elastomerii (de exemplu, nitril, Viton, EPDM) pentru duritate, flexibilitate și semne de îmbătrânire (de exemplu, fragilitate, umflare), deoarece elastomerii degradați nu pot forma o etanșare eficientă. Asigurați-vă că arcurile nu prezintă rugină, deformare sau oboseală, deoarece acestea mențin presiunea de contact necesară între fețele etanșării.
- Inspecția arborelui și a carcasei: Inspectați arborele (sau manșonul) echipamentului și carcasa pentru a depista eventualele deteriorări care ar putea afecta alinierea sau așezarea etanșării. Verificați arborele pentru excentricitate, ovalitate sau defecte de suprafață (de exemplu, zgârieturi, caneluri) în zona în care va fi montată componenta rotativă a etanșării. Suprafața arborelui trebuie să aibă un finisaj neted (de obicei Ra 0,2–0,8 μm) pentru a preveni deteriorarea elastomerului și a asigura o etanșare corespunzătoare. Inspectați alezajul carcasei pentru uzură, nealiniere sau resturi și verificați dacă scaunul staționar al etanșării (dacă este integrat în carcasă) este plat și fără deteriorări.
- Verificare dimensională: Folosiți instrumente de măsurare de precizie (de exemplu, etriere, micrometre, comparatoare cu cadran) pentru a confirma dimensiunile cheie. Măsurați diametrul arborelui pentru a vă asigura că se potrivește cu diametrul interior al etanșării și verificați diametrul alezajului carcasei în raport cu diametrul exterior al etanșării. Verificați distanța dintre umărul arborelui și fața carcasei pentru a vă asigura că etanșarea va fi instalată la adâncimea corectă.
2.2 Pregătirea sculelor
Utilizarea uneltelor corecte este esențială pentru a evita deteriorarea componentelor în timpul instalării. Următoarele unelte sunt de obicei necesare pentru instalarea etanșărilor mecanice:
- Instrumente de măsurare de precizie: șublere (digitale sau vernier), micrometre, comparatoare cu cadran (pentru verificarea alinierii) și calibre de adâncime pentru verificarea dimensiunilor și alinierii.
- Instrumente de strângere dinamometrică: Chei dinamometrice (manuale sau digitale) calibrate conform specificațiilor producătorului pentru a aplica cuplul corect la șuruburi și elemente de fixare. Strângerea excesivă poate deteriora elastomerii sau deforma componentele etanșării, în timp ce strângerea insuficientă poate duce la conexiuni slăbite și scurgeri.
- Unelte de instalare: Manșoane de etanșare pentru instalare (pentru a proteja elastomerii și fețele de etanșare în timpul montării), căptușeli de arbore (pentru a preveni zgârieturile pe arbore) și ciocane cu față moale (de exemplu, cauciuc sau alamă) pentru a fixa componentele în poziție fără a provoca deteriorări.
- Instrumente de curățare: Lavete fără scame, perii neabrazive și solvenți de curățare compatibili (de exemplu, alcool izopropilic, alcool mineral) pentru curățarea componentelor și a suprafeței echipamentului. Evitați utilizarea solvenților duri care pot degrada elastomerii.
- Echipament de siguranță: Ochelari de protecție, mănuși (rezistente la substanțe chimice în cazul manipulării de fluide periculoase), protecție pentru urechi (dacă se lucrează cu echipamente zgomotoase) și o vizie (pentru aplicații de înaltă presiune).
2.3 Pregătirea zonei de lucru
O zonă de lucru curată și organizată minimizează riscul de contaminare, care este o cauză principală a defecțiunii etanșărilor. Urmați acești pași pentru a pregăti zona de lucru:
- Curățați împrejurimile: Îndepărtați resturile, praful și alți contaminanți din zona de lucru. Acoperiți echipamentele din apropiere pentru a preveni deteriorarea sau contaminarea.
