Меню

Сальниковое уплотнение трубопроводной арматуры



1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на сальниковые уплотнения трубопроводной арматуры, работающей при температуре рабочей среды до 450 °С и давлении до 20 МПа (200 кгс/см 2 ), и устанавливает нормы герметичности сальниковых уплотнений.

2 Классы и нормы герметичности сальниковых уплотнений

2.1 В зависимости от назначения арматуры устанавливаются два класса герметичности сальникового уплотнения:

1-й класс — для токсичных, взрывоопасных, пожароопасных и радиационноактивных сред;

2-й класс — для остальных сред.

2.2 Сальниковые уплотнения, соответствующие 1-му классу герметичности, должны быть герметичны по отношению к внешней среде.

2.3 Для сальниковых уплотнений, соответствующих 2-му классу герметичности, величины максимально допустимых протечек воздуха приведены в таблице 1, воды — в таблице 2.

Величины максимально допустимых протечек других сред определяются по следующим формулам:

для газообразных сред —

для жидких сред —

где: V г c и V жс — соответственно протечки газообразной и жидкой сред, см 3 /мин;

ηгс и ηжс — соответственно вязкость газообразной и жидкой сред, мкП·с.

V воздуха и V воды — соответственно протечки воздуха и воды по таблицам 1 и 2, см 3 /мин.

2.4 Для арматуры, имеющей организованный отвод протечки из сальника, величина протечки рабочей среды через сальник устанавливается по 2-му классу герметичности, если нет указаний в конструкторской или нормативной документации.

2.5 Класс герметичности должен обеспечиваться конструктивным исполнением сальникового уплотнения арматуры, материалом набивки и технологией изготовления.

Нормы герметичности сальниковых уплотнений трубопроводной арматуры устанавливают величину допустимой протечки рабочей среды каждого класса герметичности в пределах гарантийной наработки арматуры и проверяются при приемочных испытаниях опытных образцов, периодических и типовых испытаниях, проводимых по соответствующим программам и методикам.

Примечание — При приемо-сдаточных испытаниях сальниковые уплотнения должны быть герметичны при визуальном контроле, при контроле обмыливанием, при погружении в воду.

Таблица 1- Максимально допустимые протечки воздуха

Протечка воздуха, см 3 /мин при номинальном давлении

Источник

18. Сальниковые уплотнения (набивка). Специальные материалы, применяемые для ремонта трубопроводной арматуры.

18. Сальниковые уплотнения (набивка). Специальные материалы, применяемые для ремонта трубопроводной арматуры. 18. Сальниковые уплотнения (набивка). Специальные материалы, применяемые для ремонта трубопроводной арматуры.

Назначение сальника состоит в том, чтобы не допустить или воз¬можно уменьшить пропуск рабочей среды в атмосферу через кольцевую щель, которая образуется при работе между подвижными деталями арматуры. Материал сальниковой набивки должен обеспечивать герметичность и не вызывать коррозии поверхности шпинделя, соприкасающейся с набивкой.

Проведенные исследования показали, что коррозия стали в водной среде зависит от материала сальниковой набивки и металла шпинделя. Уменьшить коррозию шпинделя можно путем добавки в набивку алюминия или цинка путем применения коррозионно-стойких материалов.

Наиболее часто в арматуре применяют сальниковые набивки в виде прессованных го-товых колец (АГ-50); колец, нарезанных из шнура квадратного сечения (АГ-1) или спрессо-ванной массы из асбеста с графитом. Основные материалы сальниковой набивки приведены в табл. 8.

Набивка

Рабочая среда

Параметры

t, °С

Резиновые кольца и манжеты

Вода, воздух, пар, растворы кислот и щелочей в зависимости от марки.

АГ-1, асбестовая, проклеенная с графитом

Вода, пар, воздух, инертные газы.

