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離心泵機(jī)械密封泄漏原因分析及處理方法

2023-03-13

陳紅波

【摘 要】分析了離心泵機(jī)械密封泄露的原因,處理方法及檢修過程中存在的誤區(qū)和注意的問題。

【關(guān)鍵詞】離心泵;機(jī)械密封;泄漏

目前機(jī)械密封在離心泵中應(yīng)用非常廣泛,機(jī)械密封的密封效果將直接影響整機(jī)的運(yùn)行,尤其在化工生產(chǎn)過程中,由于生產(chǎn)的連續(xù)性,機(jī)械密封出現(xiàn)泄漏,將嚴(yán)重影響著生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

一、機(jī)械密封泄漏的原因分析

(一)機(jī)械密封的工作原理

機(jī)械密封是靠動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的接觸面在運(yùn)動(dòng)中始終貼合,實(shí)現(xiàn)密封。機(jī)械密封通常由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封原件組成,其中動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的端面產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅3忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。

(二)主要的泄漏點(diǎn)

主要泄漏點(diǎn)有:軸套與軸間的密封;動(dòng)環(huán)與軸套間的密封;動(dòng)、靜環(huán)間的密封;對(duì)靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封;密封端蓋與泵體間的密封。

一般來說,軸套外伸的軸間、密封端蓋與泵體間的泄漏比較容易發(fā)現(xiàn)和解決。其余的泄漏直觀上很難辨別和判斷,須在長期管理、維修實(shí)踐的基礎(chǔ)上,對(duì)泄漏癥狀進(jìn)行觀察、分析、判斷,才能得出正確結(jié)論。

(三)泄漏原因分析及判斷

(1)安裝靜試時(shí)泄漏。機(jī)械密封安裝調(diào)試好后,一般要進(jìn)行靜試,試壓查漏,觀察泄漏量。如泄漏量較小,多為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題;泄漏量較大時(shí),則表明動(dòng)、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上,再手動(dòng)盤車觀察,若泄漏量無明顯變化,則靜、動(dòng)環(huán)密封圈有問題;如盤車時(shí)泄漏量有明顯變化則可斷定是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問題;如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射,則動(dòng)環(huán)密封圈存在問題居多,泄漏介質(zhì)向四周噴射或從冷卻孔中漏出,則多為靜環(huán)密封圈失效。

(2)試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的泄漏。泵用機(jī)械密封經(jīng)過靜試后,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,會(huì)抑制介質(zhì)的泄漏。因此,試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后,基本上都是由于動(dòng)、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有:操作中,因抽空、氣蝕、憋壓等異?,F(xiàn)象,引起較大的軸向力,使動(dòng)、靜環(huán)接觸面分離;安裝機(jī)械密封時(shí)壓縮量過大,導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損,擦傷;動(dòng)環(huán)密封圈過緊,彈簧無法調(diào)整動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量;靜環(huán)密封圈過松,當(dāng)動(dòng)環(huán)軸向浮動(dòng)時(shí),靜環(huán)脫離靜環(huán)座;工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì),運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)入摩擦副,擦傷動(dòng)、靜環(huán)密封端面;上述現(xiàn)象在運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn),有時(shí)可以通過適當(dāng)調(diào)整靜環(huán)座等予以消除,但多數(shù)需要重新拆裝,更換密封。

(3)正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏,少數(shù)是因正常磨損或已達(dá)到使用壽命,而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護(hù)不當(dāng)引起的。抽空、氣蝕或較長時(shí)間憋壓,導(dǎo)致密封破壞;對(duì)泵實(shí)際輸出量偏小,大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán),熱量積聚,引起介質(zhì)氣化,導(dǎo)致密封失效;對(duì)較長時(shí)間停運(yùn),重新啟動(dòng)時(shí)沒有手動(dòng)盤車,摩擦副因粘連而扯壞密封面;環(huán)境溫度急劇變化;工況頻繁變化而調(diào)整;突然停電或故障停機(jī)等。

離心泵在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏,如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),往往會(huì)釀成較大的事故或損失。

