Phớt cơ khí máy bơm là chi tiết nhỏ, giá rẻ nhưng quyết định bơm có chạy bền hay không. Khi phớt hỏng, nước rỉ theo trục vào ổ bi và cuộn dây. Bơm bắt đầu kêu rè, nhảy aptomat chống giật, nặng hơn là chập cháy động cơ. Nhiều bơm mang đến sửa chỉ vì một bộ phớt vài chục nghìn đồng hỏng mà không được thay kịp. Bài viết này giải thích phớt cơ khí là gì và cách nhận biết phớt hỏng. Anh chị cũng sẽ biết vì sao phớt nhanh hỏng, cách chọn phớt thay thế và cách thay đúng kỹ thuật.
Phớt cơ khí máy bơm là gì?
Phớt cơ khí (mechanical seal) còn được gọi là phớt chặn nước hay phớt làm kín trục. Đây là bộ làm kín đặt ở chỗ trục động cơ xuyên vào buồng bơm. Nó giữ cho chất lỏng có áp trong buồng bơm không rò ra ngoài theo trục. Nhờ đó, nước không lọt sang phía ổ bi và động cơ. Bơm đời cũ dùng tết chèn (dây tết) ở vị trí này. Hiện nay, hầu hết bơm ly tâm, bơm tăng áp và bơm chìm đều dùng phớt cơ khí.
Nguyên lý làm kín rất đơn giản. Hai vòng có bề mặt mài cực phẳng ép sát vào nhau nhờ lực lò xo và áp suất chất lỏng. Một vòng quay theo trục, vòng còn lại đứng yên gắn vào thân bơm. Giữa hai mặt luôn có một lớp màng chất lỏng rất mỏng vừa bôi trơn vừa làm mát. Vì vậy, phớt cơ khí bắt buộc phải có nước khi chạy. Mất lớp màng này, hai mặt phớt cọ khô vào nhau, nóng lên rất nhanh và hỏng.
Cấu tạo của phớt cơ khí
- Vòng động (mặt quay): lắp trên trục, quay cùng cánh bơm, thường bằng carbon (graphite) hoặc silicon carbide.
- Vòng tĩnh (mặt tĩnh): lắp cố định vào nắp hoặc đế bơm, thường bằng gốm (ceramic), silicon carbide hoặc tungsten carbide.
- Lò xo: tạo lực ép ban đầu giữ hai mặt phớt luôn tiếp xúc, kể cả khi bơm chưa có áp.
- Gioăng cao su (O-ring hoặc ống xếp cao su): làm kín phụ giữa vòng phớt với trục và thân bơm. Gioăng cũng giúp vòng phớt bám theo trục.
- Vòng đệm, chốt, vỏ kim loại: giữ các chi tiết đúng vị trí và truyền chuyển động quay.
Phớt cơ khí và tết chèn khác nhau thế nào?
| Tiêu chí | Phớt cơ khí | Tết chèn |
|---|---|---|
| Mức rò rỉ | Gần như không thấy rỉ khi còn tốt | Cần rỉ nhỏ giọt liên tục để làm mát |
| Bảo dưỡng | Không phải căn chỉnh, hỏng thì thay | Phải siết chỉnh và thay dây tết định kỳ |
| Mài mòn trục | Không mài trục, ma sát nằm ở hai mặt phớt | Mài mòn trục hoặc ống lót trục theo thời gian |
| Chịu chạy khô | Rất kém | Kém |
| Ứng dụng | Hầu hết bơm ly tâm, bơm tăng áp, bơm chìm hiện nay | Một số bơm công suất lớn, bơm đời cũ |
Dấu hiệu phớt cơ khí máy bơm bị hỏng
Phớt hỏng thường không làm bơm ngừng chạy ngay, nên rất dễ bị bỏ qua. Anh chị nên kiểm tra bơm khi thấy một trong các dấu hiệu sau:
- Rỉ nước ở khe giữa đầu bơm và động cơ: đây là dấu hiệu rõ nhất. Phớt còn tốt thì vùng này gần như khô ráo. Nếu nước nhỏ giọt đều hoặc chảy thành dòng là phớt đã hở.
- Nước đọng dưới chân bơm, vệt gỉ sét hoặc cặn vôi chảy dài từ mặt bích nối đầu bơm.
