離心泵機(jī)械密封使用壽命的影響因素與優(yōu)化策略

王成龍（遼陽(yáng)石化公司設(shè)備檢修部 111003）

引言

隨著機(jī)械工藝水平的提升，機(jī)械密封在泵類機(jī)械產(chǎn)品中的使用也越來(lái)越多，機(jī)械密封的應(yīng)用范圍和前景也更為廣泛。良好的機(jī)械密封是保證離心泵運(yùn)行的基礎(chǔ)。本文以離心泵機(jī)械密封的原理為切入點(diǎn)，分析了影響離心泵機(jī)械密封使用壽命的因素，并提出了一些合理的優(yōu)化建議。

一、離心泵機(jī)械密封的工作原理

離心泵的機(jī)械密封是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的環(huán)的端面互相貼合以后，產(chǎn)生的微小軸向間隙發(fā)揮密封作用的一種裝置。一般的機(jī)械密封包括了動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件、密封元件等四個(gè)部件，機(jī)械密封的作用能夠讓泵在靜止的狀態(tài)下，保持其端面之間的貼合，這就使得密封的介質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生外漏，而且避免了雜質(zhì)進(jìn)入到機(jī)械的密封端面。同樣，機(jī)械密封對(duì)離心泵的振動(dòng)等發(fā)揮一定的緩沖功能。機(jī)械密封在離心泵運(yùn)行的過(guò)程中，并不是一個(gè)孤立的零部件，而是與離心泵的其他零部件共同組合在一起運(yùn)轉(zhuǎn)的。因此，這就對(duì)機(jī)械密封的竄量等提出了更高的要求。

二、影響離心泵機(jī)械密封的因素分析

1.離心泵軸存在較大的竄量

在離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，機(jī)械密封的密封面需要具備一定的比壓，只有這樣才能夠保證機(jī)械密封作用的發(fā)揮。因此，這就需要機(jī)械密封的彈簧必須具備一定的壓縮量，借助這股壓縮量給密封端面一個(gè)推力，旋轉(zhuǎn)起來(lái)以后使密封面有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的比壓。為了維持這一比壓的穩(wěn)定性，要求離心泵機(jī)械密封泵軸的竄量要控制在科學(xué)的范圍之內(nèi)。但是在機(jī)械密封設(shè)計(jì)的時(shí)候，因?yàn)樵O(shè)計(jì)不科學(xué)等因素的影響，往往會(huì)造成泵軸出現(xiàn)較大的竄量，影響了機(jī)械密封的使用效果。

2.離心泵軸向力過(guò)大

離心泵機(jī)械密封在使用的時(shí)候不能夠承受軸向力，當(dāng)軸向力出現(xiàn)以后，將會(huì)對(duì)離心泵的機(jī)械密封產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。這是因?yàn)闄C(jī)械密封在承受軸向力的時(shí)候，會(huì)造成密封壓蓋溫度的快速升高，使得聚內(nèi)烯類的介質(zhì)出現(xiàn)熔融，而影響了離心泵機(jī)械密封的效果，離心泵精致的時(shí)候密封端面出現(xiàn)間斷性的噴漏等問(wèn)題。

3.離心泵軸的撓度過(guò)高

離心泵的機(jī)械密封作為一種旋轉(zhuǎn)軸向的接觸式的機(jī)械動(dòng)密封，其功能的發(fā)揮是在流體介質(zhì)與彈性元件的雙重作用之下實(shí)現(xiàn)的，在作用的時(shí)候機(jī)械密封的兩個(gè)垂直于軸心線的密封端面緊密的貼合，進(jìn)而在相對(duì)旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)密封的效果。因此，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，兩個(gè)密封端面的受力一定要均勻，不能出現(xiàn)太大的撓度。

4.離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)過(guò)大

在機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，如果機(jī)械密封的振動(dòng)偏大，那么最終將會(huì)造成密封效果丟失。但是機(jī)械密封偏大的原因大部分都是自身原因造成的，離心泵的其他零部件作為振動(dòng)根源產(chǎn)生的主因，如果離心泵軸設(shè)計(jì)不合理、聯(lián)軸器平行度不標(biāo)準(zhǔn)等因素影響，將會(huì)影響離心泵機(jī)械密封的使用壽命和效果。

