漿液離心泵機(jī)械密封失效原因及改進(jìn)措施分析

徐海朋 苗鴻宇

摘 要：在化工企業(yè)生產(chǎn)中離心泵是一種比較常用的儀器，本文主要針對(duì)在日常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中離心泵經(jīng)常出現(xiàn)的機(jī)械密封泄露現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析，并針對(duì)所出現(xiàn)的問(wèn)題提出消除以及改進(jìn)的方法，保證設(shè)備的可靠性提高，并且可以保持長(zhǎng)時(shí)間的使用。

關(guān)鍵詞：離心泵;機(jī)械密封;泄露

引言

在化工生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常需要做到的是將流體從低處往高處輸送或者是低壓到高壓進(jìn)行輸送，還有沿管道實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的輸送。所以為了保證這一目的達(dá)到，需要對(duì)流體進(jìn)行一定的外力施加，做到可以克服在流體輸送過(guò)程中所產(chǎn)生的阻力。在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中為流體提供能量的機(jī)械被稱(chēng)為輸送機(jī)械。輸送機(jī)械的種類(lèi)有多種，不同種類(lèi)的輸送機(jī)械工作原理不同，按照工作原理可以將輸送機(jī)械分為離心式、往復(fù)式、流體動(dòng)力作用式以及旋轉(zhuǎn)式等四中。而在流體輸送過(guò)程中最常用的輸送機(jī)械為離心泵，是一種比較常見(jiàn)的動(dòng)力機(jī)械。離心泵的優(yōu)勢(shì)是使用方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且流量較大并且較為均勻。在該裝置中機(jī)械密封是這種輸送機(jī)械的封軸裝置，通過(guò)這種裝置的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)泄漏量小并且使用壽命較長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。但是在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)離心泵機(jī)械密封失效的現(xiàn)象，所以本文主要針對(duì)其失效的原因以及如何更好的改進(jìn)展開(kāi)分析。

1.機(jī)械密封故障現(xiàn)象以及分析

通常泵用機(jī)械的密封種類(lèi)是比較多的，其型號(hào)也比較多，通過(guò)研究發(fā)展經(jīng)常發(fā)生泄漏點(diǎn)的地方在離心泵中主要有五處。一是軸套和軸間之間的密封、二是動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的密封、三是密封端蓋和泵體之間的密封、四是靜環(huán)和凈化之間的密封;五是動(dòng)環(huán)和軸套之間的密封。通常在軸套外伸的軸間以及泵體之間和密封端蓋所出現(xiàn)的泄露現(xiàn)象是比較容易發(fā)現(xiàn)的，同時(shí)該泄露解決起來(lái)也相對(duì)比較容易，但是在檢查過(guò)程中還是應(yīng)該仔細(xì)認(rèn)真，尤其是在工作時(shí)離心泵的工作介質(zhì)是液化的氣體在高壓條件下輸送或者是輸送的為有毒氣體的時(shí)候該過(guò)程相對(duì)比較困難，危險(xiǎn)性較大。除了這幾種泄露之外其他的泄露從直觀上來(lái)看很難進(jìn)行具體的分別，必須通過(guò)長(zhǎng)期的管理以及在維修的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)泄露狀態(tài)的仔細(xì)觀察以及分析之后才能夠得出準(zhǔn)確的結(jié)果。

1.1安裝調(diào)試的時(shí)候發(fā)生泄露

在進(jìn)行機(jī)械密封安裝并且調(diào)試之后往往需要對(duì)其進(jìn)行靜試，通過(guò)一段時(shí)間的觀察看其是否泄露。如果在這過(guò)程中的泄漏量比較小那么通常存在問(wèn)題的地方是動(dòng)環(huán)或者是靜環(huán)的密封圈;如果說(shuō)泄漏量比較大，這說(shuō)明在動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的摩擦存在問(wèn)題。首先通過(guò)對(duì)離心泵進(jìn)行初步觀察，主要觀察內(nèi)容為泄漏量、泄露部位等，在此基礎(chǔ)上通過(guò)手動(dòng)盤(pán)車(chē)進(jìn)行細(xì)致檢查，如果發(fā)現(xiàn)泄漏量沒(méi)有明顯的變化則說(shuō)明靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的密封圈存在問(wèn)題;如果說(shuō)泄漏量出現(xiàn)明顯的變化則說(shuō)明動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的摩擦副存在問(wèn)題;如果通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)泄露介質(zhì)是沿著軸向成噴射趨勢(shì)，則表明動(dòng)環(huán)存在較多問(wèn)題的是動(dòng)環(huán)的密封圈，如果說(shuō)泄露介質(zhì)的泄露趨勢(shì)為向四周?chē)娚浠蛘呤峭ㄟ^(guò)水冷卻孔漏出，則說(shuō)明大概率為靜環(huán)的密封圈失去作用。

