水泵機(jī)械密封技術(shù)分析和解決辦法
2016-08-22周玉豐
(中國有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司冶煉廠)
摘 要:冶煉廠水泵數(shù)量多,有采用填料密封的,也有采用機(jī)械密封的,這里重點(diǎn)研究機(jī)械密封的泄露現(xiàn)象。水泵用機(jī)械密封種類繁多,型號各異,但泄漏點(diǎn)主要有五處:(1)軸套與軸間的密封;(2)動環(huán)與軸套間的密封;(3)動、靜環(huán)間密封;(4)對靜環(huán)與靜環(huán)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(fā)現(xiàn)和解決。其余的泄漏直觀上很難辯別和判斷,須在長期管理、維修實(shí)踐的基礎(chǔ)上,對泄漏癥狀進(jìn)行觀察、分析、研判,才能得出正確結(jié)論。(中國有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司冶煉廠)
1.泄漏原因分析及判斷
1.1安裝靜試時泄漏
機(jī)械密封安裝調(diào)試好后,一般要進(jìn)行靜試,觀察泄漏量。如泄漏量較小,多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題;泄漏量較大時,則表明動、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,再手動盤車觀察,若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)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(huán)摩擦副存在問題;如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射,則動環(huán)密封圈存在問題居多,泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出,則多為靜環(huán)密封圈失效。此外,泄漏通道也可同時存在,但一般有主次區(qū)別,只要觀察細(xì)致,熟悉結(jié)構(gòu),一定能正確判斷。
1.2試運(yùn)轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的泄漏
泵用機(jī)械密封經(jīng)過靜試后,運(yùn)轉(zhuǎn)時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,會抑制介質(zhì)的泄漏。因此,試運(yùn)轉(zhuǎn)時機(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、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:
1.2.1操作中,因抽空、氣蝕、憋壓等異常現(xiàn)象,引起較大的軸向力,使動、靜環(huán)接觸面分離;
1.2.2對安裝機(jī)械密封時壓縮量過大,導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損、擦傷;
1.2.3動環(huán)密封圈過緊,彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量;
1.2.4靜環(huán)密封圈過松,當(dāng)動環(huán)軸向浮動時,靜環(huán)脫離靜環(huán)座;
1.2.5工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì),運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)入摩擦副,探傷動、靜環(huán)密封端面;
1.2.6設(shè)計(jì)選型有誤,密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。上述現(xiàn)象在試運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn),有時可以通過適當(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。
1.3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。
1.3.1抽空、氣蝕或較長時間憋壓,導(dǎo)致密封破壞;
1.3.2對泵實(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;
1.3.3回流量偏大,導(dǎo)致吸入;
1.3.4對較長時間停運(yùn),重新起動時沒有手動盤車,摩擦副因粘連而扯壞密封面;
1.3.5介質(zhì)中腐蝕性、聚合性、結(jié)膠性物質(zhì)增多;
1.3.6環(huán)境溫度急劇變化;
1.3.7工況頻繁變化或調(diào)整;
1.3.8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,如不能及時發(fā)現(xiàn),往往會釀成較大事故或損失,須予以重視并采取有效措施。
1.4周期性滲漏
周期性泄露有一下及格原因:
1.4.1泵轉(zhuǎn)子軸向竄動量大,輔助密封與軸的過盈量大,動環(huán)不能在軸上靈活移動。在泵翻轉(zhuǎn),動、靜環(huán)磨損后,得不到補(bǔ)償位移。
1.4.2密封面潤滑油量不引起干摩擦或拉毛密封端面。
1.4.3轉(zhuǎn)子周期性振動。原因是定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡,汽蝕或軸承損壞(磨損),這種情況會縮短密封壽命和產(chǎn)生滲漏。
1.5因其他問題引起的機(jī)械密封滲漏
機(jī)械密封中還存在設(shè)計(jì)、選擇、安裝等不夠合理的地方。
1.5.1彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行,不允許有過大或過小的現(xiàn)象,誤差±2mm,壓縮量過大增加端面比壓,摩擦熱量過多,造成密封面熱變形和加速端面磨損,壓縮量過小動靜環(huán)端面比壓不足,則不能密封。
1.5.2安裝動環(huán)密封圈的軸(或軸套)端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋(或殼體)的端面應(yīng)倒角并修光,以免裝配時碰傷動靜環(huán)密封圈。
1.5.3水泵殼體變形對機(jī)械密封影響嚴(yán)重。
2.解決辦法
根據(jù)上面的分析,知道了水泵機(jī)械密封泄露的原因后,就可以找到正確的解決辦法,下面列舉幾種辦法,可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況應(yīng)用。
2.1在裝配機(jī)械密封時,軸的軸向竄動量應(yīng)小于0.1mm,輔助密封與軸的過盈量應(yīng)適中,在保證徑向密封的同時動環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動(把動環(huán)壓向彈簧能自由地彈回來)。
2.2油室腔內(nèi)潤滑油面高度應(yīng)加到高于動、靜環(huán)密封面。
2.3在裝配機(jī)封時,彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行,不允許有過大或過小的現(xiàn)象,高壓條件下的機(jī)械密封應(yīng)采取措施。為使端面受力合理,盡量減小變形,可采用硬質(zhì)合金、陶瓷等耐壓強(qiáng)度高的材料,并加強(qiáng)冷卻的潤滑措施,選用可靠的傳動方式,如鍵、銷等。
2.4采用雙端面機(jī)械密封,這樣有助于改善潤滑條件,提高密封性能。
2.5對腐蝕性介質(zhì),橡膠件應(yīng)選用耐高溫、耐弱酸、弱堿的氟橡膠。
2.6在固體顆粒容易進(jìn)入的位置應(yīng)選用碳化鎢對碳化鎢摩擦副的機(jī)械密封。
3.綜述
綜上所述在水泵的維修中,機(jī)械密封是關(guān)鍵的環(huán)節(jié),要高效,高質(zhì)量的完成維修任務(wù),就必須對水泵的泄露有正確的分析,對癥下藥,并且在維修過程中注意積累經(jīng)驗(yàn),抓住以上幾點(diǎn),有關(guān)機(jī)械密封的維修將不是難事。

