通用離心泵機械密封泄漏原因分析與處理 |資料

摘要：對一般通用離心泵機械密封的泄漏原因進行了分析,并對各種泄漏現(xiàn)象以及可能引起泄漏的部位進行了說明,同時,對一般通用離心泵機械密封在檢修中可能出現(xiàn)的問題做了簡要說明。

1　結(jié)構(gòu)原理簡介

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

通用離心泵機械密封種類繁多,型號各異,但它們的泄漏點基本上都表現(xiàn)在6處: ①動、靜環(huán)端面處; ②靜環(huán)與靜環(huán)盒的輔助密封處; ③動環(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、動環(huán)O形環(huán)　7、擋環(huán)　8、動環(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)。

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

3　機械密封泄漏的原因分析及處理

一般泵用機械密封在安裝后都要經(jīng)過靜態(tài)和動態(tài)的試驗,以確認(rèn)機械密封安裝正確,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有泄漏時,便于及時進行維修。另外,在正常運轉(zhuǎn)時也可能突然出現(xiàn)泄漏,此時可以根據(jù)情況進行綜合分析,確認(rèn)導(dǎo)致機械密封泄漏的真正原因,便于解決。下面就靜壓試驗時泄漏、周期性或陣發(fā)性泄漏和經(jīng)常性泄漏3種情況分別進行說明。

3.1　靜壓試驗時泄漏

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

處理:加強裝配時的檢查、清洗;嚴(yán)格按技術(shù)要求進行裝配。

3.2　周期性或陣發(fā)性泄漏

a、轉(zhuǎn)子組件軸向竄動量太大。

處理:調(diào)整推力軸承,使軸的軸向竄動量不大于0125mm。

b、轉(zhuǎn)子組件周期性振動。

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(機械密封壓縮量)太小。
b、彈簧壓縮量太大,石墨動環(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、補償密封環(huán)的浮動性太差(密封圈太硬或硬化或壓縮量太大,補償密封環(huán)的間隙太小) 。

處理:對補償密封環(huán)間隙太小的,增大補償密封環(huán)的間隙。

b、鑲鉆或粘結(jié)動、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、靜環(huán)損傷或裂紋。
d、密封端面磨損,補償能力消失。
e、動、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、靜環(huán)密封端面與軸中心線垂直度偏差過大,動、靜環(huán)密封面相對平行度差過大。

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,耐磨、耐腐、耐溫,抗老化性能太差,以致過早發(fā)生變形、硬化、破裂、融解等。
b、“O”形密封圈的壓縮量不對,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”形密封圈推進的表面有毛刺倒角不光滑或角倒圓不夠大。

處理:對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。

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、緊定和止推零件質(zhì)量不好或松動引起的泄漏。

3.3.5　由于轉(zhuǎn)子引起的經(jīng)常性泄漏

如轉(zhuǎn)子振動引起的泄漏。

3.3.6　由于機械密封輔助機構(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;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)晶長時間積聚結(jié)果,堵塞在動環(huán)與軸之間、彈簧之間。彈簧與彈簧座之間,使補償密封環(huán)不能浮動,失去補償緩沖作用。
b、介質(zhì)里的懸浮微粒或結(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一段時間再盤車開車;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)過濾、分離效果。

4　檢修中需注意的幾個問題

在實際檢修工作中,常常容易存在一些誤區(qū),主要是對機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單的說明。

4.1　彈簧壓縮量越大密封效果越好

其實,彈簧壓縮量過大,會導(dǎo)致密封摩擦副的急劇磨損,瞬間就可能燒損。過度的壓縮使彈簧產(chǎn)生永久塑性變形,失去調(diào)節(jié)動環(huán)端面的能力,從而使密封失效。

4.2　動環(huán)密封圈越緊越好

其實動環(huán)密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損,引起過早泄漏;二是增大了動環(huán)軸向調(diào)整、移動的阻力,在工況變化頻繁時無法適時進行調(diào)整;三是彈簧過度疲勞易損壞;四是使動環(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),相對較緊密封效果會好些,但過緊也是有害的。一是引起靜環(huán)過度變形,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)的工況下的浮動能力,安裝后能自動追隨動環(huán)面與之貼合,如果靜環(huán)密封圈過緊,使靜環(huán)安裝后不能浮動,就會產(chǎn)生偏磨,過早的失效。

4.4　葉輪鎖緊螺母越緊越好

機械密封泄漏中,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,軸頭螺紋過長等,都會導(dǎo)致軸間泄漏。鎖緊螺母鎖緊過度只會導(dǎo)致軸間墊圈過早失效。其實,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,在運轉(zhuǎn)中鎖緊螺母會自動適時鎖緊,使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。

4.5　新的比舊的好

相對而言,使用新機械密封的效果好于舊的,但如果新機械密封的質(zhì)量或材質(zhì)選擇不當(dāng)時,或配合尺寸誤差較大時,就會影響密封效果。在聚合性和滲透性介質(zhì)中,靜環(huán)如果沒有出現(xiàn)過度磨損,還是不更換為好。因為靜環(huán)在靜環(huán)座中長時間處于靜止?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,很多情況下,機械密封都是沒有問題的,只要作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和處理,機械密封是可以繼續(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

一旦機械密封出現(xiàn)泄漏便急于拆修,這種做法是不完全對的,應(yīng)該根據(jù)具體情況具體分析。其實,有時候機械密封并沒有損壞,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又可以避免維修人員的無用勞動。在檢修時,應(yīng)該根據(jù)實際情況作出正確的判斷,從而采取有針對性的檢修。根據(jù)密封的發(fā)展趨勢,現(xiàn)在很多的密封在設(shè)計時就考慮設(shè)計成集裝式,有效地杜絕了上述很多的泄漏發(fā)生。