浅谈水泵机械密封常见渗漏现象及对策

发表时间:2017/3/9 9:11:54

机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。弹力加载机构与辅助密封是金属性纹管的机械密封我们称为金属波纹管密封。在轻型密封中,还有使用橡胶波纹管作辅助密封的,橡胶波纹管弹力有限,一般需要辅以弹簧来满足加载弹力。“机械密封”通常被人们简称为“机封”。

  1.常见的渗漏现象

  机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50%以上,机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行,现总结分析如下。

  1.1周期性渗漏

  (1)泵转子轴向窜动量大,辅助密封与轴的过盈量大,动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转,动、静环磨损后,得不到补偿位移。

  对策:在装配机械密封时,轴的轴向窜动量应小于0.1mm,辅助密封与轴的过盈量应适中,在保证径向密封的同时,动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由地弹回来)。

  (2)密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。

  对策:油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。

  (3)转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡,汽蚀或轴承损坏(磨损),这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。

  对策:可根据维修标准来纠正上述问题。

  1.2小型潜污泵机封渗漏引起的磨轴现象

  (1)715kW以下小泵机封失效常常产生磨轴,磨轴位置主要有以下几个:动环辅助密封圈处、静环位置、少数弹簧有磨轴现象。

  (2)磨轴的主要原因:①BIA型双端面机械密封,反压状态是不良的工作状态,介质中的颗粒、杂质很容易进入密封面,使密封失效。②磨轴的主要件为橡胶波纹管,且是由于上端密封面处于不良润滑状态,动静环之间的摩擦力矩大于橡胶波纹管与轴之间的传递转矩,发生相对转动。③动、静环辅助密封由于受到污水中的弱酸、弱碱的腐蚀,橡胶件已无弹性。有的已腐烂,失去了应有的功能,产生了磨轴的现象。

  (3)为解决以上问题,现采取如下措施:①保证下端盖、油室的清洁度,对不清洁的润滑油禁止装配。②机封油室腔内油面线应高于动静环密封面。③根据不同的使用介质选用不同结构的机封。对高扬程泵应重新设计机封结构,对腐蚀性介质橡胶应选用耐弱酸、弱碱的氟橡胶。机封静环应加防转销。

  2.由于压力产生的渗漏

  (1)高压和压力波造成的机械密封渗漏由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa 时,会使密封端面比压过大,液膜难以形成,密封端面磨损严重,发热量增多,造成密封面热变形。

  对策:在装配机封时,弹簧压缩量一定要按规定进行,不允许有过大或过小的现象,高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理,尽量减小变形,可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料,并加强冷却的润滑措施,选用可*的传动方式,如键、销等。

  (2)真空状态运行造成的机械密封渗漏泵在起动、停机过程中,由于泵进口堵塞,抽送介质中含有气体等原因,有可能使密封腔出现负压,密封腔内若是负压,会引起密封端面干摩擦,内装式机械密封会产生漏气(水)现象,真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异,而且机械密封也有其某一方向的适应性。

  对策:采用双端面机械密封,这样有助于改善润滑条件,提高密封性能。

  3.由于介质引起的渗漏

  (1)大多数潜污泵机械密封拆解后,静环和动环的辅助密封件无弹性,有的已经腐烂,造成了机封的大量渗漏甚至有磨轴的现象。由于高温、污水中的弱酸、弱碱对静环和动环辅助橡胶密封件的腐蚀作用,造成了机械渗漏过大,动、静环橡胶密封圈材料为丁腈-40,不耐高温,不耐酸碱,当污水为酸性碱性时易腐蚀。

  对策:对腐蚀性介质,橡胶件应选用耐高温、耐弱酸、弱碱的氟橡胶。

  (2)固体颗粒杂质引起的机械密封渗漏如果固体颗粒进入密封端面,将会划伤或加快密封端面的磨损,水垢和油污在轴(套)表面的堆积速度超过摩擦副的磨损速度,致使动环不能补偿磨耗位移,硬对硬摩擦副的运转寿命要比硬对石墨摩擦副的长,因为固体颗粒会嵌入石墨密封环的密封面内。

  对策:在固体颗粒容易进入的位置应选用碳化钨对碳化钨摩擦副的机械密封。

  4.因其他问题引起的机械密封渗漏

  (1)弹簧压缩量一定要按规定进行,不允许有过大或过小的现象,误差±2mm,压缩量过大增加端面比压,摩擦热量过多,造成密封面热变形和加速端面磨损,压缩量过小动静环端面比压不足,则不能密封。

  (2)安装动环密封圈的轴(或轴套) 端面及安装静环密封圈的密封压盖(或壳体) 的端面应倒角并修光,以免装配时碰伤动静环密封圈。

  5.机械密封应注意的问题

  5.1安装时注意事项

  (1)要十分注意避免安装中所产生的安装偏差。

  ①上紧压盖应在联轴器找正后进行,螺栓应均匀上支,防止压盖端面偏斜,用塞尺检查各点,其误差不大于0.05毫米。

  ②检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙(即同心度),四周要均匀,用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米。

  (2)弹簧压缩量要按规定进行,不允许有过大或过小现象,要求误差2.00毫米。过大会增加端面比压,加速端面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用。

  (3)动环安装后,将动环压向弹簧后应能自动弹回来。

  5.2安装时位置要求

  5.2.1部件的确认

  把机械密封安装到机器上时,安装前要很好的与总装配图相对照,确认零件是否已准备齐全,这时要注意密封磨擦副密封面、密封圈等有无伤痕、缺损等异常现象,还要注意与填料、密封圈(O环)等相接触的轴或轴套表面、法兰等部件上有无伤痕,若发现有异常的现象,则必须更换或修理后再使用。

  在实际进行安装时,不要将超过需要的零件带到现场,这样,安装完毕后零件如有剩余,则是安装时有了漏装的地方;若零件不足,则意味着不必要的地方也组装上了零件,这也就起到了在安装时自检的作用。

  5.2.2安装位置

  安装要领随机械密封型式、机器种类的不同而不同。这里不再赘述。

  5.3安装时技术要求

  机械密封是属于较高精度的机械部件,对其正确的安装与操作对它的使用寿命有大大的影响。我们一般按照石油化工部规定的标准。

  安装机械密封的泵与机械密封配合部分的技术要求如下:

  (1)轴弯曲度:最大不大于0.05毫米。

  (2)转子振摆:动环密封圈处的轴套附近不大于0.06毫米。

  (3)轴的轴向窜动量不允许超过±0.5毫米,如果带轴套,不允许轴套有松动。

  (4)联轴器的找正误差:对于齿式联轴器不大于0.08~0.10毫米(P2008C),对于弹性联轴器不大于0.05~0.06毫米;(习惯做法端跳<0.05,径跳<0.10)。

  (5)压盖(静环座)与密封配合止口对轴中心线的同心度允差0.05毫米,与垫片接触的平面对中心线的垂直度值允差0.03~0.05毫米,如果达不到要求,密封腔要进行加工。

  (6)安装动环密封圈的轴套端部,以及安装静环密封圈的压盖(或壳体)的端部应倒角,并修光滑。

  5.4拆卸时注意事项

  (1)在安装、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。如果结垢拆卸不下时,应清洗干净后再进行拆卸。

  (2)如果在泵两端都用机械密封时,在装配,拆卸过程中互相照顾,防止顾此失彼。

  (3)对运行过的机械密封,凡有压盖松动使密封发生移动的情况,则动静环零件必须更换,不应重新上紧继续使用。因为松动后摩擦副原来运转轨迹会发生变动,接触面的密封性就很容易遭到破坏。