二、機(jī)械密封檢修中的幾個(gè)誤區(qū)

(1)彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實(shí)不然,彈簧壓縮量過大,可導(dǎo)致摩擦副急劇磨損,瞬間燒損;過度的壓縮使彈簧失去調(diào)節(jié)動(dòng)環(huán)端面的能力,導(dǎo)致密封失效。

(2) 動(dòng)環(huán)密封面越緊越好。其實(shí)動(dòng)環(huán)密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損,過早泄漏,二是增大了動(dòng)環(huán)軸向調(diào)整、移動(dòng)的阻力,在工況變化頻繁時(shí)無法適時(shí)進(jìn)行調(diào)整;三是彈簧過度疲勞易損壞,四是使動(dòng)環(huán)密封圈變形,影響密封效果。

(3)靜環(huán)密封圈越緊越好。靜環(huán)密封圈基本處于靜止?fàn)顟B(tài),相對(duì)較緊密封效果會(huì)好些,但過緊也是有害。一是引起靜環(huán)密封因過度變形;二是靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多,一般較脆,過度受力極易引起破碎;三是安裝、拆卸困難,極易損壞靜環(huán)。

(4)葉輪鎖母越緊越好。機(jī)械密封泄漏中,軸套與軸之間的泄漏(軸間泄漏)是比較常見的。一般認(rèn)為,軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊,其實(shí)導(dǎo)致軸間泄漏的因素較多,如軸間墊失效,偏移,軸間內(nèi)有雜質(zhì),軸與軸套配合處有較大的形位誤差,接觸面破壞,軸上各部件有間隙,軸頭螺紋過長等都會(huì)導(dǎo)致軸間泄漏,鎖母鎖緊過度只會(huì)導(dǎo)致軸間墊過早失效,相反適度鎖緊鎖母,使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性,在運(yùn)轉(zhuǎn)中鎖母會(huì)自動(dòng)適時(shí)鎖緊,使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。

(5)新的比舊的好。相對(duì)而言,使用新機(jī)械密封的效果好于舊的,在聚合性和滲透性介質(zhì)中,靜環(huán)如無過度磨損,還是不更換為好。因?yàn)殪o環(huán)在靜環(huán)座中長時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài),使聚合物和雜質(zhì)沉積為一體,起到了較好的密封作用。

三、處理方法

離心泵的機(jī)械密封時(shí)由兩塊垂直于軸的密封元?(動(dòng)壞和靜環(huán))組成的,其表面光潔而平直,相互貼合。密封端面平面度不大于0.0009mm,表面粗糙度,金屬材料Ra=0.02μm,非金屬材料Ra=0.04μm。動(dòng)環(huán)和靜環(huán)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),摩擦副材料為石墨、氧化鋁陶瓷、 碳化硅、氮化硅、碳化鎢硬質(zhì)合金等。工作時(shí),靠彈簧的密封介質(zhì)(工作溶液)的壓力在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸表面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力,使兩端面緊密貼合,并在端面間產(chǎn)生一層極薄的液體膜而達(dá)到密封的目的,液體膜具有外層流體壓力與內(nèi)層靜壓力,起著潤滑和平衡壓力作用。

四、檢修時(shí)注意的問題

當(dāng)靜環(huán)或動(dòng)環(huán)密封圈難安裝到位時(shí),可在此處涂抹潤滑油。安裝過程中靜止用工具敲打密封元件,應(yīng)使用專用工具進(jìn)行安裝,以防密封元件的損壞,安裝密封時(shí)應(yīng)輕拿輕放,避免損壞密封件。彈簧彈力不足時(shí),動(dòng)環(huán)與靜環(huán)密封面間容易產(chǎn)生間隙,可移動(dòng)固定螺釘,以增加彈簧彈力或更換彈簧。

五、結(jié)論

由于注意了以上幾個(gè)機(jī)械密封檢修時(shí)的誤區(qū),并采用了恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒?,通過2年的實(shí)際運(yùn)行,效果顯著,節(jié)約了大量的資金。

來源:《商情》2017年5期