淺談對(duì)水泵機(jī)械密封的認(rèn)識(shí)

閆　鹍

摘要：目前機(jī)械密封在泵類產(chǎn)品中的應(yīng)用非常廣泛，其應(yīng)用前景也將更加廣闊。本文筆者結(jié)合工作實(shí)際，淺談一下水泵的機(jī)械密封問題。

關(guān)鍵詞：水泵；機(jī)械密封

目前機(jī)械密封在泵類產(chǎn)品中的應(yīng)用非常廣泛，而隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節(jié)約能源的要求，機(jī)械密封的應(yīng)用前景將更加廣泛。機(jī)械密封亦稱端面密封, 其有一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面, 該端面在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對(duì)滑動(dòng), 從而防止流體泄漏。大慶石油化工總廠萬隆物業(yè)公司光明鍋爐使用的循環(huán)泵，型號(hào)為200LGY75A，流量275 m3/h，工作壓力0.4MP，工作溫度為95，介質(zhì)為清水，密封為機(jī)械密封的水泵，本文筆者結(jié)合工作實(shí)際，淺談一下水泵的密封問題。

1水泵機(jī)械密封的滲漏現(xiàn)象及原因

1.1 由于壓力產(chǎn)生的滲漏

1.1.1 真空狀態(tài)運(yùn)行造成的機(jī)械密封滲漏

泵在起動(dòng)、停機(jī)過程中, 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(xiàn)負(fù)壓, 密封腔內(nèi)若是負(fù)壓, 會(huì)引起密封端面干摩擦, 內(nèi)裝式機(jī)械密封會(huì)產(chǎn)生漏氣(水) 現(xiàn)象, 真空密封與正壓密封的不同點(diǎn)在于密封對(duì)象的方向性差異, 而且機(jī)械密封也有其某一方向的適應(yīng)性。

對(duì)策: 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。

1.1.2 高壓和壓力波造成的機(jī)械密封滲漏

由于彈簧比壓力及總比壓設(shè)計(jì)過大和密封腔內(nèi)壓力超過3MPa 時(shí),會(huì)使密封端面比壓過大, 液膜難以形成, 密封端面磨損嚴(yán)重, 發(fā)熱量增多, 造成密封面熱變形。

對(duì)策: 在裝配機(jī)封時(shí), 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(dòng)方式, 如鍵、銷等。

1.2 周期性滲漏

1.2.1 轉(zhuǎn)子周期性振動(dòng)。原因是定子與上、下端蓋未對(duì)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(duì)策: 可根據(jù)維修標(biāo)準(zhǔn)來糾正上述問題。

1.2.2泵轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量大, 輔助密封與軸的過盈量大, 動(dòng)環(huán)不能在軸上靈活移動(dòng)。在泵翻轉(zhuǎn), 動(dòng)、靜環(huán)磨損后, 得不到補(bǔ)償位移。

對(duì)策: 在裝配機(jī)械密封時(shí), 軸的軸向竄動(dòng)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(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)。

1.2.3密封面潤滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。

對(duì)策: 油室腔內(nèi)潤滑油面高度應(yīng)加到高于動(dòng)、靜環(huán)密封面。

1.3.因其他問題引起的機(jī)械密封滲漏

1.3.1 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(yīng)倒角并修光,以免裝配時(shí)碰傷動(dòng)靜環(huán)密封圈。

1.3.2 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(dòng)靜環(huán)端面比壓不足, 則不能密封。

2影響機(jī)械密封效果的因素

2.1影響密封效果的外部因素分析

2.1.1機(jī)械加工精度不夠

機(jī)械加工精度不夠，原因有很多，有的是機(jī)械密封本身的加工精度不夠，這方面的原因容易引起人們的注意，也容易找到。但有時(shí)是泵其它部件的加工精度不夠，這方面的原因，不容易引起人們的注意。例如：泵軸、軸套、泵體、密封腔體的加大精度不夠等原因。這些原因的存在對(duì)機(jī)械密封的密封效果是非常不利的。

2.1.2振動(dòng)偏大

機(jī)械密封振動(dòng)偏大，最終導(dǎo)致失去密封效果。但機(jī)械密封振動(dòng)偏大的原因往往不是機(jī)械密封本身的原因，泵的其它零部件是產(chǎn)生振動(dòng)的根源，如泵軸設(shè)計(jì)不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大等原因。