1.2試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)泄露現(xiàn)象

泵用機(jī)械密封在經(jīng)過(guò)靜試之后確保該環(huán)節(jié)沒(méi)有問(wèn)題，因?yàn)殡x心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)通過(guò)高速運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生較大的離心力，所以對(duì)于介質(zhì)的泄露會(huì)有一定的抑制作用。所以說(shuō)試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以有效的將機(jī)械密封泄露中可能發(fā)生的原因軸間以及端蓋密封失效排除在外，基本上導(dǎo)致發(fā)生泄露的原因都是因?yàn)閯?dòng)環(huán)和靜環(huán)的摩擦副受到破壞而造成的。

導(dǎo)致發(fā)生摩擦副密封失效的主要原因有以下幾點(diǎn)，第一點(diǎn)是在操作過(guò)程中由于出現(xiàn)抽空、氣體腐蝕或者是憋壓等現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致產(chǎn)生了比較大的軸向力，所以動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸面會(huì)出現(xiàn)分離;第二種是在進(jìn)行機(jī)械密封安裝的時(shí)候由于壓縮量過(guò)大導(dǎo)致摩擦副斷面出現(xiàn)較為嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象;第三是動(dòng)環(huán)的密封圈由于給與較大的力導(dǎo)致過(guò)緊，內(nèi)部的彈簧無(wú)法對(duì)動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量進(jìn)行調(diào)整。

1.3在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄露

在離心泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中如果出現(xiàn)突然泄露的現(xiàn)象少數(shù)原因是由于機(jī)器本身，比如正常的磨損或者是部分配件達(dá)到了使用壽命，大多數(shù)情況下是因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或者是操作環(huán)境發(fā)生改變等原因?qū)е碌?，主要有以下幾個(gè)方面。第一點(diǎn)是抽空或者是氣體腐蝕或者是憋壓的時(shí)間比較長(zhǎng)導(dǎo)致內(nèi)部的密封被破壞;第二種是由于對(duì)于離心泵來(lái)說(shuō)其實(shí)際輸出量相對(duì)較小，所以在泵內(nèi)有大量介質(zhì)在循環(huán)的時(shí)候所產(chǎn)生的熱量會(huì)不斷的累計(jì)，導(dǎo)致介質(zhì)氣化，最終致使密封失效;第三種就是回流量比較大，所以導(dǎo)致吸入到吸收塔、釜或者是池底部的沉渣涌起導(dǎo)致密封被損壞。

2.機(jī)械密封失效的原因分析以及維修

2.1周期性滲漏

通常因?yàn)楸棉D(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)力較大，并且輔助密封和軸之間的過(guò)盈量也非常的大，導(dǎo)致動(dòng)環(huán)在軸上無(wú)法進(jìn)行靈活的活動(dòng)。如果在離心泵翻轉(zhuǎn)過(guò)程中動(dòng)環(huán)和靜環(huán)出現(xiàn)磨損之后很難得到補(bǔ)償位移。出現(xiàn)該問(wèn)題應(yīng)該在進(jìn)行機(jī)械密封裝配的時(shí)候保證軸的軸向竄動(dòng)力不大于0.1毫米，并且保證輔助密封和軸之間的過(guò)盈量應(yīng)該保持適中，在保證徑向密封的前提之下動(dòng)環(huán)可以靈活的移動(dòng)。

2.2由于壓力產(chǎn)生滲漏

在高壓下機(jī)械密封滲漏通常是因?yàn)閺椈伤艿降膲毫驮O(shè)計(jì)是相比過(guò)大，導(dǎo)致密封圈所承受的壓力過(guò)大，難以形成液膜，不斷的發(fā)生磨損同時(shí)在該過(guò)程中發(fā)熱量也不斷的增加，最終導(dǎo)致密封圈變形。在發(fā)生這種情況的時(shí)候?qū)τ趶椈傻膲嚎s量一定要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，不能過(guò)大也不能過(guò)小，為了更好的解決該現(xiàn)象可以使用硬質(zhì)合金，陶瓷等耐壓強(qiáng)度比較高的材料，同時(shí)加強(qiáng)冷卻時(shí)的潤(rùn)滑措施。

3.總結(jié)

以上對(duì)在離心泵機(jī)械密封性比較常發(fā)生的泄露原因以及相應(yīng)的維修手段進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。機(jī)械密封本身對(duì)于精度的要求就比較高，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工的時(shí)候都應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范操作。在實(shí)際使用過(guò)程中應(yīng)該充分考慮影響其密封性的各個(gè)原因，讓裝配之后的機(jī)械密封可以和離心泵配合更加的完善，達(dá)到離心泵使用的標(biāo)準(zhǔn)以及工藝要求，保證在正常工作狀態(tài)下機(jī)械密封可以長(zhǎng)期的工作運(yùn)轉(zhuǎn)。

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