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泵用機械密封概述

泵用機械密封是指安裝運行在泵類設備中起動態密封作用的裝置,避免水泵蝸殼中的流體介質通過泵軸流出水泵外的一種部件;由于水泵多為輸送流體介質,具有水平安裝、高轉速、高壓力、帶固體顆粒、腐蝕性強等特點,所以泵用機械密封主體材質往往需要抵御固體顆粒的沖刷撞擊、高轉速帶來的密封面高溫磨蝕、高壓力帶來的密封參數不穩定、基體結構件被腐蝕等不利因素的影響,對機械密封密封材質要求較高,通常密封面摩擦副可選材質有鎳基硬質合金、鈷基硬質合金、無壓燒結碳化硅、反應燒結碳化硅、浸金屬石墨、聚四氟乙烯填充石墨、聚四氟乙烯填充玻璃纖維、三氧化二鋁特殊陶瓷等等;基體材質可選為2Cr13不銹鐵、301不銹鋼、304不銹鋼、316不銹鋼、316L不銹鋼、904L不銹鋼、聚四氟乙烯等等;彈簧補償件可選材質為哈氏合金、1Cr18Ni9Ti、3Cr13等等;

不同于釜用機械密封,泵用機械密封的密封介質多為液體、固液混合物和常壓氣體等;而釜用機械密封多用于密封高壓氣體或氣液混合物,泄露對環境和生物會造成嚴重威脅。

泵用機械密封屬于精密、結構較為復雜的機械基礎元件之一,是泵類機械的關鍵部件。其密封性能和使用壽命取決于許多因素,如選型機器的精度正確的安裝使用等。泵用機械密封種類繁多。型號各異,其維修也是很難辯別和判斷。

2泵用機械密封的維修

泵用機械密封的泄漏點主要有五處: (l)軸套與軸間的密封;

(2)動環與軸套間的密封;

(3)動、靜環間密封;

(4)對靜環與靜環座間的密封;

(5)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現和解決,但需細致觀察,特別是當工作介質為液化氣體或高壓、有毒有害氣體時,相對困難些。其余的泄漏直觀上很難辯別和判斷,須在長期管理、維修實踐的基礎上,對泄漏癥狀進行觀察、分析、研判,才能得出正確結論。

3泄漏原因分析及判斷

1.安裝靜試時泄漏。機械密封安裝調試好后,一般要進行靜試,觀察泄漏量。如泄漏量較小,多為動環或靜環密封圈存在問題;泄漏量較大時,則表明動、靜環摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上,再手動盤車觀察,若泄漏量無明顯變化則靜、動環密封圈有問題;如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環摩擦副存在問題;如泄漏介質沿軸向噴射,則動環密封圈存在問題居多,泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出,則多為靜環密封圈失效。此外,泄漏通道也可同時存在,但一般有主次區別,只要觀察細致,熟悉結構,一定能正確判斷。

2.試運轉時出現的泄漏。泵用機械密封經過靜試后,運轉時高速旋轉產生的離心力,會抑制介質的泄漏。因此,試運轉時機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、靜環摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有:

(l)操作中,因抽空、氣蝕、憋壓等異常現象,引起較大的軸向力,使動、靜環接觸面分離;

(2)對安裝時機械密封壓縮量過大,導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷;

(3)動環密封圈過緊,彈簧無法調整動環的軸向浮動量;

(4)靜環密封圈過松,當動環軸向浮動時,靜環脫離靜環座;

(5)工作介質中有顆粒狀物質,運轉中進人摩擦副,探傷動、靜環密封端面;

(6)設計選型有誤,密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。上述現象在試運轉中經常出現,有時可以通 過適當調整靜環座等予以消除,但多數需要重新拆裝,更換密封。

3.正常運轉中突然泄漏。離心泵在運轉中突然泄漏少數是因正常磨損或已達到使用壽命,而大多數是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。

(1)抽空、氣蝕或較長時間憋壓,導致密封破壞;

(2)對泵實際輸出量偏小,大量介質泵內循環,熱量積聚,引起介質氣化,導致密封失效;

(3)回流量偏大,導致吸人管側容器(塔、釜、罐、池)底部沉渣泛起,損壞密封;

(4)對較長時間停運,重新起動時沒有手動盤車,摩擦副因粘連而扯壞密封面;

(5)介質中腐蝕性、聚合性、結膠性物質增多;

(6)環境溫度急劇變化;

(7)工況頻繁變化或調整;

(8)突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏,如不能及時發現,往往會釀成較大事故或損失,須予以重視并采取有效措施。

4泵用機械密封檢修誤區

1.彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實不然,彈簧壓縮量過大,可導致摩擦副急劇磨損,瞬間燒損;過度的壓縮使彈簧失去調節動環端面的能力,導致密封失效。 

2.動環密封圈越緊越好。其實動環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;二是增大了動環軸向調整、移動的阻力,在工況變化頻繁時無法適時進行調整;三是彈簧過度疲勞易損壞;四是使動環密封圈變形,影響密封效果。

3.靜環密封圈越緊越好。靜環密封圈基本處于靜止狀態,相對較緊密封效果會好些,但過緊也是有害的。一是引起靜環密封因過度變形,影響密封效果;二是靜環材質以石墨居多,一般較脆,過度受力極易引起碎裂;三是安裝、拆卸困難,極易損壞靜環。

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

5.新的比舊的好。相對而言,使用新機械密封的效果好于舊的,但新機械密封的質量或材質選擇不當時,配合尺寸誤差較大會影響密封效果;在聚合性和滲透性介質中,靜環如無過度磨損,還是不更換為好。因為靜環在靜環座中長時間處于靜止狀態,使聚合物和雜質沉積為一體,起到了較好的密封作用。

6.拆修總比不拆好。一旦出現機械密封泄漏便急于拆修,其實,有時密封并沒有損壞,只需調整工況或適當調整密封就可消除泄漏。這樣既避免浪費又可以驗證自己的故障判斷能力,積累維修經驗提高檢修質量

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