通用離心泵機(jī)械密封泄漏原因分析與處理 |資料

摘要：對(duì)一般通用離心泵機(jī)械密封的泄漏原因進(jìn)行了分析,并對(duì)各種泄漏現(xiàn)象以及可能引起泄漏的部位進(jìn)行了說(shuō)明,同時(shí),對(duì)一般通用離心泵機(jī)械密封在檢修中可能出現(xiàn)的問題做了簡(jiǎn)要說(shuō)明。

1　結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)介

機(jī)械密封是一種旋轉(zhuǎn)軸用的接觸式動(dòng)密封,它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下,兩個(gè)垂直于軸心線的密封端面緊貼著相對(duì)旋轉(zhuǎn),從而達(dá)到密封的要求。

通用離心泵機(jī)械密封種類繁多,型號(hào)各異,但它們的泄漏點(diǎn)基本上都表現(xiàn)在6處: ①動(dòng)、靜環(huán)端面處; ②靜環(huán)與靜環(huán)盒的輔助密封處; ③動(dòng)環(huán)與軸套的輔助密封處; ④靜環(huán)盒與密封泵體之間的密封處; ⑤軸套與泵軸之間的密封處; ⑥動(dòng)環(huán)鑲嵌結(jié)構(gòu)配合處。

其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 　機(jī)械密封結(jié)構(gòu)示意圖

1、軸套　2、密封墊　3、彈簧座　4、彈簧　5、推環(huán)　6、動(dòng)環(huán)O形環(huán)　7、擋環(huán)　8、動(dòng)環(huán)　9、靜環(huán)O形環(huán)　10、靜環(huán)　11、密封填料　12、防轉(zhuǎn)銷　13、靜環(huán)座　14、靜環(huán)座密封墊　15、鎖緊螺釘　16、泵軸

2　機(jī)械密封的故障表現(xiàn)

(1) 密封端面的故障:磨損、熱裂、變形、破損(尤其是非金屬密封端面) 。
(2) 彈簧的故障:松弛、斷裂和腐蝕。
(3) 輔助密封圈的故障:裝配性的故障有掉塊、裂口、碰傷、卷邊和扭曲;非裝配性的故障有變形、硬化、破裂和變質(zhì)。

機(jī)械密封的故障在運(yùn)行中集中表現(xiàn)為振動(dòng)、發(fā)熱、磨損,最終以介質(zhì)向外泄漏的形式出現(xiàn)。

3　機(jī)械密封泄漏的原因分析及處理

一般泵用機(jī)械密封在安裝后都要經(jīng)過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的試驗(yàn),以確認(rèn)機(jī)械密封安裝正確,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有泄漏時(shí),便于及時(shí)進(jìn)行維修。另外,在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可能突然出現(xiàn)泄漏,此時(shí)可以根據(jù)情況進(jìn)行綜合分析,確認(rèn)導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏的真正原因,便于解決。下面就靜壓試驗(yàn)時(shí)泄漏、周期性或陣發(fā)性泄漏和經(jīng)常性泄漏3種情況分別進(jìn)行說(shuō)明。

3.1　靜壓試驗(yàn)時(shí)泄漏

a、密封端面安裝時(shí)碰傷、變形、損壞;
b、密封端面間安裝時(shí)夾入顆粒狀雜質(zhì);
c、密封端面由于定位螺釘松動(dòng)或沒有擰緊,壓蓋(靜止型的靜環(huán)組件為壓板)沒有壓緊;
d、機(jī)器設(shè)備精度不夠,使密封端面沒有貼合;
e、動(dòng)靜環(huán)密封面未被壓緊或壓縮量不夠或損壞;
f、動(dòng)靜環(huán)“V”形密封圈方向裝反;
g、軸套漏,則是軸套密封圈裝配時(shí)未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。

