Набивки

Сальниковые набивки — это классический и незаменимый класс уплотнительных материалов, используемый для герметизации подвижных и неподвижных соединений в насосах, арматуре, миксерах и другом промышленном оборудовании. От правильного выбора типа, материала и, главное, корректности монтажа сальниковой набивки зависит не только герметичность, но и долговечность самого оборудования и безопасность эксплуатации.

Ниже мы подробно разберем, какие бывают сальниковые набивки, на что обращать внимание при выборе, как ориентироваться в ГОСТах и почему современные безасбестовые решения часто превосходят традиционные.

Что такое сальниковые набивки и принцип их работы

Сальниковая набивка (или сальниковый шнур) — это шнуровой или плетеный материал, предназначенный для заполнения сальниковых камер (узлов уплотнения) в оборудовании. Задача набивки — создать контролируемое уплотнение между подвижным элементом (например, валом насоса или штоком клапана) и корпусом, минимизируя утечку рабочей среды.

Принцип работы основан на пластической деформации материала набивки под действием давления, создаваемого сальниковым грундбуксой (крышкой). Сжатая набивка плотно прилегает к поверхности вала и стенок камеры, создавая лабиринтное уплотнение.

Основные преимущества сальниковых набивок:

• Универсальность: подходят для широкого спектра сред, температур и давлений;
• Ремонтопригодность: при износе легко заменить или добавить новые кольца;
• Экономичность: относительно низкая стоимость по сравнению с торцевыми уплотнениями.

Классификация и маркировка сальниковых набивок

Сальниковые набивки различаются по исходному материалу, структуре плетения (квадратное, диагональное, однослойное) и типу пропитки.

Базовым стандартом, регламентирующим этот класс продукции, является ГОСТ 5152‑84 «Набивки сальниковые. Технические условия». Данный стандарт классифицирует набивки по материалу, форме и назначению.

Основные типы набивок по ГОСТ 5152‑84

Сальниковые набивки делятся на следующие основные группы:

1. Асбестовые (обозначаются буквой А): изготавливаются из асбестовых нитей.
2. Безасбестовые (на основе х/б, лубяных, синтетических, фторопластовых волокон): используются волокна растительного, искусственного или минерального происхождения.

Помимо исходного волокна, набивки делятся по типу пропитки:

• Сухие (С): без пропитки или с минимальным количеством графита/талька (например, АС — асбестовая сухая).
• Жировые (Ж): пропитаны антифрикционным составом (жир, масло, суспензии) (например, АПС — асбестовая прорезиненная с сухим графитом).
• Графитированные (Г): пропитаны суспензией на основе графита (например, АГ — асбестовая графитированная).
• Фторопластовые (Ф): пропитаны суспензией на основе фторопласта (например, АФТ — асбестовая пропитанная фторопластовой суспензией).

Современные безасбестовые и графитовые набивки

В последние десятилетия в связи с экологическими и санитарными требованиями активно используются безасбестовые сальниковые набивки. Они часто демонстрируют лучшие эксплуатационные характеристики, особенно при высоких температурах и скоростях:

• Набивки из экспандированного графита (МС, НГ): обладают исключительной термостойкостью (до +600 °C в атмосфере пара) и химической инертностью. Идеальны для ТЭЦ, ГРЭС, химической промышленности.
• Набивки из арамидных (кевларовых) волокон (АМ): высокая механическая прочность, стойкость к абразиву. Применяются в насосах, перекачивающих абразивные суспензии, пульпу.
• Набивки из фторопласта (ФМ): отличная химическая стойкость, подходят для агрессивных кислот и щелочей, пищевой промышленности.

Ключевые параметры выбора сальниковой набивки

Выбор правильной набивки — это подбор компромисса между термостойкостью, химической инертностью, износостойкостью и коэффициентом трения.

1. Рабочая среда и химическая стойкость

Это главный фактор. Набивка должна быть химически инертна к среде, чтобы избежать разрушения волокон или вымывания пропитки.

• Для воды, пара и слабых растворов: часто достаточно асбестовых или полусинтетических набивок с графитовой пропиткой (АП или АГ).
• Для нефтепродуктов и масел: необходимы набивки, стойкие к маслу, часто с резиновыми связками или фторопластовой пропиткой.
• Для сильных кислот и щелочей: практически безальтернативным выбором являются набивки из чистого или графитированного фторопласта (ПТФЭ).

2. Температура и давление

Эти параметры определяют термостойкость и механическую прочность набивки. Для высоких температур и давления (например, в паровых турбинах) необходимы набивки из экспандированного графита или высокотемпературных синтетических волокон.

3. Скорость вращения и трение

В динамических узлах (вращающиеся валы насосов, центрифуг) критична скорость. Высокая скорость вызывает сильный нагрев от трения.

