Сальниковое уплотнение: устройство камеры и набивки

Слово «сальник» в заявках обозначает как минимум четыре разные детали, и набивка стоит только в двух из них. Если название перепутать, вместо колец набивки приходит манжета, и насос ждёт повторной поставки. Отличить узлы можно по внешнему виду за минуту, до того как снимать размеры.

Четыре узла, которые называют сальником

Путаница начинается с того, что слово пришло из старой практики, где сальником называли любое уплотнение вала. Сейчас за ним стоят разные конструкции, и детали для них заказывают по разным документам. Классификация Сивиза для разбора заявок выглядит так.

В заявках на ремонт насосов и задвижек путают первые две строки. В одном и том же насосе бывают оба узла: камера с набивкой на выходе вала из улитки и пара манжет в корпусе подшипников, где они держат масляную ванну. Обозначение по трём размерам и стандарты относятся к армированным манжетам ГОСТ 8752, нестандартные размеры заказывают через раздел манжеты и сальники. Набивка остаётся там, где вал или шток выходит из полости с водой, паром или нефтепродуктом под давлением.

Чем армированная манжета отличается от сальниковой набивки?

Армированная манжета отличается от сальниковой набивки тем, что это готовая деталь с резиновой кромкой, металлическим каркасом и пружиной, которую запрессовывают в корпус, и регулировать её нельзя. Сальниковая набивка состоит из нескольких колец плетёного шнура в камере, их сжимает грундбукса, и утечку уменьшают подтяжкой гаек. Манжета держит масло почти без перепада давления, набивка работает на воде, паре и нефтепродуктах под давлением.

Отличить их на месте просто. У камеры есть грундбукса с двумя или четырьмя гайками и видна торцевая поверхность колец. У манжеты гаек нет, деталь запрессована в корпус и снаружи видна только её металлическая обойма или резиновый торец.

Детали камеры от дна до грундбуксы

Сальниковая камера собрана из нескольких деталей, и каждая отвечает за свой участок. Если одной из них нет или она изношена, новая набивка будет течь, как бы хорошо её ни уложили.

1. Корпус камеры: расточка в корпусе насоса или крышке задвижки, внутренний диаметр D, глубина H.
2. Донная втулка или опорное кольцо на дне: держит пакет и не даёт набивке выдавиться в зазор между валом и корпусом.
3. Кольца набивки: квадратное сечение s, обычно от 4 до 8 штук.
4. Фонарное кольцо, если есть: металлическая или фторопластовая проставка с отверстиями напротив канала подвода жидкости.
5. Грундбукса, она же нажимная втулка: входит в камеру сверху и передаёт усилие на пакет.
6. Нажимной фланец со шпильками и гайками: через него затягивают грундбуксу, иногда он отлит заодно с ней.
7. Защитная втулка вала: сменная гильза под набивкой, чтобы изнашивалась она, а не сам вал.

Зазоры между деталями решают больше, чем кажется. Если зазор между грундбуксой и валом велик, верхнее кольцо выдавливает в щель, и оно размочаливается. Если изношена защитная втулка и на ней канавка глубиной в несколько десятых миллиметра, кольца не прилегают по всей длине. Перед заказом набивки камеру осматривают так же внимательно, как старые кольца.

Порядок на схеме совпадает со списком выше. Сначала смотрят дно камеры и опорное кольцо, затем защитную втулку вала на канавку и риски. Дальше кольца: сколько их было, какого сечения, где стоял стык. Потом положение фонарного кольца относительно отверстия подвода. В конце грундбукса: зазор по валу, перекос, состояние шпилек и резьбы.

Усилие грундбуксы и сжатие колец по глубине

Набивка уплотняет за счёт того, что её сжимают вдоль оси, а она расширяется в стороны: на вал изнутри и на стенку камеры снаружи. Давление колец на вал и создаёт барьер для среды. Чем сильнее затянута грундбукса, тем меньше утечка и тем больше трение и нагрев.

Сжатие по глубине распределяется неравномерно. Кольца у грундбуксы прижаты сильнее всего, а к дну камеры давление падает, потому что часть усилия уходит на трение о вал и стенку. Поэтому верхние кольца изнашиваются первыми, а лишние кольца на дне глубокой камеры почти не добавляют герметичности.

ГОСТ 5152-84 в рекомендуемом приложении 2 описывает подготовку пакета так: уложенную набивку обжимают усилием на 20–25 % больше расчётного, выдерживают под нагрузкой 5–10 минут, снимают нагрузку и затягивают сальник до расчётного усилия. Предварительное обжатие уплотняет кольца сразу, и пакет меньше садится в первые часы работы. Расчётное усилие задаёт документация на насос или арматуру.

Утечка через сальник насоса и арматуры

Камера насоса и камера задвижки собраны одинаково, а работают по-разному. Вал насоса вращается непрерывно, и набивка нагревается от трения. Её охлаждает и смазывает та же жидкость, которая просачивается вдоль вала, поэтому небольшая утечка в насосе входит в нормальный режим.

Сколько именно должно капать, указывает изготовитель насоса. Например, в инструкции KSB Multitec сказано, что набивка во время работы должна немного капать, примерно 20 капель в минуту, а чтобы уменьшить утечку, гайки нажимной втулки подтягивают на 1/6 оборота. Для другого насоса цифра может быть иной.