- Configurarea unui banc de lucru: Folosiți un banc de lucru curat și plat pentru a asambla componentele etanșărilor. Așezați o cârpă fără scame sau un covoraș de cauciuc pe bancul de lucru pentru a proteja suprafețele etanșărilor de zgârieturi.
- Etichetarea componentelor: Dacă garnitura este dezasamblată (de exemplu, pentru inspecție), etichetați fiecare componentă pentru a asigura reasamblarea corectă. Folosiți recipiente sau pungi mici pentru a depozita piesele mici (de exemplu, arcuri, inele O) și pentru a preveni pierderea.
- Verificați documentația: Aveți la îndemână manualul de instalare al producătorului, desenele echipamentului și fișele cu date de securitate (SDS). Familiarizați-vă cu pașii specifici pentru modelul de etanșare care urmează să fie instalat, deoarece procedurile pot varia între producători.
3. Instalarea pas cu pas a etanșărilor mecanice
Procesul de instalare variază ușor în funcție de tipul de etanșare mecanică (de exemplu, cu un singur arc, cu mai multe arcuri, etanșare tip cartuș). Cu toate acestea, principiile de bază - alinierea, curățenia și aplicarea corectă a cuplului - rămân constante. Această secțiune prezintă procedura generală de instalare, cu note specifice pentru diferite tipuri de etanșări.
3.1 Procedura generală de instalare (etanșări fără cartuș)
Etanșările fără cartuș constau din componente separate (față rotativă, față staționară, arcuri, elastomeri) care trebuie instalate individual. Urmați acești pași pentru instalare:
3.1.1 Pregătirea arborelui și a carcasei
- Curățarea arborelui și a carcasei: Folosiți o lavetă fără scame și un solvent compatibil pentru a curăța arborele (sau manșonul) și alezajul carcasei. Îndepărtați orice reziduuri vechi de etanșare, rugină sau resturi. Pentru reziduuri persistente, utilizați o perie neabrazivă - evitați utilizarea hârtiei abrazive sau a periilor de sârmă, deoarece acestea pot zgâria suprafața arborelui.
- Inspectați pentru deteriorări: Verificați din nou arborele și carcasa pentru a depista orice defecte neobservate în timpul preinstalării. Dacă arborele prezintă zgârieturi minore, utilizați un șmirghel cu granulație fină (granulație 400–600) pentru a lustrui suprafața, lucrând în direcția de rotație a arborelui. Pentru zgârieturi mai profunde sau excentricități, înlocuiți arborele sau instalați un manșon de arbore.
- Aplicați lubrifiant (dacă este necesar): Aplicați un strat subțire de lubrifiant compatibil (de exemplu, ulei mineral, vaselină siliconic) pe suprafața arborelui și pe alezajul interior al componentei de etanșare rotative. Acest lucru reduce frecarea în timpul instalării și previne deteriorarea elastomerilor. Asigurați-vă că lubrifiantul este compatibil cu fluidul manipulat - de exemplu, evitați utilizarea lubrifianților pe bază de ulei cu fluide solubile în apă.
3.1.2 Instalarea componentei de etanșare staționare
Componenta de etanșare staționară (fața staționară + scaunul staționar) este de obicei montată în carcasa echipamentului. Urmați acești pași:
- Pregătiți scaunul staționar: Verificați dacă scaunul staționar prezintă deteriorări și curățați-l cu o cârpă fără scame. Dacă scaunul are un inel O sau o garnitură, aplicați un strat subțire de lubrifiant pe inelul O pentru a facilita instalarea.
- IntroducețiScaun staționarîn carcasă: Introduceți cu grijă scaunul staționar în alezajul carcasei, asigurându-vă că este aliniat corect. Folosiți un ciocan cu față moale pentru a lovi scaunul în poziție până când acesta se așează complet pe umărul carcasei. Nu aplicați forță excesivă, deoarece acest lucru poate crăpa fața staționară.