處理:加強(qiáng)裝配時(shí)的檢查、清洗;嚴(yán)格按技術(shù)要求進(jìn)行裝配。

3.2　周期性或陣發(fā)性泄漏

a、轉(zhuǎn)子組件軸向竄動(dòng)量太大。

處理:調(diào)整推力軸承,使軸的軸向竄動(dòng)量不大于0125mm。

b、轉(zhuǎn)子組件周期性振動(dòng)。

處理:找出原因并予以消除。

c、密封腔內(nèi)壓力經(jīng)常大幅度變化。

處理:穩(wěn)定工藝操作條件。

3.3　經(jīng)常性泄漏

3.3.1　由于密封端面缺陷引起的經(jīng)常性泄漏

a、彈簧壓縮量(機(jī)械密封壓縮量)太小。
b、彈簧壓縮量太大,石墨動(dòng)環(huán)龜裂。
c、密封端面寬度太小。

處理:增大密封端面寬度,并相應(yīng)增大彈簧作用力。

a、補(bǔ)償密封環(huán)的浮動(dòng)性太差(密封圈太硬或硬化或壓縮量太大,補(bǔ)償密封環(huán)的間隙太小) 。

處理:對(duì)補(bǔ)償密封環(huán)間隙太小的,增大補(bǔ)償密封環(huán)的間隙。

b、鑲鉆或粘結(jié)動(dòng)、靜環(huán)的結(jié)合縫泄漏(鑲裝工藝欠佳,存在殘余變形;材料不均勻;粘結(jié)劑變形) 。
c、動(dòng)、靜環(huán)損傷或裂紋。
d、密封端面磨損,補(bǔ)償能力消失。
e、動(dòng)、靜環(huán)密封端面變形(端面所受彈簧作用力太大,按摩熱太大,產(chǎn)生熱變形;密封零件結(jié)構(gòu)不合理、強(qiáng)度不夠,受力而變形;由于加工等原因,密封零件有殘余變形;安裝時(shí)用力不均引起變形) 。

處理:更換有缺陷的或損壞的密封環(huán)。

f、動(dòng)、靜環(huán)密封端面與軸中心線垂直度偏差過(guò)大,動(dòng)、靜環(huán)密封面相對(duì)平行度差過(guò)大。

處理:調(diào)整密封端面。

3.3.2　由輔助密封圈引起的經(jīng)常性泄漏

a、密封圈的材料不對(duì),耐磨、耐腐、耐溫,抗老化性能太差,以致過(guò)早發(fā)生變形、硬化、破裂、融解等。
b、“O”形密封圈的壓縮量不對(duì),太大,容易裝壞,太小,密封效果不好。
c、安裝密封圈的軸(或軸套) 、密封端蓋和密封腔,在“O”形密封圈推進(jìn)的表面有毛刺倒角不光滑或角倒圓不夠大。

處理:對(duì)毛刺和不光滑的倒角,應(yīng)適當(dāng)修整平滑,適當(dāng)加大圓弧和倒角,修整平滑。

d、“O”形密封圈發(fā)生掉塊、裂口、碰壞、卷邊和扭曲。

處理:注意裝配事項(xiàng)。

3.3.3　由于彈簧缺陷引起的泄漏

a、彈簧端面偏斜。
b、多彈簧型機(jī)械密封,各彈簧之間的自由高度差太大。

3.3.4　由于其它零件引起的經(jīng)常性泄漏

如傳動(dòng)、緊定和止推零件質(zhì)量不好或松動(dòng)引起的泄漏。

3.3.5　由于轉(zhuǎn)子引起的經(jīng)常性泄漏

如轉(zhuǎn)子振動(dòng)引起的泄漏。

3.3.6　由于機(jī)械密封輔助機(jī)構(gòu)引起的經(jīng)常性泄漏

沖洗冷卻液流量太大或太小,壓力太大或太小;注意方向和位置不對(duì);注意質(zhì)量不佳,有雜質(zhì)。

3.3.7　由于介質(zhì)的問題引起的經(jīng)常性泄漏

a、介質(zhì)里有懸浮性微粒或結(jié)晶長(zhǎng)時(shí)間積聚結(jié)果,堵塞在動(dòng)環(huán)與軸之間、彈簧之間。彈簧與彈簧座之間,使補(bǔ)償密封環(huán)不能浮動(dòng),失去補(bǔ)償緩沖作用。
b、介質(zhì)里的懸浮微?；蚪Y(jié)晶堵在密封端面間,使密封端面迅速磨損。