АГ-50, асбографитовая с алю­­миниевой пудрой

Вода, пар и другие среды

Фторопласт-4 в виде стружки, колец и манжет

Фторопластовый уплотнительный материал ФУМ-В

Источник

Сальниковая арматура

Сальник (сальниковое уплотнение) в трубопроводной арматуре

Сальниковое уплотнение (или коротко ─ сальник) служит для герметизации зазоров, наличие которых между движущимися или движущимися и неподвижными частями любого технического устройства неизбежно. Добиться герметичности подвижного соединения помогает применение специальных, постоянно находящихся под механическим напряжением, легко деформируемых, но при этом обладающих упругостью уплотнительных элементов, носящих название «сальниковая набивка».

Сальниковое уплотнение в технике вообще и в трубопроводной арматуре, в частности

Благодаря невысокой стоимости, возможности выбора материалов, конструктивной простоте и ремонтопригодности сальниковые уплотнения получили широкое распространение в самых разных технологиях. Достаточно большим разнообразием отличаются конструкции и размеры сальников, применяемых во многих видах оборудования. Такие термины как «задний сальник», «передний сальник», «сальник привода», «сальник вала» наверняка слышали люди, от техники очень далекие. Ну а то, что замена сальника ─ одна из самых распространенных операций при техническом обслуживании широкого круга различных технических устройств, известно всем, начиная от дачников, использующих небольшие садовые насосы, до владельцев дорогих автомобилей.

Читайте также:  Чем чистить отопительные трубы

Сальники используют в технике достаточно давно и уже много десятилетий назад им были даны определения в общих и специализированных словарях. «Смазывающееся приспособление у поршня, препятствующее выходу пара, воздуха, газа и т. п. из цилиндра», «уплотняющее устройство для штоков, стержней и трубок в месте прохода их через отверстие в стенке (крышке), разделяющей два пространства с неодинаковым давлением», «деталь, герметически закрывающая зазор между подвижной и неподвижной частями машины» ─ это все о сальниках.

В технических устройствах, чье функционирование связано с управлением способными «просочиться» сквозь мельчайшие нарушения плотности жидкостями и газами (а именно они в большинстве случаев являются рабочими средами в трубопроводной арматуре), сальниковое уплотнение ─ сальниковое уплотнение насоса или сальниковые уплотнения арматуры, например, ─ чрезвычайно востребованы. В соответствии с «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения» сальниковой называется арматура, у которой «герметизация штока, шпинделя или другого подвижного элемента относительно окружающей среды обеспечивается сальниковым уплотнением».

Сальниковые уплотнения арматуры с той или иной степенью эффективности препятствуют проникновению внутрь корпуса внешней среды и, напротив, ─ эмиссии рабочей среды во внешнюю. Сальниковая набивка для арматуры, обладающая способностью сжиматься и расширяться в радиальном направлении, надежно герметизирует зазор между штоком (шпинделем) и стенкой корпуса.

В этом нормативном документе в отдельную категорию выделена бессальниковая арматура, например, сильфонная или мембранная, у которой герметизация штока или шпинделя обеспечивается другими способами ─ с помощью сильфона или мембраны, соответственно. Но часто, даже когда использовано сильфонное уплотнение, приходится прибегать к помощи сальника ─ т. н. дублирующий сальник обеспечивает герметичность в случае выхода сильфона из строя.

Сальниковая трубопроводная арматура представлена всеми типами трубопроводной арматуры. Для каких-то из них, например, задвижек использование «конкурирующего» с сальниковым сильфонного уплотнения затруднительно или даже невозможно из-за неспособности последнего обеспечить достаточный ход штока. Поэтому используется сальниковое уплотнение, для которого величина этого хода не имеет принципиального значения.

Широко распространены сальниковые клапаны. В регулирующих клапанах, шпиндель которых находится в постоянном движении, устанавливают сальники со смазкой. А трубопроводные краны в зависимости от способа прижатия пробки разделяют на две большие группы ─ сальниковые и натяжные.