- Fixați scaunul staționar (dacă este necesar): Unele scaune staționare sunt fixate cu un inel de reținere, șuruburi sau o placă de strângere. Dacă utilizați șuruburi, aplicați cuplul corect (conform specificațiilor producătorului) într-un model încrucișat pentru a asigura o presiune uniformă. Nu strângeți excesiv, deoarece acest lucru poate deforma scaunul sau deteriora inelul O.
3.1.3 Instalarea componentei de etanșare rotativă
Componenta de etanșare rotativă (fața rotativă + manșonul arborelui + arcuri) este montată pe arborele echipamentului. Urmați acești pași:
- Asamblarea componentei rotative: Dacă componenta rotativă nu este preasamblată, atașați fața rotativă la manșonul arborelui folosind accesoriile furnizate (de exemplu, șuruburi de fixare, piulițe de blocare). Asigurați-vă că fața rotativă este aliniată plat cu manșonul și strânsă ferm. Instalați arcurile (cu un singur arc sau cu mai multe arcuri) pe manșon, asigurându-vă că sunt poziționate corect (conform diagramei producătorului) pentru a menține o presiune uniformă pe fața rotativă.
- Instalați componenta rotativă pe arbore: Glisați componenta rotativă pe arbore, asigurându-vă că fața rotativă este paralelă cu fața staționară. Folosiți un manșon de instalare a etanșării pentru a proteja elastomerii (de exemplu, inelele O de pe manșon) și fața rotativă de zgârieturi în timpul instalării. Dacă arborele are o canelură, aliniați canelura de pe manșon cu pana arborelui pentru a asigura o rotație corectă.
- Fixați componenta rotativă: După ce componenta rotativă se află în poziția corectă (de obicei, pe umărul arborelui sau pe inelul de reținere), fixați-o folosind șuruburi de fixare sau o piuliță de blocare. Strângeți șuruburile de fixare în cruce, aplicând cuplul specificat de producător. Evitați strângerea excesivă, deoarece acest lucru poate deforma manșonul sau poate deteriora fața rotativă.
3.1.4 Instalarea plăcii de etanșare și verificările finale
- Pregătiți placa de etanșare: Inspectați placa de etanșare pentru a vedea dacă prezintă deteriorări și curățați-o temeinic. Dacă placa de etanșare are inele O sau garnituri, înlocuiți-le cu unele noi (conform recomandărilor producătorului) și aplicați un strat subțire de lubrifiant pentru a asigura o etanșare corespunzătoare.
- Montați placa de etanșare: Poziționați placa de etanșare peste componentele etanșării, asigurându-vă că este aliniată cu șuruburile carcasei. Introduceți șuruburile și strângeți-le manual pentru a fixa placa de etanșare în poziție.
- Aliniați placa de presetupă: Folosiți un comparator cu cadran pentru a verifica alinierea plăcii de presetupă cu arborele. Excentricitatea trebuie să fie mai mică de 0,05 mm (0,002 țoli) la alezajul plăcii de presetupă. Ajustați șuruburile după cum este necesar pentru a corecta nealinierea.
- Strângeți șuruburile plăcii de etanșare: Folosind o cheie dinamometrică, strângeți șuruburile plăcii de etanșare într-un model încrucișat la cuplul specificat de producător. Acest lucru asigură o presiune uniformă pe fețele de etanșare și previne nealinierea. Verificați din nou bătaia după strângere pentru a confirma alinierea.
- Inspecție finală: Inspectați vizual toate componentele pentru a vă asigura că sunt instalate corect. Verificați dacă există spații între placa de etanșare și carcasă și verificați dacă componenta rotativă se mișcă liber odată cu arborele (fără blocare sau frecare).
3.2 Instalarea garniturilor de etanșare a cartușelor
Garniturile tip cartuș sunt unități preasamblate care includ fața rotativă, fața staționară, arcuri, elastomeri și placa de etanșare. Acestea sunt concepute pentru a simplifica instalarea și a reduce riscul de eroare umană. Procedura de instalare pentru garniturile tip cartuș este următoarea:
3.2.1 Verificarea înainte de instalare aGarnitură de cartuș
- Inspectați unitatea cartușului: Scoateți garnitura cartușului din ambalaj și inspectați-o pentru a depista eventualele deteriorări în timpul transportului. Verificați suprafețele garniturii pentru zgârieturi sau ciobiri și verificați dacă toate componentele (arcuri, inele O) sunt intacte și poziționate corect.
