Principales causes de dysfonctionnement courantes des joints mécaniques

Le joint mécanique est un dispositif pour empêcher les fuites de fluide, qui est composé d'au moins une paire de faces d'extrémité perpendiculaires à l'axe de rotation sous l'action de la pression du fluide, de la force élastique (ou force magnétique) du mécanisme de compensation et de la coopération du joint auxiliaire pour rester collant et relativement coulissant.

La structure de la garniture mécanique est principalement composée des éléments suivants,

1. Anneau stationnaire (anneau stationnaire)

2. Bague tournante (bague mobile)

3. Élément élastique

4. Siège à ressort

5. Vis de réglage

6. Bague d'étanchéité auxiliaire à anneau rotatif

7. Bague d'étanchéité auxiliaire à anneau fixe

La goupille anti-rotation est fixée sur le presse-étoupe pour empêcher la bague fixe de tourner.

Le joint mécanique a les avantages d'une performance d'étanchéité fiable, de petites fuites, d'une longue durée de vie, d'une perte de puissance moindre et d'une large gamme d'applications. Il est largement utilisé dans divers domaines techniques, en particulier dans les conditions de travail de haute vitesse, de différence de pression élevée et de milieux de traitement coûteux, toxiques et hautement corrosifs. Dans le même temps, la garniture mécanique est l'un des maillons les plus faibles de l'équipement.

Afin de prolonger sa durée de vie, en plus de choisir le bon matériau de paire de friction et la pression spécifique de la face d'extrémité droite, l'installation et la maintenance correctes peuvent également jouer un rôle important.

Dans cet article, à travers la pratique de la maintenance quotidienne, les principales causes de défaillance et de fuite des joints mécaniques sont analysées. 

Analyse des causes de défaillance et de fuite des joints mécaniques

Il existe différents types et modèles de joints mécaniques utilisés dans les équipements chimiques, mais il existe cinq principaux points de fuite:

① Joint entre le manchon d'arbre et l'arbre;

② Joint entre la bague mobile et la chemise d'arbre;

③ Etanchéité entre anneaux dynamiques et statiques;

④ Étanchéité entre l'anneau fixe et le siège de l'anneau fixe;

⑤ Sceller le joint entre le couvercle d'extrémité et le corps de pompe.

Fuite du joint mécanique causée par l'usure de la face d'extrémité de la bague dynamique et statique

Quel que soit le type de joint mécanique, la principale caractéristique est que la face d'étanchéité est perpendiculaire à l'axe de rotation, c'est-à-dire que le joint axial facile à fuir est changé en joint d'extrémité qui n'est pas facile à fuir. Par conséquent, la principale forme de défaillance de la garniture mécanique est la défaillance de l'usure entre les bagues statiques et dynamiques. Les paires de frottement d'extrémité des bagues dynamiques et statiques sont principalement comprimées par la poussée du ressort pour éviter les fuites. Plus les anneaux dynamiques et statiques sont serrés, moins ils sont susceptibles de fuir, mais le frottement entre eux augmente également. Les surfaces de contact des anneaux dynamiques et statiques s'usent rapidement sous l'action d'un frottement important et ne parviennent finalement pas à fuir.

Fuite du joint mécanique due à des conditions de processus instables et à une mauvaise installation

Les vibrations causées par des conditions de processus instables et une mauvaise installation, ainsi que la déconnexion instantanée de l'évacuation et de la vaporisation de l'équipement entraîneront l'endommagement du film liquide entre les anneaux dynamiques et statiques de la garniture mécanique, ce qui fera fonctionner la garniture mécanique "à sec". sous condition de non lubrification. La température de la bague d'étanchéité augmentera rapidement, dont certaines brûleront directement, dont certaines seront fortement refroidies lorsque la pompe reviendra à l'état de fonctionnement normal, formant un choc thermique et une fragmentation. Le liquide et les conditions de rinçage médiocres provoqueront également un choc thermique, ce qui entraînera des fissures radiales dans la bague d'étanchéité et augmentera la défaillance par usure des bagues dynamiques et statiques. En même temps, lorsque la température de l'anneau en graphite dépasse la température de service, le cristal précipitera à la surface de l'anneau en graphite et la carbonisation se produira près de la paire de friction à une température plus élevée et les particules entreront dans la paire de friction pour faire l'anneau dynamique et statique s'use rapidement.

La défaillance de la bague d'étanchéité de la garniture mécanique est également la principale cause de fuite du joint

L'assemblage de la bague d'étanchéité des bagues dynamiques et statiques est de travers; la finition de surface de l'arbre ou du manchon correspondant à la bague d'étanchéité n'est pas suffisante ou la taille correspondante est trop petite; la réaction physique ou chimique entre la bague d'étanchéité et le produit d'étanchéité, la corrosion, la déformation, le vieillissement, etc. peuvent entraîner des fuites.

Fuite du joint mécanique due à un montage incorrect

Avant l'assemblage de la garniture mécanique, le nettoyage des composants de la garniture mécanique n'est pas propre, les composants sont meurtris ou rayés; l'assemblage n'est pas en place; l'ensemble ressort est sollicité, les vis de fixation ne sont pas serrées; la garniture mécanique est endommagée lors du démontage, etc., qui sont toutes les raisons de la défaillance précoce de la garniture mécanique.

