Assessment of the surface conditions of gas-lubricated face-seal sealing rings

The paper presents a study of surface condition of stationary and rotary rings of a gas-lubricated face seal before and after 25 hours of operation on a test bench, with 75 cycles of start-ups and stops of the drive. For evaluation of surface conditions, flatness deviation and a selected 2D and 3D roughness parameters were measured. Profiles of the roughness, material ratio curves, topography, and surface maps in colour before and after 25 hours of operations were presented. It has been found that wear of the end faces of the saling rings differs between sintered silicon carbide and carbon graphite. In the case of the stationary ring made of sintered silicon carbide with a hardness of 3000 HV, there is a slight increase in values of almost all (except Sp) measured 3D amplitude parameters: Sa, Sq, Sv, St. In the case of the rotary ring made of carbon graphite with hardness of about 115 HR a noticeable reduction in values of these parameters was found. Changes In 2D and 3D roughness parameters of end faces of the stationary and rotary rings allow confirming the al most contact-free character of the face seal operation.

W artykule przedstawiono badania stanu powierzchni pierścieni stacjonarnego i obrotowego uszczelnienia czołowego smarowanego gazem przed i po 25 godzinach pracy na stanowisku badawczym dla 75 rozruchów i zatrzymań napędu. Do oceny powierzchni pierścieni uszczelniających wykonano pomiary odchyłki płaskości i wybranych parametrów chropowatości 2D i 3D. Zamieszczono profile chropowatości i krzywe udziału materiałowego oraz topografię i mapę barwną powierzchni czołowej przed i po 25 godzinach pracy. Stwierdzono, że zużycie powierzchni czołowych pierścieni przebiega w odmienny sposób: w przypadku pierścienia stacjonarnego ze spiekanego węglika krzemu o twardości ok. 3000 HV następuje nieznaczny wzrost wartości prawie wszystkich zmierzonych parametrów amplitudowych (z wyjątkiem parametru Sp) chropowatości powierzchni 3D, takich jak Sa, Sq, Sv, St, zaś w przypadku pierścienia obrotowego z kompozytu węglowo grafitowego o twardości ok. 115 HR zauważalne ich zmniejszenie. Zmiany wartości parametrów chropowatości 2D i 3D powierzchni czołowej pierścieni stacjonarnego i obrotowego pozwalają na stwierdzenie prawie bezkontaktowego charakteru pracy uszczelnienia.