- Verificarea compatibilității: Confirmați că etanșarea cartușului este compatibilă cu dimensiunea arborelui echipamentului, alezajul carcasei și parametrii aplicației (temperatură, presiune, tip de fluid) prin compararea codului producătorului cu specificațiile echipamentului.
- Curățați garnitura cartușului: Ștergeți garnitura cartușului cu o lavetă fără scame pentru a îndepărta praful sau resturile. Nu dezasamblați unitatea cartușului decât dacă este specificat de producător - dezasamblarea poate perturba alinierea prestabilită a fețelor de etanșare.
3.2.2 Pregătirea arborelui și a carcasei
- Curățarea și inspectarea arborelui: Urmați aceiași pași ca în Secțiunea 3.1.1 pentru a curăța arborele și a-l inspecta pentru a depista eventualele deteriorări. Asigurați-vă că suprafața arborelui este netedă și fără zgârieturi sau rugină.
- Instalați manșonul arborelui (dacă este necesar): Unele etanșări cu cartuș necesită un manșon separat pentru arbore. Dacă este cazul, glisați manșonul pe arbore, aliniați-l cu canalele de pană (dacă există) și fixați-l cu șuruburi de fixare sau o piuliță de blocare. Strângeți componentele conform specificațiilor de cuplu ale producătorului.
- Curățați alezajul carcasei: Curățați alezajul carcasei pentru a îndepărta orice reziduuri sau resturi de etanșare vechi. Inspectați alezajul pentru uzură sau nealiniere - dacă alezajul este deteriorat, reparați sau înlocuiți carcasa înainte de a continua.
3.2.3 Instalarea garniturii cartușului
- Poziționați etanșarea cartușului: Aliniați etanșarea cartușului cu orificiul carcasei și cu axul. Asigurați-vă că flanșa de montare a cartușului este aliniată cu orificiile șuruburilor carcasei.
- Introduceți garnitura cartușului în poziție: Introduceți cu grijă garnitura cartușului în alezajul carcasei, asigurându-vă că componenta rotativă (atașată la arbore) se mișcă liber. Dacă cartușul are un dispozitiv de centrare (de exemplu, un știft de ghidare sau o bucșă), asigurați-vă că acesta se angrenează cu carcasa pentru a menține alinierea.
- Fixați flanșa cartușului: Introduceți șuruburile de montare prin flanșa cartușului și în carcasă. Strângeți manual șuruburile pentru a fixa cartușul în poziție.
- Aliniați etanșarea cartușului: Folosiți un comparator cu cadran pentru a verifica alinierea etanșării cartușului cu arborele. Măsurați bătaia la componenta rotativă - bătaia trebuie să fie mai mică de 0,05 mm (0,002 inci). Ajustați șuruburile de montare, dacă este necesar, pentru a corecta nealinierea.
- Strângeți șuruburile de montare: Strângeți șuruburile de montare în cruce la cuplul specificat de producător. Aceasta fixează cartușul în poziție și asigură alinierea corectă a fețelor de etanșare.
- Îndepărtați dispozitivele ajutătoare de instalare: Multe etanșări ale cartușelor includ dispozitive ajutătoare temporare de instalare (de exemplu, știfturi de blocare, capace de protecție) pentru a menține fețele etanșărilor la locul lor în timpul transportului și instalării. Îndepărtați aceste dispozitive ajutătoare numai după ce cartușul este complet fixat pe carcasă - îndepărtarea lor prea devreme poate dezalinia fețele etanșărilor.
