泵用機械密封常見(jiàn)滲漏現象及對策
機械密封亦稱(chēng)端面密封,其有一對垂直于旋轉軸線(xiàn)的端面,該端面在流體壓力及補償機械外彈力的作用下,依賴(lài)輔助密封的配合與另一端保持貼合,并相對滑動(dòng),從而防止流體泄漏。
一、常見(jiàn)的滲漏現象
機械密封滲漏的比例占全部維修泵的50%以上,機械密封的運行好壞直接影響到水泵的正常運行,現總結分析如下。
1.周期性滲漏
(1)泵轉子軸向竄動(dòng)量大,輔助密封與軸的過(guò)盈量大,動(dòng)環(huán)不能在軸上靈活移動(dòng)。在泵翻轉,動(dòng)、靜環(huán)磨損后,得不到補償位移。
對策:在裝配機械密封時(shí),軸的軸向竄動(dòng)量應小于0.1mm,輔助密封與軸的過(guò)盈量應適中,在保證徑向密封的同時(shí),動(dòng)環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動(dòng)(把動(dòng)環(huán)壓向彈簧能自由地彈回來(lái))。
(2)密封面潤滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
對策:油室腔內潤滑油面高度應加到高于動(dòng)、靜環(huán)密封面。
(3)轉子周期性振動(dòng)。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(huì )縮短密封壽命和產(chǎn)生滲漏。
對策:可根據維修標準來(lái)糾正上述問(wèn)題。
2.小型潛污泵機封滲漏引起的磨軸現象
(1)715kW以下小泵機封失效常常產(chǎn)生磨軸,磨軸位置主要有以下幾個(gè):動(dòng)環(huán)輔助密封圈處、靜環(huán)位置、少數彈簧有磨軸現象。
(2)磨軸的主要原因:
?、貰IA型雙端面機械密封,反壓狀態(tài)是不良的工作狀態(tài),介質(zhì)中的顆粒、雜質(zhì)很容易進(jìn)入密封面,使密封失效。
?、谀ポS的主要件為橡膠波紋管,且是由于上端密封面處于不良潤滑狀態(tài),動(dòng)靜環(huán)之間的摩擦力矩大于橡膠波紋管與軸之間的傳遞轉矩,發(fā)生相對轉動(dòng)。
?、蹌?dòng)、靜環(huán)輔助密封由于受到污水中的弱酸、弱堿的腐蝕,橡膠件已無(wú)彈性。有的已腐爛,失去了應有的功能,產(chǎn)生了磨軸的現象。
(3)為解決以上問(wèn)題,現采取如下措施:
?、俦ＷC下端蓋、油室的清潔度,對不清潔的潤滑油禁止裝配。
?、跈C封油室腔內油面線(xiàn)應高于動(dòng)靜環(huán)密封面。
?、鄹鶕煌氖褂媒橘|(zhì)選用不同結構的機封。對高揚程泵應重新設計機封結構,對腐蝕性介質(zhì)橡膠應選用耐弱酸、弱堿的氟橡膠。機封靜環(huán)應加防轉銷(xiāo)。
二、由于壓力產(chǎn)生的滲漏
(1)高壓和壓力波造成的機械密封滲漏。由于彈簧比壓力及總比壓設計過(guò)大和密封腔內壓力超過(guò)3MPa時(shí),會(huì )使密封端面比壓過(guò)大,液膜難以形成,密封端面磨損嚴重,發(fā)熱量增多,造成密封面熱變形。
對策:在裝配機封時(shí),彈簧壓縮量一定要按規定進(jìn)行,不允許有過(guò)大或過(guò)小的現象,高壓條件下的機械密封應采取措施。為使端面受力合理,盡量減小變形,可采用硬質(zhì)合金、陶瓷等耐壓強度高的材料,并加強冷卻的潤滑措施,選用可*的傳動(dòng)方式,如鍵、銷(xiāo)等。
(2)真空狀態(tài)運行造成的機械密封滲漏。泵在起動(dòng)、停機過(guò)程中,由于泵進(jìn)口堵塞,抽送介質(zhì)中含有氣體等原因,有可能使密封腔出現負壓,密封腔內若是負壓,會(huì )引起密封端面干摩擦,內裝式機械密封會(huì )產(chǎn)生漏氣(水)現象,真空密封與正壓密封的不同點(diǎn)在于密封對象的方向性差異,而且機械密封也有其某一方向的適應性。
對策:采用雙端面機械密封,這樣有助于改善潤滑條件,提高密封性能。
三、由于介質(zhì)引起的滲漏
(1)大多數潛污泵機械密封拆解后,靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的輔助密封件無(wú)彈性,有的已經(jīng)腐爛,造成了機封的大量滲漏甚至有磨軸的現象。由于高溫、污水中的弱酸、弱堿對靜環(huán)和動(dòng)環(huán)輔助橡膠密封件的腐蝕作用,造成了機械滲漏過(guò)大,動(dòng)、靜環(huán)橡膠密封圈材料為丁腈—40,不耐高溫,不耐酸堿,當污水為酸性堿性時(shí)易腐蝕。
對策:對腐蝕性介質(zhì),橡膠件應選用耐高溫、耐弱酸、弱堿的氟橡膠。
(2)固體顆粒雜質(zhì)引起的機械密封滲漏。如果固體顆粒進(jìn)入密封端面,將會(huì )劃傷或加快密封端面的磨損,水垢和油污在軸(套)表面的堆積速度超過(guò)摩擦副的磨損速度,致使動(dòng)環(huán)不能補償磨耗位移,硬對硬摩擦副的運轉壽命要比硬對石墨摩擦副的長(cháng),因為固體顆粒會(huì )嵌入石墨密封環(huán)的密封面內。
對策:在固體顆粒容易進(jìn)入的位置應選用碳化鎢對碳化鎢摩擦副的機械密封。
四、因其他問(wèn)題引起的機械密封滲漏。
機械密封中還存在設計、選擇、安裝等不夠合理的地方。
(1)彈簧壓縮量一定要按規定進(jìn)行,不允許有過(guò)大或過(guò)小的現象,誤差±2mm,壓縮量過(guò)大增加端面比壓,摩擦熱量過(guò)多,造成密封面熱變形和加速端面磨損,壓縮量過(guò)小動(dòng)靜環(huán)端面比壓不足,則不能密封。
(2)安裝動(dòng)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)的端面應倒角并修光,以免裝配時(shí)碰傷動(dòng)靜環(huán)密封圈
五、結束語(yǔ)
以上總結了機械密封比較常見(jiàn)的滲漏原因。機械密封本身是一種要求較高的精密部件, 對設計、機械加工、裝配質(zhì)量都有很高的要求。在使用機械密封時(shí), 應分析使用機械密封的各種因素, 使機械密封適用于各種泵的技術(shù)要求和使用介質(zhì)要求且有充分的潤滑條件, 這樣才能保證密封長(cháng)期可靠地運轉。
