С.В.Сейнов - президент-научный руководитель НПО «ГАКС-АРМСЕРВИС», д.т.н., профессор, академик РАПК.
 
В практике создания трубопроводной арматуры используются две принципиально отличающиеся друг от друга конструкции, обеспечивающие внешнюю герметичность подвижного элемента - шпинделя (штока). Первая - это сильфонная сборка, соединяющая шпиндель и крышку, за счет приварки сильфона к крышке, и шпинделя. Образуется неразъемное соединение, обладающее высокой герметичностью. Для такого соединения пропуск рабочей среды не допускается. Вторая конструкция построена на использовании сальникового уплотнения, который требует высокой точности изготовления подвижных элементов узла, высокой, сохраняемой длительное время, эластичности и износостойкости набивочного материала.
 
Для сальниковых уплотнений созданы нормативные документы, регламентирующие возможную потерю герметичности или допустимую утечку среды.
 
В зависимости от назначения арматуры устанавливается два класса герметичности сальникового уплотнения:
I-й  класс - для токсичных, взрывоопасных, пожароопасных и радиационно-активных сред;
2-й класс - для остальных сред.
 
Сальниковые уплотнения, соответствующие  I-му классу герметичности, должны быть герметичны по отношению к внешней среде.
Для сальниковых уплотнений, соответствующих 2-му классу герметичности, величины максимально допустимых утечек воздуха приведенны в табл. 1, воды - в табл. 2.
 
Величины максимально допустимых утечек других сред определяются по следующим формулам:  
для газообразных сред
 ;
для жидких сред
, где
Qг.с. и Qж.с. - утечка, соответственно газообразной и жидкой среды, см3/мин;
ηг.с. и ηж.с. - вязкость соответственно газообразной и жидкой среды, мкГс;
Qвоздуха и Qводы - утечка соответственно воздуха и воды по нормативам, принятым по табл. 1 и 2.
 
Для арматуры, имеющей организованный отвод утечки из сальника, величина утечки рабочей среды через сальник устанавливается по 2-му классу герметичности, если нет дополнительных указаний в конструкторской или нормативно-технической документации.
Класс герметичности должен обеспечиваться конструктивным исполнением сальникового уплотнения арматуры, материалом набивки и технологией изготовления.
 
Нормы герметичности сальниковых уплотнений трубопроводной арматуры устанавливают величину допустимой утечки рабочей среды каждого класса герметичности в пределах гарантийной наработки арматуры и проверяются при приемочных испытаниях, проводимых по соответствующим программам и методикам.
При приемо-сдаточных испытаниях сальниковые уплотнения должны быть герметичны при визуальном контроле, при контроле обмыливанием, при погружении в воду.
 
Представленные в табл. 1 и 2 нормативы распространяются на сальниковые уплотнения арматуры, работающей при температуре рабочей среды до 450°С и давления до 20,0 МПа.
 
Таблица 1
Нормы пропуска воздуха по 2-му классу герметичности сальниковых уплотнений.
Диаметр шпинделя, мм
Утечка воздуха (см3/мин) при давлении  РN (Мпа)
До 1,6
Св.1,6 до 4,0
Св.4,0 до 6,4
Св. 6,4 до 10,0
Св.10,0 до 20,0
8 (7)
0,20
0,35
0,7
1,4
4,0
10 (9)
0,25
0,42
0,9
1,7
5,0
12 (11)
0,30
0,50
1,0
2,0
6,0
14
0,35
0,6
1,2
2,4
7,0
16
0,40
0,67
1,4
2,7
8,0
18
0,45
0,75
1,5
3,0
9,0
20
0,50
0,85
1,7
3,4
10,0
22
0,55
0,92
1,9
3,7
11,0
24
0,60
1,0
2,0
4,0
12,0
26
0,65
1,1
2,2
4,4
13,0
28
0,70
1,2
2,4
4,7
14,0
30
0,75
1,3
2,5
5,0
15,0
32
0,80
1,4
2,7
5,4
16,0
36
0,90
1,5
3,0
6,0
18,0
40
1,0
1,7
3,4
6,7
20,0
44
1,1
1,9
3,7
7,4
22,0
48
1,2
2,0
4,0
8,0
24,0
50
1,3
2,1
4,2
8,4
25,0
55
1,4
2,3
4,6
9,2
27,5
60
1,5
2,5
5,0
10,0
30,0
70
1,8
2,9
5,9
11,7
35,0
80
2,0
3,4
6,7
13,4
40,0
90
2,3
3,8
7,5
15,0
45,0
100
2,5
4,2
8,4
16,7
50,0
Примечание. Размеры, указанные в скобках, при новом проектировании не применять.
 