3.3 Testarea și validarea post-instalare
După instalarea etanșării mecanice, este esențial să testați etanșarea pentru a vă asigura că funcționează corect și că nu prezintă scurgeri. Următoarele teste trebuie efectuate înainte de punerea în funcțiune completă a echipamentului:
3.3.1 Test static de etanșeitate
Testul static de scurgeri verifică dacă există scurgeri atunci când echipamentul nu funcționează (arborele este staționar). Urmați acești pași:
- Presurizați echipamentul: Umpleți echipamentul cu fluidul de proces (sau un fluid de testare compatibil, cum ar fi apa) și presurizați-l la presiunea normală de funcționare. Dacă utilizați un fluid de testare, asigurați-vă că este compatibil cu materialele de etanșare.
- Monitorizarea scurgerilor: Inspectați vizual zona etanșării pentru scurgeri. Verificați interfața dintre placa de etanșare și carcasă, arbore și componenta rotativă, precum și fețele etanșării. Folosiți o bucată de hârtie absorbantă pentru a verifica dacă există scurgeri mici care pot să nu fie vizibile cu ochiul liber.
- Evaluarea ratei de scurgere: Rata de scurgere acceptabilă depinde de aplicație și de standardele industriale. Pentru majoritatea aplicațiilor industriale, o rată de scurgere mai mică de 5 picături pe minut este acceptabilă. Dacă rata de scurgere depășește limita acceptabilă, opriți echipamentul, depresurizați-l și inspectați etanșarea pentru a depista eventuale nealinieri, componente deteriorate sau instalare necorespunzătoare.
3.3.2 Test dinamic de etanșeitate
Testul dinamic de scurgeri verifică dacă există scurgeri atunci când echipamentul funcționează (arborele se rotește). Urmați acești pași:
- Porniți echipamentul: Porniți echipamentul și lăsați-l să atingă viteza și temperatura normale de funcționare. Monitorizați echipamentul pentru zgomote sau vibrații neobișnuite, care pot indica o nealiniere sau blocarea garniturii.
- Monitorizarea scurgerilor: Inspectați vizual zona etanșării pentru a depista scurgeri în timp ce echipamentul funcționează. Verificați suprafețele etanșării pentru a depista supraîncălzirea - supraîncălzirea poate indica o lubrifiere insuficientă sau o nealiniere a suprafețelor etanșării.
- Verificați presiunea și temperatura: Monitorizați presiunea și temperatura procesului pentru a vă asigura că acestea se încadrează în limitele de funcționare ale etanșării. Dacă presiunea sau temperatura depășește intervalul specificat, opriți echipamentul și ajustați parametrii procesului înainte de a continua testul.
- Funcționați echipamentul pentru o perioadă de testare: Operați echipamentul pentru o perioadă de testare (de obicei 30 de minute până la 2 ore) pentru a vă asigura că etanșarea se stabilizează. În această perioadă, verificați periodic dacă există scurgeri, zgomot și temperatură. Dacă nu se detectează scurgeri și echipamentul funcționează fără probleme, instalarea etanșării este reușită.
3.3.3 Ajustări finale (dacă este necesar)
Dacă se detectează scurgeri în timpul testării, urmați acești pași de depanare:
- Verificarea cuplului: Verificați dacă toate șuruburile (placa de etanșare, componenta rotativă, scaunul staționar) sunt strânse conform specificațiilor producătorului. Șuruburile slăbite pot cauza nealiniere și scurgeri.
- Verificați alinierea: Verificați din nou alinierea fețelor de etanșare și a plăcii de presetupă folosind un comparator cu cadran. Corectați orice nealiniere prin reglarea șuruburilor.
- Verificați fețele de etanșare: Dacă scurgerile persistă, opriți echipamentul, depresurizați-l și scoateți etanșarea pentru a inspecta fețele. Dacă fețele sunt deteriorate (zgâriate, ciobite), înlocuiți-le cu unele noi.
- Inspectați elastomerii: Verificați inelele O și garniturile pentru a depista eventualele deteriorări sau nealinieri.
Data publicării: 12 septembrie 2025