Глубокие сальниковые камеры с комбинированными набивками применяются в дисковых затворах, в т. ч., работающих в сложных условиях.

Сальниковые уплотнения также применяют при присоединении арматуры к трубопроводам, например, во втулочных соединениях.

Материалы для сальниковых уплотнений

Материалы, из которых изготавливают сальниковые набивки, благодаря своей способности заполнять пустоты, каковыми являются любые зазоры, обеспечивают герметичность подвижного соединения. Изначально в этом качестве применяли пропитанные жиром растительные волокна: хлопчатобумажные, льняные, пеньковые. Жиром ─ потому, что он обладает водоотталкивающими свойствами и способствует уменьшению трения. Поэтому сходство звучания и написания слов «сальник» и «сало» (жир) ─ не случайно. Но работать при очень высоких температурах такая набивка не может, поэтому пришлось прибегнуть к помощи более стойких к воздействию температуры и давления сальниковых набивок из асбеста, талька, графита.

Сегодня широко используются синтетические материалы, например, стекловолокно и фторопласт, уверенно противостоящие агрессивным средам и хорошо переносящим скачки температуры. Не боится высоких температур и графит, обладающий кроме того свойствами смазочного материала. Его часто применяют в паровой арматуре. Для сальниковых набивок, не содержащих графит или фторопласт, могут использоваться смазочные устройства.

От правильного выбора материала набивки сальника во многом зависит работоспособность и надежность трубопроводной арматуры. Этот выбор определяется главным образом свойствами рабочей среды ─ ее химической активностью и температурой. Сальниковое уплотнение должно обладать достаточной износостойкостью, поскольку частые перемещения шпинделя или штока приводят к его износу.

Набивка может быть не только «мягкой» ─ из растительных, минеральных или синтетических материалов, но и жесткой металлической, ─ состоящей из одного или нескольких металлических колец. Металлические набивки сальников применялись еще в паровозах. Наряду с оптимальным выбором материала для набивки сальника большое значение имеет правильное определение размера сальниковой полости (коробки).

Конструкция и расчет сальниковых уплотнений

На размеры набивки ─ высоту и толщину ─ влияет комплекс факторов: давление и температура рабочей среды, степень ответственности арматуры. Высота набивки обычно от 4 до 10 раз больше величины зазора. Чем ниже давление, тем высота меньше. Чем сложнее условия эксплуатации, тем набивка выше.

Читайте также:  Нужен ли бандаж после удаления трубы

На прочность рассчитывают два элемента сальниковых уплотнений ─ крепеж (болты или шпильки) и крышку. Стальная крышка способна выдержать нагрузку примерно вдвое большую, чем выполненная из серого чугуна, но у нее есть недостаток ─ большая по сравнению с чугуном деформируемость в результате механических нагрузок. Шпильки (болты) сальниковых уплотнений ─ ответственные детали, поскольку в процессе работы их приходится постоянно подтягивать, «провоцируя» механические напряжения.

Крышка фланца сальникового уплотнения может быть цельной, затягиваемой болтами или шпильками, или составной, состоящей из нажимного фланца и нажимной втулки.

Сальниковой или нажимной втулкой называют деталь, посредством которой набивке сальникового уплотнения передается требуемое для создания заданной степени герметичности регулируемое усилие от фланца или гайки. При ее нажатии набивка уплотняется. «Раздаваясь» в стороны и прижимаясь к стенкам крышки, она плотно обволакивает шток или шпиндель, создавая надежное уплотнение. В затворах малых проходов вместо нажимного фланца может использоваться нажимная гайка. Крышку сальника также выполняют в виде накидной гайки или резьбового кольца.