При испытаниях сальникового уплотнения должна быть выдержана следующая последовательность действий.
1) При наличии верхнего уплотнения крышки и шпинделя оценивают степень герметизации этого узла. Для этого используют гидростатическиий капилярный метод с применением индикаторной массы, в качестве которой широко применяется меловой раствор, а пробную  жидкость - керосин.
 
Таблица 2
Нормы пропуска воды по 2-му классу герметичности сальниковых уплотнений.
Диаметр шпинделя, мм
Утечка воды (см3/мин) при давлении  РN (Мпа)
До 1,6
Св.1,6 до 4,0
Св.4,0 до 6,4
Св. 6,4 до 10,0
Св.10,0 до 20,0
8 (7)
0,10
0,14
0,20
0,4
0,7
10 (9)
0,17
0,25
0,5
0,9
12 (11)
0,20
0,30
0,6
1,0
14
0,12
0,24
0,35
0,7
1,2
16
0,14
0,27
0,4
0,8
1,4
18
0,15
0,30
0,45
0,9
1,5
20
0,17
0,34
0,50
1,0
1,7
22
0,19
0,37
0,55
1,1
1,9
24
0,20
0,40
0,60
1,2
2,0
26
0,22
0,44
0,65
1,3
2,2
28
0,24
0,47
0,70
1,4
2,4
30
0,25
0,50
0,75
1,5
2,5
32
0,27
0,54
0,80
1,6
2,7
36
0,30
0,60
0,90
1,8
3,0
40
0,35
0,67
1,0
2,0
3,3
44
0,37
0,74
1,1
2,2
3,7
48
0,40
0,80
1,2
2,4
4,0
50
0,42
0,84
1,3
2,5
4,2
55
0,46
0,92
1,4
2,8
4,6
60
0,50
1,00
1,5
3,0
5,0
70
0,60
1,20
1,8
3,5
6,0
80
0,67
1,35
2,0
4,0
6,7
90
0,75
1,5
2,4
4,5
7,5
100
0,85
1,7
2,5
5,0
8,5
Примечание. Размеры, указанные в скобках, при новом проектировании не применять.
 
После проведения оценочных испытаний верхнего уплотнения  производят сборку арматуры и она последовательно проходит испытания на прочность и плотность материала деталей, сварных швов и прокладочных соединений. После этого она поступает на испытания сальникового уплотнения.
2) Производят испытания верхнего уплотнения под воздействием давления пробной среды. Шпиндель выводится в верхнее положение до упора в уплотнение крышки и прижимается силой управления (Fуп.). В полости крышки создается избыточное давление пробной среды. Сальниковая набивка в камере отсутствует.
3) По показаниям манометров и визуально оценивают наличие утечки в сальниковой камере. Верхнее уплотнение шпинделя и крышки считается прошедшим испытание, если не обнаружено визуально наличие утечки в сальниковой камере.
4) Производят сброс давления в полости крышки, шпиндель выводят из контакта с уплотнением в крышке и осуществляют заполнение камеры сальниковой набивкой. Последняя уплотняется до регламентированной величины (нажимная втулка должна иметь запас хода, равный 1/3 ее длины).
5) В полости крышки создается гидростатическое давление и проводится осмотр уплотнения.
Сальниковое уплотнение считается прошедшим испытание если не обнарнуживается  при визуальном осмотре пропуска жидкообразной среды. При испытаниях воздухом должны отсутствовать отрывающиеся пузырьки воздуха при опускании объекта в емкость с водой или рост пузырьков воздуха в пенящейся массе при контроле утечки методом обмыливания.