Analyse approfondie : causes profondes, modes et stratégies de prévention des défaillances des garnitures mécaniques dans les pompes centrifuges horizontales

Dans le domaine de la manipulation des fluides, la fiabilité d'un Pompe centrifuge horizontale dépend fortement de l’intégrité de son système d’étanchéité. Les données statistiques indiquent que plus de 80 % des pannes de pompes centrifuges sont imputables à Garniture mécanique échec. Cette défaillance entraîne non seulement une fuite du fluide, mais peut également provoquer des dommages aux roulements, voire une rupture de l'arbre de la pompe.

Modes macro de défaillance du joint mécanique

Dommages causés par la chaleur sur les faces des joints

Lorsque le film liquide à l'intérieur de l'espace d'interface disparaît en raison d'un flash à haute température ou d'une lubrification insuffisante, une chaleur de friction extrême est générée entre le Visages de scellement .

Fissuration thermique : Des fissures radiales s'étendant du centre vers l'extérieur sont observées sur les faces des joints en métal dur ou en céramique. Cloquage : Dans des conditions de température élevée, les imprégnants du matériau carbone-graphite saignent, provoquant des microvides ou un pelage sur la surface du joint.

Attaque chimique et gonflement

L'incompatibilité entre le fluide pompé et les matériaux des joints est un tueur silencieux à la fiabilité du système.

Gonflement des élastomères : Le Joint torique réagit chimiquement avec le fluide, entraînant une augmentation du volume et une diminution de la dureté, ce qui prive le joint de sa capacité de compensation. Lessivage : Dans des conditions acides ou alcalines fortes, le liant est retiré du carbure de tungstène ou d'autres matériaux durs, laissant la face du joint poreuse et cassante.

Analyse des causes techniques fondamentales

Cavitation causée par un NPSH insuffisant

Lorsque la pression d'entrée de la pompe descend en dessous de la pression de vapeur du fluide, des bulles de vapeur se forment et s'effondrent violemment en entrant dans la zone haute pression. Cette onde de choc érode la roue et induit des vibrations à haute fréquence dans l'arbre de la pompe. Garniture mécanique les composants sont extrêmement sensibles au faux-rond axial et radial ; les vibrations continues perturbent l'équilibre du film liquide, entraînant des dommages par impact sur les faces du joint.

Fonctionnement à sec

C’est la forme d’échec la plus meurtrière. Inexécution adéquate Amorçage avant le démarrage ou l'apparition d'une rétention d'air pendant le fonctionnement entraîne un manque de refroidissement et de lubrification dans la chambre d'étanchéité. Même quelques secondes de frottement à sec peuvent faire grimper la température de la face du joint jusqu'à des centaines de degrés, ce qui entraîne Échec total .

Déviation d'alignement

Si l'axe central axial entre l'extrémité d'entraînement (moteur) et l'extrémité de la pompe ne correspond pas Alignement laser normes, des contraintes alternées sont générées pendant le fonctionnement. Ces contraintes sont transmises à travers l'accouplement à l'ensemble d'étanchéité, forçant le Anneau dynamique pour compenser en permanence les décalages anormaux, qui accélèrent l'usure mécanique du duo de joints.

Principales mesures préventives pour prolonger la durée de vie des joints

Optimisation des plans de rinçage des API

Sélection du plan de chasse d'eau approprié en fonction API682 les normes sont essentielles. Par exemple, en utilisant Plan 11 utilise la pression de refoulement pour le rinçage automatique, tandis que Plan 32 introduit un rinçage externe pour la manipulation de supports abrasifs ou cristallisants. Un rinçage efficace évacue la chaleur de friction et empêche l’accumulation de particules solides.

Contrôle strict de la pression du presse-étoupe

La pression à l’intérieur de la chambre d’étanchéité doit être maintenue dans une plage stable. Une pression excessive entraîne une surcharge des faces du joint et des empreintes d'usure importantes, tandis qu'une pression insuffisante peut provoquer la vaporisation du fluide entre les faces.