Для скоростных насосов требуются набивки с низким коэффициентом трения (например, с ПТФЭ или графитом) и хорошими теплоотводящими свойствами. Недостаточно смазанная или пропитанная набивка быстро высыхает и начинает «гореть» на валу.

Экспертное предупреждение: при выборе сальниковых набивок для насосов, работающих на высокой скорости (более 10 м/с), всегда используйте набивки, содержащие смазку. Даже при работе с водой необходимо обеспечить внешнюю смазку (подпитку) или выбрать набивку, способную самосмазываться (например, с высоким содержанием графита), чтобы избежать перегрева и быстрого износа вала.

Проблемы и решения: когда требуется особая набивка

Набивки для абразивных сред

Если насос перекачивает пульпу, шлам или другие жидкости с твердыми частицами, набивка должна быть стойкой к абразиву. В этом случае чистые графитовые или фторопластовые набивки не подходят, так как они слишком мягкие.

Решение: использование арамидных (кевларовых) набивок. Благодаря высокой прочности они выдерживают трение о твердые включения, при этом внешние углы набивки часто делают мягкими, чтобы не повредить вал, а армирующий сердечник — жестким.

Набивки для арматуры (штоков клапанов)

В арматуре (задвижки, вентили) движения штока медленные, но давление может быть очень высоким. Здесь главное — долговечность, минимальная утечка и стойкость к выдавливанию материала.

Для штоков часто применяют комбинированные комплекты, где нижние и верхние кольца могут быть из более жесткого материала (для предотвращения выдавливания), а центральные — из более мягкого, эластичного (для обеспечения герметичности). Самым надежным решением для высокотемпературной арматуры является графитовая набивка.

Таблица: Сравнение современных сальниковых набивок

Основные правила монтажа сальниковых набивок

Качество уплотнения на 80% зависит от правильного монтажа.

1. Подготовка: полностью очистить сальниковую камеру от старых остатков. Проверить вал/шток на наличие царапин и износ.
2. Нарезка: нарезать набивку на кольца точно по длине окружности (набивка не должна быть ни длиннее, ни короче). Срез должен быть косым (под углом 45°).
3. Установка: кольца устанавливать в камеру по одному, со смещением стыков на 90° или 120° относительно друг друга, и тщательно уплотнять каждое кольцо. Нельзя устанавливать набивку целиком, а потом сжимать.
4. Затяжка: затяжку грундбуксы производить равномерно, крест-накрест, до тех пор, пока не прекратится сильная утечка. Набивка должна быть плотно сжата, но не перетянута.
5. Обкатка: при пуске необходимо обеспечить контролируемую утечку (слезу) рабочей среды (особенно для насосов) для охлаждения и смазки. Через 1–2 часа работы производится контрольный дотяг грундбуксы.

Количество колец набивки обычно составляет 4–6 штук, в зависимости от глубины камеры.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как определить необходимый размер сальниковой набивки?

Размер набивки (квадратное сечение) определяется двумя параметрами: диаметр вала (D) и диаметр сальниковой камеры (Dк). Размер сечения набивки (S) рассчитывается по формуле: S = (Dк — D) / 2. Полученное значение округляется до ближайшего стандартного размера (например, 6×6 мм, 8×8 мм и т. д.).

2. Почему сальниковая набивка быстро изнашивается?

Быстрый износ сальниковой набивки чаще всего связан с:
а) Неправильным выбором материала (недостаточная химическая или температурная стойкость).
б) Перетягиванием грундбуксы, что приводит к перегреву и отсутствию смазки.
в) Чрезмерным износом вала/штока (наличие царапин, шероховатостей), которые выступают в качестве абразива.
г) Работой без «слезы» (контролируемой утечки) в динамических узлах.

3. Можно ли смешивать в одной сальниковой камере набивки разных типов?

Смешивание разных типов набивок (например, асбестовой и графитовой) не рекомендуется, если это не предусмотрено специальной конструкцией. Разные материалы имеют разную степень сжимаемости, что приводит к неравномерному распределению давления и, как следствие, к потере герметичности или повреждению вала. Исключение составляют комбинированные комплекты, где жесткие кольца (для предотвращения выдавливания) сочетаются с мягкими (для уплотнения).

4. Что такое «слеза» и зачем она нужна в насосах?

«Слеза» — это небольшая, контролируемая утечка рабочей среды (несколько капель в минуту) через сальниковую набивку в динамических узлах (насосах). Эта утечка критически важна для смазки и охлаждения трущейся поверхности между набивкой и валом. Если набивка затянута слишком туго, смазка и охлаждение прекращаются, что приводит к перегреву, быстрому износу набивки и повреждению вала.