Сальниковые уплотнения, а, точнее, возникающую при контакте движущегося штока (шпинделя) и сальниковой набивки и действующую на шток (шпиндель) силу трения учитывают при расчете приводов трубопроводной арматуры. Возрастание давления и температуры рабочей среды способствует увеличению силы трения в сальниковом узле. Поэтому в отдельных конструкциях устройств трубопроводной арматуры сальник умышленно как можно дальше относят от зоны высоких температур или хотя бы отделяют от крышки специальной тепловой защитой в виде ребристой поверхности. Иногда работу сальника затрудняют не высокие, а, напротив, низкие температуры, и тогда приходится предусматривать его подогрев. Это имеет место, например, в криогенной трубопроводной арматуре. В регулирующей трубопроводной арматуре снизить трение помогает не только смазка, но и уменьшенный диаметр штока и повышенная чистота обработки его поверхности.

Обеспечить высокую чистоту обработки поверхностей и идеальную без конусности, овальности и прочих дефектов формы, геометрию штока или шпинделя ─ первоочередная задача производителей трубопроводной арматуры. В противном случае сальниковое уплотнение не справится со своими задачами. Помимо правильности формы и состояния поверхности причиной его неудовлетворительной работы могут быть низкое качество набивки или ее неправильный подбор и, таким образом, несоответствие условиям работы.

Для ответственной трубопроводной арматуры используются двойные сальниковые уплотнения, состоящие из двух разделенных между собой пакетов сальниковых набивок. Один выполняет роль основного, другой ─ резервного уплотнения. Давления, допускаемые на каждое из уплотнений, разные. И если одно из них, оказавшись «слабым звеном», потеряет герметичность, утечка обнаружится между пакетами уплотнений.

Сальниковые уплотнения могут нагружаться пружинами ─ навитыми или тарельчатыми. Пружины воздействуют либо непосредственно на элементы уплотнений, либо через промежуточные втулки. В качестве поджимающего (подпружинивающего) элемента также применяются резиновые кольца. Такая конструкция позволяет автоматически компенсировать неизбежный из-за движения штока (шпинделя) износ уплотнительных элементов и даже в сложных условиях эксплуатации обеспечивать долговременную и надежную работу сальникового уплотнения.

Сервис сальниковых уплотнений

Регулярное и своевременное обслуживание сальниковой трубопроводной арматуры ─ залог ее безаварийной работы. К сальниковым уплотнениям нужно подходить с особой осторожностью, поскольку они могут служить источником протечек. Своевременное подтягивание сальников позволяет компенсировать их износ, предупредить возникновение неплотностей. Этих же целей помогает добиться добавление сальниковой набивки, поскольку она в процессе работы не только частично теряет свои физико-механические свойства, но и выдувается или размывается. При необходимости выполняют замену сальников.

Сальниковая арматура требует к себе большего внимания, чем сильфонная. Хотя производители стараются обеспечить максимальную простоту ухода за ней. Так, учитывая, что в сальнике периодически необходимо менять набивку, конструкторы предусматривают возможность подъема его крышки на высоту, достаточную для того, чтобы, затрачивая минимальные усилия, убрать старую набивку и заменить ее новой. А если трубопроводная арматура находится в труднодоступных местах ─ обеспечить длительный срок эксплуатации сальника без подтяжки за счет упомянутых выше поджимающих набивку пружин.

Читайте также:  Что можно сделать если капает пластиковая труба

Сальниковая трубопроводная арматура дешевле бессальниковой и поэтому, если позволяют условия эксплуатации, именно на ней останавливаются, выбирая арматуру по типу уплотнений. Конечно, когда трубопроводная арматура управляет потоком радиоактивной или токсичной рабочей среды, от сальника приходится отказываться, отдавая предпочтение сильфону. Но на сегодняшний день сальниковое уплотнение остается в трубопроводной арматуре наиболее распространенным.