2.1.3泵軸的軸向竄量大

機(jī)械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，這就要求機(jī)械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個(gè)推力，旋轉(zhuǎn)起來使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證這一個(gè)比壓，機(jī)械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.5 mm以內(nèi)。

2.1.4軸向力偏大

機(jī)械密封在使用過程中是不能夠承受軸向力的，若存在軸向力，對(duì)機(jī)械密封的影響是嚴(yán)重的。有時(shí)由于泵的軸向力平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因，造成軸向力沒有被平衡掉。機(jī)械密封承受一個(gè)軸向力，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)密封壓蓋溫度將偏高，對(duì)于聚丙烯類的介質(zhì)，在高溫下會(huì)被熔融，因此泵啟動(dòng)后很快就失去密封效果，泵靜止時(shí)則密封端面出現(xiàn)間斷的噴漏現(xiàn)象。

2.1.5沒有輔助沖洗系統(tǒng)或輔助沖洗系統(tǒng)設(shè)置不合理

機(jī)械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的，它可以有效地保護(hù)密封面，起到冷卻、潤滑、沖走雜物等作用。有時(shí)設(shè)計(jì)員沒有合理地配置輔助沖洗系統(tǒng)，達(dá)不到密封效果； 有時(shí)雖然設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)了輔助系統(tǒng)，但由于沖洗液中有雜質(zhì)，沖洗液的流量、壓力不夠，沖洗口位置設(shè)計(jì)不合理等原因，也同樣達(dá)不到密封效果。

2.2應(yīng)采取的措施

2.2.1消除泵振動(dòng)的措施

a.泵產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中，要充分分析振動(dòng)的來源，以消除振動(dòng)源;b.泵產(chǎn)品的制造裝配過程中，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程去執(zhí)行，消除振動(dòng)源;c.泵、電機(jī)、底座、現(xiàn)場管路等輔助設(shè)備在現(xiàn)場安裝時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，消除振動(dòng)源;d.現(xiàn)場生產(chǎn)、操作、維修、調(diào)節(jié)時(shí)，嚴(yán)格把關(guān)，消除振動(dòng)源。

2.2消除泵軸竄量大的措施

比較理想的設(shè)計(jì)方案有兩個(gè)：一個(gè)是平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對(duì)泵軸進(jìn)行軸向限位； 另一個(gè)是平衡鼓加軸向止推軸承，由平衡鼓平衡掉大部分軸向力，剩余的軸向力由止推軸承承擔(dān)，同時(shí)軸向止推軸承對(duì)泵軸進(jìn)行軸向限位。

2.3消除泵軸撓度偏大的措施 ：減少兩端軸承之間的距離；增加泵軸的直徑；提高泵軸材料的等級(jí)；泵軸設(shè)計(jì)完成后，對(duì)泵軸的撓度要進(jìn)行校核檢驗(yàn)計(jì)算。

3結(jié)束語

在設(shè)計(jì)泵用機(jī)械密封時(shí)，不僅要考慮機(jī)械密封本身的影響因素，而且要考慮機(jī)械密封外部的各種影響因素。在實(shí)際工作中要注意以下幾個(gè)問題：

3.1、分析機(jī)械密封的質(zhì)量事故的原因時(shí)，要充分考慮到泵的其它零部件對(duì)機(jī)械密封運(yùn)行的影響，采取措施不斷提高機(jī)械密封的效果。

3.2、對(duì)重要泵產(chǎn)品的機(jī)械密封，要增加保護(hù)措施，提高密封質(zhì)量，減少密封質(zhì)量事故。

3.3、在泵產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中要充分考慮到泵其它零部件以及現(xiàn)場其它設(shè)備對(duì)機(jī)械密封的使用效果的影響，為機(jī)械密封創(chuàng)造一個(gè)良好的外部條件。

3.4、增加對(duì)機(jī)械密封輔助系統(tǒng)的重要作用的認(rèn)識(shí)，盡可能配備完善的機(jī)械密封輔助系統(tǒng)，以提高密封效果。

參考文獻(xiàn)

[1]牟介剛《水泵的設(shè)計(jì)與研究》1999 ( 1) ：9～131

[2]戴明俊嚴(yán)統(tǒng)迅《水泵機(jī)械密封常見滲漏現(xiàn)象及對(duì)策》

[3]《如何提高泵用機(jī)械密封的性能及壽命》石油化工設(shè)備技術(shù).1994 (6) ：23～261

[4]張生昌 鄭水華 鄧鴻英 牟介剛《影響泵用機(jī)械密封外部條件的研究》