- Ổ bi phía trước kêu rè rè, càng chạy càng to. Nước đã vào ổ bi, rửa trôi mỡ và làm gỉ bi.
- Aptomat chống giật nhảy hoặc đo cách điện động cơ thấp: nước đã vào cuộn dây, cần dừng bơm ngay.
- Bơm tăng áp tự đóng ngắt liên tục khi không dùng nước: phớt rỉ làm tụt áp là một nguyên nhân. Van một chiều hở hoặc đường ống rò rỉ cũng gây hiện tượng này.
- Với bơm chìm: dầu trong buồng dầu bị đục, trắng như sữa hoặc lẫn nước. Bơm có cảm biến rò rỉ thì tủ điện sẽ báo lỗi.
Lưu ý: phớt mới thay có thể rỉ vài giọt lúc đầu, khi hai mặt phớt đang chạy rà. Nếu sau vài giờ chạy vẫn rỉ đều thì phớt đã lắp chưa đúng hoặc mặt phớt bị xước khi lắp.
Nguyên nhân khiến phớt cơ khí nhanh hỏng
Một bộ phớt lắp đúng, làm việc với nước sạch và luôn có nước có thể dùng nhiều năm. Nếu bơm chỉ vài tháng đã hỏng phớt, gần như chắc chắn có một trong các nguyên nhân sau:
- Chạy khô: nguyên nhân phổ biến nhất. Bể hút cạn, mất nước mồi, van hút đóng hay giếng tụt mực nước đều làm bơm chạy khô. Chỉ một thời gian ngắn, mặt phớt đã nóng đỏ, nứt vỡ hoặc gioăng bị cháy cứng.
- Nước có cát, cặn, phèn: hạt rắn lọt vào giữa hai mặt phớt và mài xước bề mặt. Cặn vôi bám vào lò xo làm phớt kẹt, mất lực ép.
- Xâm thực và rung động: bọt hơi vỡ và rung làm hai mặt phớt bị tách hở liên tục. Tham khảo thêm bài xâm thực máy bơm để biết cách nhận biết và khắc phục. Lệch tâm khớp nối (với bơm rời trục) hoặc ổ bi mòn rơ cũng gây hậu quả tương tự.
- Nhiệt độ hoặc hoá chất vượt khả năng vật liệu. Ví dụ dùng gioăng NBR cho nước nóng, hoặc phớt thường cho hoá chất, nước biển. Khi đó gioăng sẽ trương nở, chai cứng hoặc mặt phớt bị ăn mòn.
- Lắp đặt sai: chạm tay hoặc để dầu mỡ, bụi bám lên mặt phớt. Ấn lệch làm mẻ vòng gốm, lắp ngược mặt phớt. Thiếu hoặc thừa vòng đệm làm lò xo ép không đúng lực.
- Búa nước, áp suất vượt định mức: do đóng van đột ngột hoặc thiếu van một chiều giảm chấn. Bơm làm việc vượt áp lực thiết kế cũng làm phớt nhanh hỏng.
Cách chọn phớt cơ khí thay thế
Sai lầm thường gặp là chỉ mua “phớt cùng cỡ trục”. Một bộ phớt thay thế cần đúng cả ba yếu tố: kích thước lắp đặt, kiểu phớt và vật liệu.
Kích thước và kiểu phớt
- Đường kính trục tại vị trí lắp phớt: đo bằng thước cặp. Bơm dân dụng và công nghiệp nhỏ hay dùng cỡ 12–25 mm.
- Đường kính ngoài của vòng tĩnh và chiều cao lắp ráp (từ mặt tựa vòng tĩnh đến vai trục). Sai chiều cao thì lò xo ép quá non hoặc quá căng.
- Kiểu phớt: lò xo côn, ống xếp cao su hoặc nhiều lò xo. Bơm chìm dùng phớt kép, bơm lớn có thể dùng phớt dạng cụm (cartridge).
Cách chắc chắn nhất là mang phớt cũ đi đối chiếu, hoặc tra mã phớt theo model bơm trong tài liệu của hãng.
