Zakaj prihaja do poškodb mehanskih tesnil?

Zakaj sploh pride do poškodb in kako jih preprečiti? Za izboljšanje življenjske dobe mehanskih tesnil je potrebno prepoznati glavne poškodbe, ki so jim le-ti izpostavljeni. Preprečevanje okvar na mehanskih tesnilih je bistvenega pomena za pravilno delovanje strojne opreme.

Kaj je mehansko tesnilo?
Mehansko tesnilo je strojni element, ki preprečuje puščanje tesnjenega medija na črpalkah in ostalih strojih z vrtečimi osmi.

— “delovanje na suho” je najpogostejši razlogi za odpoved mehanskega tesnila

V praksi je najpogostejši razlog (kar 99%) za odpoved tesnila t.i. »delovanje na suho«. Pojavi se v situaciji, kjer pride do stika drsnih površin pri tesnilu zaradi odpovedi mazanja. Prisotno je trenje, ki pospeši obrabo na drsnih elementih, kar privede do odpovedi tesnila. Poškodbe, nastale zaradi delovanja ”na suho” so na drsni površini hitro opazne s prostim očesom. Prepoznamo jih po krožnih praskah in globokih zarezah, nastalih zaradi odnašanja materiala.

Prikaz poškodbe povzročene zaradi delovanja ”na suho”.

Vzroki, ki privedejo do poškodb zaradi suhega delovanja mehanskega tesnila

  • Previsok pritisk
  • Previsoke hitrosti
  • Previsoka temperatura
  • Napake ob montaži tesnila

Previsok pritisk 

Okvara na mehanskem tesnilu je lahko posledica previsokega tlaka, kar pomeni prisotnost mehanskega tesnila pod določenimi vrednostmi tlaka, ki jih določena vrsta mehanskega tesnila ne dopušča. Zaradi previsokega pritiska medija se ustvarijo večja zapiralna sila med drsnima površinama. Nastane površinski tlak, ki izrine mazalni film iz drobne reže med njima (preboj mazalnega filma), ki posledično privede do stika drsnih površin in delovanja ”na suho”.

Previsoka hitrost 

Vsako mehansko tesnilo ima za uspešno delovanje določene maksimalne parametre. Kadar tesnilo deluje nad najvišjo obodno hitrostjo (m/s), lahko med kontaktnimi površinami povzroči prekomerno temperaturo. To bo po vsej verjetnosti privedlo do prehitrega izhlapevanja tekočine in do delovanja ploskev površin ”na suho”.

Previsoka temperatura 

Temperatura tesnjenega medija, ki je blizu prehoda iz tekočega v plinasto agregatno stanje lahko privede do uparitve medija med drsnimi površinami in delovanja ”na suho”.

Napake ob montaži tesnila

Vsako tesnilo ima svoje karakteristike in omejitve za velikost montažnega prostora.
Kadar je tesnilo nameščeno v prostor, ki ni v skladu s pravilnimi dimenzijami ohišja, pride do večje obremenitve vzmeti in s tem povečane zapiralne sile na drsnih površinah.
Podobno kot pri povišanem pritisku medija, situacija povzroči iztis mazalnega filma in posledično pride do delovanja ”na suho”.

— Drugi razlogi za odpoved tesnila

Delovanje »na suho« ni edini vzrok, ki lahko ključno in poškoduje mehansko tesnilo. Hitro obrabo tesnila povzročijo tudi kemični napadi materialov tesnila.

Možni scenariji odpovedi mehanskih tesnil:

Kisline lahko poškodujejo grafit

V drsnih površinah mehanskega tesnila se lahko nahajajo spojine na osnovi kislin, ki lahko poškodujejo grafit, enega od sestavnih drsnih površin mehanskega tesnila.
Rešitev> za preprečitev obrabe tesnila se priporoča uporaba drsnih materialov, izdelanih iz silicijevega karbida.

Slika: Poškodovani tesnili iz silicijevega karbida

Napačen material tesnila

Sekundarna tesnila, med katere spadajo o-ringi, so pri izbiri napačnih materialov pogosto podvržena kemičnemu napadu in je potrebno pred uporabo vedno preveriti kemično kompatibilnost tesnilnega materiala in medija. Primer poškodbe > material FPM ni združljiv z vročo vodo, material EPDM pa ni priporočljivo mešati z maščobami in mineralnimi olji.

Slika: Poškodovano EPDM tesnilo zaradi kontakta z maščobami.

Poškodba zaradi glavnske korozije

Kemični napad, kot je na primer galvanska korozija, lahko poškodujejo tudi kovine – vzmeti in druge kovinske materiale. Za preprečitev obrabe v takem primeru se svetuje izbira pravega materiala. AISI316L, DUPLEX ali Hasteloy so primerna izbira in odpornejši materiali na kemični napad, ki se uporabljajo kot osnovni materiali za izdelavo standardnih mehanskih tesnil.

Slika: Poškodovano tesnilo zaradi kemičnega napada – galvanske korozije.

Za pravilno delovanje mehanskih tesnil in strojnih komponent je prava izbira materiala ključnega pomena, preprečuje namreč prehitro obrabo ali poškodbo tesnila, kar lahko usodno vpliva na celoten postopek proizvodnje. Pri izbiri najprimernejšega (materiala) mehanskega tesnila za doseganje želenih rezultatov priporočamo posvet z M&M strokovnjakom.

Potrebujete strokovni nasvet o uporabi mehanskih tesnil?

Podajte nam informacije o tesnjenem mediju, dimenzijah
in ostalih pogojih za delovanje in pripravili vam bomo ustrezno rešitev.

T   01 29 27 960

E   shop@mm-intercom.si

Vir besedila in slik: https://www.lidering.com/en/blog/failure-analysis-of-mechanical-seals/