У задвижки или вентиля шток проходит несколько десятков миллиметров за открытие, и греться пакету не от чего. Поэтому сальник арматуры собирают сухим снаружи, и любая влага или парение под нажимной втулкой означает подтяжку или перебивку. Мокрый от капель низ камеры насоса при том же осмотре дефектом не считают, если течь не струйная и корпус камеры не горячий на ощупь.

Фонарное кольцо и подвод затворной жидкости

Фонарное кольцо делит пакет на две части и создаёт кольцевую полость, в которую по каналу в корпусе подают жидкость. Так в камеру приходит чистая вода или перекачиваемая среда под давлением чуть выше, чем у вала. Она смазывает кольца, охлаждает их и не пускает внутрь абразив или воздух.

Зачем в сальниковой камере фонарное кольцо?

Фонарное кольцо в сальниковой камере нужно, чтобы подвести к середине пакета набивки затворную или охлаждающую жидкость. Его ставят, когда насос работает на всасывании с разрежением и может подсасывать воздух, когда среда несёт песок или горячая. Кольцо располагают строго напротив отверстия подвода, а число колец набивки под ним и над ним повторяют по старому пакету или чертежу насоса.

Если при перебивке фонарное кольцо сместили на одно кольцо набивки вверх или вниз, отверстие подвода упирается в набивку, и подача жидкости прекращается. Сальник начинает греться, хотя набивка новая и затянута правильно. По этой причине при разборке записывают, сколько колец стояло под фонарным кольцом и сколько над ним.

Фонарные кольца делают из бронзы, нержавеющей стали или фторопласта. Наша компания производит детали из фторопласта и капролона мехобработкой по чертежу или образцу, поэтому изношенное фонарное кольцо, опорную шайбу или проставку можно повторить по снятой детали через раздел детали из фторопласта.

Расчёт числа колец и длины набивки

Сечение набивки считают по разнице диаметров камеры и вала, формула и марки те же, что у набивки по ГОСТ 5152. Для заказа нужно ещё два числа: сколько колец поместится в камеру и сколько метров шнура уйдёт на комплект.

Пример: камера насоса D = 68 мм, защитная втулка вала d = 44 мм, глубина камеры H = 80 мм, фонарное кольцо высотой 16 мм. Сечение s = (68 − 44) / 2 = 12 мм. Грундбукса должна входить в камеру примерно на высоту одного кольца, то есть на 12 мм. На кольца остаётся 80 − 16 − 12 = 52 мм, это 4 кольца с небольшим запасом на усадку, обычно 2 под фонарным кольцом и 2 над ним, если старый пакет не говорит иначе.

Длину одного кольца считают по средней окружности: π × (68 + 44) / 2 ≈ 176 мм. На 4 кольца нужно около 0,7 м. С запасом на пробный рез и на одну перебивку в ремонтной службе заказывают 1,5 м. Если грундбукса после затяжки уходит в камеру глубже чем на треть своей высоты, колец не хватает, и к комплекту добавляют ещё одно.

Светофор риска для сальникового узла

Риск заявки на сальниковое уплотнение определяют по среде и давлению, а не по размеру камеры. Деление на три уровня (классификация Сивиза, ориентир) помогает понять, что можно заказать сразу, а что требует решения технолога.

В красной зоне ни одна деталь сальника не меняется по образцу без паспорта узла. Набивку и кольца для пара высокого давления, кислородной и аммиачной арматуры выбирает служба главного механика по документации изготовителя арматуры, а изготовитель деталей работает по её заданию. Всё, что изготовитель предложил сам, например материал фонарного кольца или донной втулки, он подписывает в КП как предложение.

Когда камеру переделывают под другое уплотнение

Набивку меняют на другой тип уплотнения, когда подтяжка нужна каждую смену, утечку нельзя сливать на пол, или среда дорогая и токсичная. На центробежных насосах вместо набивки ставят торцевое уплотнение, но для этого нужна расточка камеры под него и посадочное место для неподвижного кольца; конструкции торцевых уплотнений для этого бывают разные. На арматуре пакет плетёной набивки нередко меняют на прессованные кольца по размерам камеры или на пакет шевронных манжет.

Переделка оправдана не всегда. Если насос работает на загрязнённой воде с песком, торцевое уплотнение без промывки проживёт меньше набивки. Если вал сильно бьёт, набивка терпит биение лучше любого кольца. Марку под конкретный насос и среду выбирают по скорости вала и температуре, так подбирают набивку для насосов.

Сведения о камере для изготовителя

Чтобы сделать кольца, фонарное кольцо или нестандартное уплотнение для сальникового узла с первого раза, изготовителю нужны сведения о камере и о режиме, а не только диаметр вала.

1. Тип узла: насос (центробежный, поршневой), задвижка, вентиль, мешалка; модель и изготовитель, если известны.
2. Диаметр вала или защитной втулки d, диаметр камеры D, глубина камеры H.
3. Сколько колец стояло, где стояло фонарное кольцо и какой высоты.
4. Среда, температура, давление в камере; для насоса частота вращения.
5. Чем уплотняли раньше: марка набивки по ярлыку или описание, сколько служила.
6. Есть ли канавка износа на валу или втулке и какой глубины.

Если чертежа камеры нет, её меряют штангенциркулем с глубиномером в трёх точках по глубине и фотографируют вместе со снятыми кольцами на листе с линейкой. Размеры, которые изготовитель восстановил сам, он отмечает в КП отдельной строкой.

Нормы приведены по состоянию на октябрь 2026 года. Данные о материалах — ориентир для марок общего назначения; материал, размеры и допуски для вашего узла фиксируются в КП после технической оценки.