Vật liệu mặt phớt
| Cặp vật liệu | Đặc điểm | Phù hợp với |
|---|---|---|
| Carbon / Gốm (ceramic) | Rẻ, phổ biến, chịu mài mòn và sốc nhiệt kém | Nước sạch, bơm gia đình, bơm tăng áp |
| Carbon / Silicon carbide (SiC) | Chịu nhiệt và sốc nhiệt tốt hơn gốm | Nước nóng, nước sạch áp lực cao |
| SiC / SiC | Rất cứng, chịu mài mòn và hoá chất tốt | Nước giếng có cát, nước thải, bơm chìm |
| Tungsten carbide (TC) / TC hoặc TC / SiC | Cứng, chịu va đập và mài mòn mạnh | Bùn, nước thải nhiều cặn, bơm hút bùn |
Vật liệu gioăng cao su
- NBR (cao su nitrile): dùng tốt đến khoảng 90–100°C, hợp nước sạch và dầu. Không nên dùng lâu dài cho nước nóng.
- EPDM: chịu được khoảng 120–140°C, hợp nước nóng và nước sinh hoạt; không chịu dầu mỡ khoáng.
- FKM (Viton): chịu được khoảng 180–200°C, chịu dầu, nhiên liệu và nhiều loại hoá chất; giá cao hơn.
Nếu bơm nước nóng, anh chị xem thêm bài bơm nước nóng đầu inox để chọn đúng bơm và phớt.
Các bước thay phớt cơ khí cho bơm ly tâm liền trục
Quy trình dưới đây áp dụng cho bơm ly tâm trục ngang liền trục loại dân dụng và công nghiệp nhỏ. Bơm trục đứng nhiều tầng cánh, bơm lớn và bơm chìm nên để thợ có dụng cụ chuyên dùng làm.
Tháo bơm và phớt cũ
- Ngắt điện và xả nước: cắt aptomat, treo biển cảnh báo, khoá van hút và van xả. Mở nút xả cho hết nước trong buồng bơm.
- Tháo thân bơm: tháo bu lông buồng xoắn, tách cụm động cơ và cánh ra khỏi thân bơm. Đánh dấu vị trí để lắp lại đúng chiều.
- Tháo cánh bơm: giữ trục cố định (thường qua rãnh ở đuôi trục phía quạt), tháo ốc giữ cánh. Một số bơm dùng ốc ren ngược, cần xem kỹ trước khi vặn. Giữ lại các vòng đệm căn chỉnh nếu có.
- Tháo phớt cũ: rút phần động (lò xo và vòng động) ra khỏi trục. Sau đó tháo nắp bơm và đẩy vòng tĩnh ra từ phía sau.
Lắp phớt mới và chạy thử
- Vệ sinh và kiểm tra: lau sạch ổ đặt vòng tĩnh và trục. Kiểm tra trục có bị xước, mòn rãnh hay gỉ không. Quay tay kiểm tra ổ bi, nếu rè hoặc rơ thì thay ổ bi luôn vì nước đã vào.
- Lắp vòng tĩnh mới: bôi nước xà phòng loãng lên gioăng. Dùng ống đệm mềm ấn đều tay cho vòng tĩnh vào thẳng. Mặt mài hướng về phía cánh và không được chạm tay. Không dùng dầu mỡ khoáng, nhất là với gioăng EPDM.
- Lắp phần động và cánh bơm: bôi nước xà phòng lên trục, vừa ấn vừa xoay nhẹ phần động vào đúng vị trí. Sau đó lắp lại vòng đệm, cánh bơm và siết ốc cánh.
- Lắp thân bơm và chạy thử: thay gioăng thân bơm mới, siết bu lông theo kiểu chéo cho đều. Quay trục bằng tay thấy trơn đều, không cạ. Mồi đầy nước, xả hết khí rồi mới cấp điện, theo dõi vùng phớt trong khoảng 30 phút đầu.
Lưu ý riêng với bơm chìm nước thải
Bơm chìm thường dùng hai phớt cơ khí đặt trong một buồng dầu. Phớt dưới tiếp xúc nước thải, phớt trên ngăn dầu vào động cơ. Khi dầu buồng phớt lẫn nước, nên thay cả cặp phớt và thay toàn bộ dầu. Dùng đúng loại dầu hãng quy định, đổ đúng lượng và không đổ đầy kín để dầu còn chỗ giãn nở. Trước khi thả bơm xuống lại, cần đo cách điện cuộn dây và kiểm tra kín buồng dầu. Hố thu nhiều cát, cặn thì nên chọn bơm chìm nước thải dùng phớt SiC hoặc TC chịu mài mòn.