Источник

Сальниковая арматура

Суть сальникового устройства в том, что на внешней стороне крышки или корпуса в том месте, где через них проходит шток или шпиндель, создается сальниковая камера, (иногда ее называют сальниковая коробка). В камеру между её внутренней цилиндрической поверхностью и штоком (шпинделем) укладывается уплотнительный материалсальниковая набивка (кстати, «сальниковая набивка», «сальник», «сальниковый узел» сохраняют свои названия с тех времен, когда для уплотнения использовалась пропитанная жиром пенька). При помощи специальных устройств набивка поджимается вдоль оси штока (шпинделя). При сжатии набивки в ней возникают усилия, под действием которых она прижимается с одной стороны к стенке сальниковой камеры, а с другой – к цилиндрической поверхности шпинделя (штока).

Усилие поджатия, выполняет свою главную задачу – уплотняет набивку и не позволяет рабочей среде проникать в окружающую среду. В то же время, сила трения, возникающая между набивкой и штоком (шпинделем), препятствует последнему совершать перемещения, необходимые для управления затвором арматуры.

Известно, что чрезмерные усилия затяжки сальника делают невозможным нормальное управление арматурой как вручную, так и от приводных устройств. Поэтому для сальникового узла большое значение имеют оптимальные конструкторские и технологические решения, которые обеспечивают его нормальную работу. Среди них следует назвать: материал набивки, размеры сальниковой камеры, конструкция деталей сальникового узла, материал штока (шпинделя), чистота обработки его поверхности, которая контактирует с набивкой и ряд других. В некоторых случаях (как правило, в регулирующих клапанах) для снижения трения применяются сальники со смазкой, которая подается извне через специальную масленку.

Сальниковая набивка представляет собой, как правило, шнур или кольца из асбеста с графитовой пропиткой. Для этой же цели используются также безасбестовые уплотнительные материалы из фторопласта (ФУМ) или на основе графита (ГРАФЛЕН, ГРАФАРМ, ГРАФЛЕКС). Вместо набивки иногда применяются манжеты из резины. Впрочем, наряду с указанными материалами для уплотнения в сальниковых узлах используются и многие другие материалы, что определяется конкретными условиями эксплуатации.

Поджатие набивки производится накидной гайкой (в арматуре малых диаметров) либо специальной деталью – сальником при помощи двух, как правило, откидных или анкерных болтов с гайками.

При выпуске арматуры в ходе заводских испытаний сальник проверяется на герметичность водой давлением PN. При этом пропуск воды через сальник не допускается.

Следует заметить, что графитосодержащие сальниковые набивки создают гальваническую пару шпиндель – набивка. Под воздействием электролита – воды поверхность шпинделя подвергается коррозии, разрушению, что приводит к появлению протечки через сальниковый узел. Этот процесс начинается ещё до эксплуатации изделий во время их транспортировки и хранения. Поэтому нередко арматура поставляется без набивки в сальниковом узле или с временной – транспортной набивкой. «Штатная» набивка, которая должна укладываться в сальниковую камеру и уплотняться перед вводом арматуры в эксплуатацию, поставляется вместе с изделием в собственной упаковке. При использовании сальниковой набивки, не вызывающей электрохимической коррозии сопрягаемых поверхностей, арматура поставляется со штатной набивкой в сальниковой камере.

При эксплуатации в случае возникновения пропуска рабочей среды сальник необходимо поджать или поднабить, а в крайнем случае сменить набивку.

Для того, чтобы проводить эту операцию без сброса давления в трубопроводе, запорная арматура в некоторых случаях выполняется с так называемым верхним уплотнением.

Специальный выступ (обычно конический бурт на шпинделе клапана или задвижки) при полностью открытом запорном органе упирается в седло на крышке и перекрывает доступ рабочей среды к сальнику. Этим обеспечивается улучшение условий работы сальникового узла, а также возможность проведения указанных ремонтных работ.

В особо ответственных случаях (например, для задвижек атомных электростанций) заводом-изготовителем проводятся специальные испытания верхнего уплотнения на герметичность до установки и поджатия сальниковой набивки.

Источник

Adblock
detector