离心泵机械密封失效原因分析及应对措施
摘要
关键词
正文
目前大多数离心泵广泛使用机械密封运用于端面密封,与传统的填料密封相比,机械密封具有密封性能良好,寿命长,泄露量小,承压高,减少能源损耗和环境污染等优点。但是由于机械密封结构复杂,安装与制造精度较高,对维修人员水平要求较高,装配较难,更换不方便,总结经验从机械密封的内外部条件简要分析密封失效的几种因素和应采取的预防措施。
一、机械密封的原理及要求
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件等组成。其中动环随泵轴一起旋转,动环和静环紧密贴合组成密封面,以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上,并在两环端面上产生适当的比压,保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力,可使端面在泵不运转的状态下也保持贴合,保证密封介质不外漏,并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用,同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其他零部件组合起来发挥作用的,其正常运行与自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证机械密封的自身零件性能、辅助密封装置和安装技术达到要求,使它发挥应有的作用。
附:机械密封结构图
1-静环;2-动环;3-压盖;4-弹簧;5-传动座;6-固定销钉;7,8-O形密封圈;9-防转销
二、机械密封安装要点
安装机械密封时,动、静环要清洗干净,并在摩擦副面上涂抹少量清洁的润滑油或水,严禁磕碰。静环压盖安装时用力要均匀,防止压偏。用塞尺检查,上下左右位置的偏差不大于0.05mm;检查压盖与轴外径的配合间隙,四周要均匀,各点允许偏差不大于0.1mm。安装机械密封部位的泵轴径向跳动不应超过0.05mm。安装密封端盖之前,要认真复核机械密封的安装定位尺寸,如果定位尺寸不符合要求,可在轴套间用钢垫调整,但钢垫精度要高,厚度差不能超过0.01mm。测量机械密封套的径向跳动和密封面的端面跳动,二者均应符合要求。动环安装完毕,将其压向弹簧后应能自动弹回来。拆卸机械密封时要仔细,严禁动用手锤和扁铲,以免损坏密封元件。
三、机械密封常见故障
1、安装静试泄露
机械密封安装调试后须进行静试,通过观察泄露量分析泄露原因。如果泄露量较小,多为动环或静环密封圈存在问题,泄露量较大时,则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄露部位的基础上,再手动盘车观察,若泄露量无明显变化,则动、静密封圈有问题。如盘车时泄露量有明显变化,则可断定是动、静环摩擦副存在问题。如果泄露介质向四周喷射,多为静环密封圈失效。
2、运转时泄露
运转时导致介质持续泄露的原因较多,主要表现为密封端面问题,如端面因为摩擦出现沟槽,端面出现裂纹。端面比压过大,摩擦热引起热变形,强度不够产生变形,安装时零件受力不均引起变形,工作介质中有颗粒状物质,运转中进入摩擦副,擦伤动、静密封端面。辅助密封问题,如安装时辅助密封被压伤或擦伤,O型圈出现腐蚀、老化;弹簧偏心或弹簧失效。多级泵轴向窜动量超过标准;轴套表面有腐蚀的凹槽;以及泵在运行一段时间摩擦副上或轴套有水垢弹簧出现推不倒位导致的泄露。
四、提高机械密封使用效果应采取的合理措施
1、避免安装过紧;机械密封如果安装过紧,会造成动、静环平面严重烧伤现象和很深的痕迹,密封橡胶变硬失去弹性。叶轮安装后用螺丝刀拔动弹簧,弹簧有较强的张力,松开后即复位,有2-4MM的移动距离即可。
2、提高轴套加工精度,轴套锈蚀也是造成机封泄露重要的原因,处理方法是锈蚀表面用砂纸打光,用生料带缠绕后,放入动环作应急处理。当然,最好的方法是更换轴套,恢复到原轴的尺寸。
3、消除泵震动过大的措施:安装机械密封时测量泵转子的径向跳动量不超过0.03-0.05mm,运行中泵体和各部轴承的震动量不得超过0.06mm。
4、橡胶件的老化、变形;主要表现的现象输送介质过高,从外观上看橡胶件表面疏松、毛糙,失去弹性,从而使橡胶失效,此时需要更换合适材质的密封圈。
5、加强日常巡检和维护工作;严格按操作规程执行日常巡检和维护工作,杜绝气蚀和抽空。在切换泵时应遵循先将泵内气体放尽后启动泵。对长期备用的泵要及时将液体排空,防止生成锈蚀物而将密封摩擦副腐蚀,且在启动前一定要先手动盘车。
五、结束语
总之,机械密封本身是一种要求较高的密封部件,对设计、机械加工、安装技术都有很高的要求,因此,要提高工艺人员现场操作水平,对使用机械密封时所出现的各种故障,要充分分析其产生原因。这样才能确保机械密封使用的稳定性、长期性,从而保证离心泵安全高效运行,提高经济效益,并为社会节约能耗。
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