Cách giữ phớt cơ khí bền lâu
- Lắp bảo vệ chạy khô: phao điện, rơ le mực nước, công tắc dòng chảy hoặc tủ điện biến tần chống mất nước. Đây là khoản đầu tư rẻ nhất để bảo vệ phớt.
- Luôn mồi đầy nước trước khi khởi động, không chạy bơm khi van hút đang đóng.
- Lắp rọ hút, lọc cát; nước giếng nhiều cát thì chọn phớt SiC/SiC hoặc TC ngay từ đầu.
- Chọn đúng vật liệu theo nhiệt độ và môi chất, đặc biệt với nước nóng, nước biển và hoá chất.
- Căn tâm khớp nối với bơm rời trục. Thay ổ bi ngay khi có tiếng kêu bất thường để tránh rung làm hở phớt.
- Cho bơm chạy gần điểm làm việc thiết kế, không đóng van xả quá nhỏ. Xem cách đọc đường cong đặc tính máy bơm để chọn bơm đúng điểm làm việc.
- Với bơm chìm: kiểm tra dầu buồng phớt định kỳ, khoảng 6 tháng một lần hoặc theo khuyến cáo của hãng.
Câu hỏi thường gặp
Phớt cơ khí máy bơm dùng được bao lâu?
Không có con số cố định. Tuổi thọ phụ thuộc chất lượng nước, nhiệt độ, số giờ chạy và cách lắp đặt. Với nước sạch, bơm luôn có nước và lắp đúng kỹ thuật, phớt có thể dùng nhiều năm. Nếu phớt hỏng lặp lại sau vài tháng, cần tìm nguyên nhân gốc thay vì chỉ thay phớt mới.
Phớt rỉ ít có cần thay ngay không?
Nên thay sớm. Nước rỉ ra thường men theo trục vào ổ bi phía trước, sau đó vào cuộn dây. Chi phí thay phớt nhỏ hơn rất nhiều so với thay ổ bi hay quấn lại động cơ.
Có dùng phớt khác hãng thay cho phớt zin được không?
Được, nếu phớt thay thế đúng đường kính trục, đường kính vòng tĩnh, chiều cao lắp ráp và vật liệu. Bơm còn bảo hành thì nên dùng phụ tùng chính hãng hoặc liên hệ đơn vị bán.
Thay phớt mới nhưng vẫn rỉ là do đâu?
Các nguyên nhân thường gặp:
- Mặt phớt bị dính bẩn hoặc xước khi lắp.
- Vòng tĩnh bị ấn lệch.
- Gioăng bị cắt khi luồn qua cạnh sắc của trục.
- Chiều cao lắp sai làm lò xo không đủ lực ép.
- Trục đã mòn rãnh ở vị trí gioăng.
Ngoài ra, nếu bơm vẫn bị chạy khô hoặc xâm thực thì phớt mới cũng sẽ nhanh hỏng lại.
Kết luận
Phớt cơ khí máy bơm rẻ nhưng giữ vai trò bảo vệ ổ bi và động cơ. Hãy xử lý sớm khi thấy rỉ nước và chọn đúng kích thước, vật liệu phớt. Lắp đúng kỹ thuật, không để bơm chạy khô là tránh được phần lớn hư hỏng tốn kém. Công ty TNHH TM & CN Động Lực cung cấp bơm công nghiệp, bơm chìm giếng khoan, bơm chìm nước thải các hãng Beluno, ShowFou, Veratti, Peroni. Hàng chính hãng, có CO/CQ, bảo hành chính hãng và giao hàng toàn quốc. Gọi hoặc nhắn Zalo 0972.469.955, email maybomnuoc2016@gmail.com, hoặc ghé VPGD 780 Minh Khai, Vĩnh Tuy, Hai Bà Trưng, Hà Nội. Gửi yêu cầu qua trang liên hệ để được tư vấn chọn bơm và phớt phù hợp.