處理:開車前要先開沖洗冷卻液閥門過(guò)一段時(shí)間再盤車開車;如加大沖洗冷卻液;適當(dāng)提高介質(zhì)入口溫度;提高介質(zhì)過(guò)濾、分離效果。

4　檢修中需注意的幾個(gè)問題

在實(shí)際檢修工作中,常常容易存在一些誤區(qū),主要是對(duì)機(jī)械密封的一些附屬零部件的密封作用原理的理解上出現(xiàn)偏差。下面就這方面的問題作一些簡(jiǎn)單的說(shuō)明。

4.1　彈簧壓縮量越大密封效果越好

其實(shí),彈簧壓縮量過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致密封摩擦副的急劇磨損,瞬間就可能燒損。過(guò)度的壓縮使彈簧產(chǎn)生永久塑性變形,失去調(diào)節(jié)動(dòng)環(huán)端面的能力,從而使密封失效。

4.2　動(dòng)環(huán)密封圈越緊越好

其實(shí)動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊有害無(wú)益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損,引起過(guò)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(wú)法適時(shí)進(jìn)行調(diào)整;三是彈簧過(guò)度疲勞易損壞;四是使動(dòng)環(huán)密封圈變形,影響密封效果。

4.3　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(guò)緊也是有害的。一是引起靜環(huán)過(guò)度變形,影響密封效果;二是靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多,一般比較脆,過(guò)度受力極易引起碎裂;三是安裝、拆卸困難,極易損壞靜環(huán)。靜環(huán)的安裝形式的選擇要充分考慮在相應(yīng)的工況下的浮動(dòng)能力,安裝后能自動(dòng)追隨動(dòng)環(huán)面與之貼合,如果靜環(huán)密封圈過(guò)緊,使靜環(huán)安裝后不能浮動(dòng),就會(huì)產(chǎn)生偏磨,過(guò)早的失效。

4.4　葉輪鎖緊螺母越緊越好

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緊螺母沒鎖緊,其實(shí)導(dǎo)致軸間泄漏的因素較多,如軸間墊圈失效、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,接觸面被破壞,軸上各部件間有間隙,軸頭螺紋過(guò)長(zhǎng)等,都會(huì)導(dǎo)致軸間泄漏。鎖緊螺母鎖緊過(guò)度只會(huì)導(dǎo)致軸間墊圈過(guò)早失效。其實(shí),適度擰緊鎖緊螺母,可以使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性,在運(yùn)轉(zhuǎn)中鎖緊螺母會(huì)自動(dòng)適時(shí)鎖緊,使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。

4.5　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,但如果新機(jī)械密封的質(zhì)量或材質(zhì)選擇不當(dāng)時(shí),或配合尺寸誤差較大時(shí),就會(huì)影響密封效果。在聚合性和滲透性介質(zhì)中,靜環(huán)如果沒有出現(xiàn)過(guò)度磨損,還是不更換為好。因?yàn)殪o環(huán)在靜環(huán)座中長(zhǎng)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。其實(shí),很多情況下,機(jī)械密封都是沒有問題的,只要作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和處理,機(jī)械密封是可以繼續(xù)使用的。這樣,既可以節(jié)約成本,又可以減少工作量,并可以保證密封效果,是一舉多得的事情。

4.6　拆修總比不拆好

一旦機(jī)械密封出現(xiàn)泄漏便急于拆修,這種做法是不完全對(duì)的,應(yīng)該根據(jù)具體情況具體分析。其實(shí),有時(shí)候機(jī)械密封并沒有損壞,只需調(diào)整工況或適當(dāng)調(diào)整密封就可消除泄漏。這樣既避免零部件的浪費(fèi)又可以避免維修人員的無(wú)用勞動(dòng)。在檢修時(shí),應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況作出正確的判斷,從而采取有針對(duì)性的檢修。根據(jù)密封的發(fā)展趨勢(shì),現(xiàn)在很多的密封在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮設(shè)計(jì)成集裝式,有效地杜絕了上述很多的泄漏發(fā)生。