Fuite de garniture mécanique causée par une sélection et une conception incorrectes de la garniture mécanique

En raison de la diversité des caractéristiques du milieu de traitement dans une usine chimique, d'une sélection incorrecte de la conception du joint mécanique, d'un rapport de pression petit et grand de la face d'extrémité du joint ou d'un grand retrait du matériau du joint, il est très facile de provoquer une défaillance et une fuite du joint mécanique.

Solutions

Selon l'analyse ci-dessus, les mesures et méthodes d'entretien suivantes doivent être prises pour prolonger la durée de vie de la garniture mécanique.

Réglage de la compression du ressort

L'ajustement de la quantité de compression du ressort consiste à ajuster la pression spécifique de la face d'extrémité du joint mécanique, qui est liée aux paramètres importants de performance et de durée de vie du joint, ainsi qu'au type structurel de joint, à la taille du ressort et à la pression moyenne. Si la pression spécifique de la face d'extrémité est trop importante, la paire de friction sera endommagée; si la pression spécifique est trop faible, il est facile de fuir, de sorte que le fabricant donne généralement une plage appropriée, généralement de 3 à 6 kg / cm2. La longueur libre du ressort a, la rigidité du ressort K (la charge à supporter lors de la génération de la compression de l'unité) et la pression spécifique P spécifiée sont tous des paramètres donnés par le fabricant. Lorsque la dimension compressée est B, alors p / (ab) = k et B = AP / K, qui est la dimension compressée de l'installation du ressort. Si la taille du ressort après l'installation est trop grande, l'épaisseur du coussin de réglage peut être augmentée entre le siège du ressort et le ressort. Si la taille est trop petite, l'épaisseur du coussin de réglage peut être réduite. L'épaisseur du coussin de réglage doit être mesurée au micromètre.

Étanchéité de la bague d'étanchéité de la bague mobile

Il est nocif et inutile que la bague d'étanchéité de la bague mobile soit trop serrée. Tout d'abord, cela aggravera l'usure entre la bague d'étanchéité et le manchon d'arbre et provoquera une fuite prématurée; deuxièmement, il augmentera la résistance de l'ajustement axial et du mouvement de la bague mobile, qui ne peut pas être ajustée à temps lorsque les conditions de travail changent fréquemment; troisièmement, le ressort sera facilement endommagé en raison d'une fatigue excessive; quatrièmement, il déformera la bague d'étanchéité de la bague mobile et affectera l'effet d'étanchéité. Afin d'assurer la propriété flottante de la bague mobile, son diamètre intérieur est de 0,5 à 1 mm plus grand que le diamètre de l'arbre, qui est utilisé pour compenser les vibrations et la déflexion de l'arbre, mais le jeu ne doit pas être trop grand, sinon l'étanchéité la bague de la bague mobile sera serrée et les performances mécaniques de la garniture mécanique seront endommagées. L'étanchéité de la bague d'étanchéité doit être soumise à la pression d'une main après l'application du lubrifiant.

Étanchéité de la bague d'étanchéité statique

Le joint torique statique est fondamentalement dans un état statique, et l'effet d'étanchéité est meilleur s'il est relativement serré, mais trop serré entraînera: premièrement, le joint torique statique sera déformé excessivement, ce qui affectera l'effet d'étanchéité; deuxièmement, le matériau de l'anneau statique est principalement du graphite, qui est généralement fragile, et la contrainte excessive entraînera facilement une fragmentation; troisièmement, il est difficile à installer et à démonter, ce qui endommagera facilement l'anneau statique. Par conséquent, le diamètre intérieur de la bague statique est généralement de 1 à 2 mm plus grand que le diamètre de l'arbre, et l'étanchéité de la bague d'étanchéité est soumise à la pression des deux mains après l'application du lubrifiant. Si la main peut être pressée doucement, elle sera trop lâche; si la main ne peut pas être enfoncée avec force, elle sera trop serrée.

Ancien et nouveau remplacement du joint

Relativement parlant, l'effet de l'utilisation de la nouvelle garniture mécanique est meilleur que l'ancien, mais lorsque la qualité ou la sélection de matériaux de la nouvelle garniture mécanique n'est pas correcte, l'erreur de taille de raccord affectera l'effet d'étanchéité. Dans les milieux polymérisables et profondément perméables, s'il n'y a pas d'usure excessive sur la bague statique (lorsque la surface d'étanchéité est fissurée, échappée, rayée, poinçonnée, flash et usure excentrique, et que les points rayés et poinçonnés pénètrent sur toute la face d'étanchéité, c'est appelée usure excessive), il vaut mieux ne pas la remplacer. Parce que l'anneau statique est dans un état statique pendant une longue période dans le siège de l'anneau statique, le polymère et les impuretés sont déposés dans leur ensemble, ce qui joue un meilleur rôle d'étanchéité.

Révision

Une fois que le joint mécanique fuit, ne vous précipitez pas pour le démonter et le réparer. Parfois, le joint peut ne pas être endommagé. Ajustez uniquement les conditions de travail ou ajustez correctement le joint pour éliminer les fuites. Par exemple, ajustez la quantité de compression du ressort, éliminez les vibrations de l'équipement en marche, supprimez l'échelle qui fait perdre au ressort son élasticité et l'échelle sur les paires de friction des bagues dynamiques et statiques. De cette façon, il peut non seulement éviter le gaspillage mais également résoudre des problèmes pratiques. En même temps, il peut vérifier sa capacité de jugement de panne et accumuler une expérience de maintenance pour améliorer la qualité de la maintenance.