5.離心泵口汽蝕因素的影響

在離心泵機(jī)械密封功能發(fā)揮的過(guò)程中，因?yàn)檠b置系統(tǒng)操作不合理、離心泵緊扣氣蝕性能差等因素的影響，將會(huì)對(duì)離心泵機(jī)械密封面的外表面產(chǎn)生不利的影響，導(dǎo)致離心泵機(jī)械密封的外表面出現(xiàn)破損。同時(shí)，也會(huì)造成動(dòng)靜環(huán)吻合面流動(dòng)膜中出現(xiàn)氣泡，進(jìn)而影響了吻合面之間流動(dòng)膜的穩(wěn)定性。造成吻合面動(dòng)力摩擦的提高，導(dǎo)致離心泵機(jī)械密封裝置磨損的加劇。

三、離心泵機(jī)械密封的設(shè)計(jì)安裝的優(yōu)化策略

1.及時(shí)解決離心泵軸竄量大的問(wèn)題

為了提升離心泵機(jī)械密封的使用壽命，需要科學(xué)地設(shè)計(jì)軸向力的平衡裝置，以最大程度上消除軸向竄量。為了更好的達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，在離心泵機(jī)械密封設(shè)計(jì)的時(shí)候，一個(gè)是可以通過(guò)平衡盤加軸向軸承的方式來(lái)進(jìn)行完善。另一個(gè)則是平衡鼓加軸向軸承的方式。這兩種方案在一定程度上能夠降低離心泵軸竄量大的問(wèn)題，為延長(zhǎng)離心泵機(jī)械密封的效果，提供有效的技術(shù)改進(jìn)與支持。

2.保證離心泵標(biāo)準(zhǔn)的軸向力

在離心泵機(jī)械密封設(shè)計(jì)的時(shí)候，合理地設(shè)計(jì)軸向力的平衡機(jī)構(gòu)，保證它能夠有效地平衡軸向力，為離心泵機(jī)械密封功能的發(fā)揮創(chuàng)造一個(gè)良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，在機(jī)械密封制造的過(guò)程中，需要通過(guò)提升離心泵機(jī)械密封的設(shè)計(jì)、加工精度，來(lái)保證機(jī)械密封與機(jī)械之間的良好接觸，以此延長(zhǎng)機(jī)械密封的使用壽命與效果。

3.科學(xué)控制泵軸的撓度

在臥式多級(jí)離心泵工作的時(shí)候，通過(guò)減少兩端軸承之間的距離泵葉輪的級(jí)數(shù)不能太多，當(dāng)泵的總揚(yáng)程要求很大的時(shí)候，要最大程度上提升每級(jí)葉輪的揚(yáng)程，減少葉輪的級(jí)數(shù)。其次，在設(shè)計(jì)泵軸直徑的時(shí)候，不能僅僅簡(jiǎn)單的考慮傳遞功率的水平，而需要將機(jī)械密封、軸撓度等做統(tǒng)一的整合與設(shè)計(jì)。第三要提升泵軸材料的等級(jí)，保證制造質(zhì)量。

4.避免離心泵進(jìn)口的汽蝕

在機(jī)械密封功能發(fā)揮的過(guò)程中，離心泵進(jìn)口汽蝕對(duì)機(jī)械密封的影響也是非常大的，首先要通過(guò)提升離心泵的汽蝕性能，做好現(xiàn)場(chǎng)裝置的汽蝕性能達(dá)標(biāo)。在現(xiàn)場(chǎng)裝置的時(shí)候，一定要實(shí)現(xiàn)離心泵汽蝕性能水平的統(tǒng)一?，F(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)節(jié)的過(guò)程中要?jiǎng)?chuàng)造出有利的條件。其次，在離心泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，要做好振動(dòng)來(lái)源的分析。在離心泵產(chǎn)品的制造和裝配的過(guò)程中，需要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程來(lái)實(shí)施。以此來(lái)全面提升離心泵機(jī)械密封的使用壽命。

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