關(guān)于離心泵機(jī)械密封的選用探討

冀海波

（丹東波紋管密封有限公司，遼寧丹東 118300）

關(guān)于離心泵機(jī)械密封的選用探討

冀海波

（丹東波紋管密封有限公司，遼寧丹東 118300）

機(jī)械密封具有泄漏量少、使用期限長的優(yōu)勢，因此機(jī)械密封在石油、化工、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但是也有相關(guān)文獻(xiàn)指出，密封失敗嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的使用質(zhì)量，也對企業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展造成了重大影響。如何提高機(jī)械密封的穩(wěn)定性，是探討的主要內(nèi)容。

離心泵；機(jī)械密封；穩(wěn)定性

機(jī)械密封又被稱為端面密封，是目前旋轉(zhuǎn)設(shè)備主要采用的軸密封方式。但是密封泄漏嚴(yán)重影響了機(jī)械密封的應(yīng)用效果，因此，選擇合適的機(jī)械密封方式對于密封的有效性具有重要影響。文章主要針對離心泵機(jī)械密封的選用展開分析。

1 機(jī)械密封的原理

機(jī)械密封主要是利用彈性元件對靜環(huán)端面和動環(huán)端面密封預(yù)緊以及介質(zhì)壓力與彈性原理之間的壓緊從而達(dá)到密封效果的裝置。機(jī)械密封主要是由靜環(huán)端面、動環(huán)端面、壓緊原件和密封原件等組成[1]。動靜環(huán)端面能夠形成摩擦副，動環(huán)主要利用密封空間中的壓力將端面壓實(shí)，并讓動靜端面產(chǎn)生一定的比壓和一層薄膜，能夠起到密封的效果。壓緊元件能夠讓離心泵在不運(yùn)作的情況下也能保持與端面緊貼的狀況，這主要是由于其能夠產(chǎn)生壓力，從而起到密封的效果，預(yù)防介質(zhì)外泄以及外部雜志進(jìn)入密封空間中。密封圈主要起到緩沖離心泵沖擊或振動的作用。機(jī)械密封不是通過單獨(dú)的原件完成的，其需要通過其他組織結(jié)構(gòu)一起運(yùn)作才能完成的，如圖1所示。

圖1 典型離心泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)

2 離心泵機(jī)械密封失敗的原因分析

筆者簡單就離心泵機(jī)械密封失敗的原因進(jìn)行分析：①泵抽空：泵抽空主要是由于離心泵在開啟前未進(jìn)行灌泵、進(jìn)入空氣、液體不足或介質(zhì)汽化等因素影響，主要表現(xiàn)為出口壓力接近0或入口壓力，機(jī)械密封的摩擦副則由于干而磨損失效。在拆卸檢查時能夠發(fā)現(xiàn)表面出現(xiàn)環(huán)狀溝紋或橡膠圈老化等表現(xiàn)[2]。②汽蝕：介質(zhì)溫度過高時，容易出現(xiàn)汽化的現(xiàn)象，當(dāng)汽化介質(zhì)流入高壓區(qū)時出現(xiàn)凝結(jié)的現(xiàn)象，導(dǎo)致周圍流體以較快的速度向其流出地沖擊，從而形成了較大的壓強(qiáng)。這種現(xiàn)象的特點(diǎn)是離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生較大的水流沖擊，增加了泵的振動強(qiáng)度。出現(xiàn)汽蝕后，水流沖擊使得軸發(fā)生劇烈震蕩，容易導(dǎo)致動靜端面以及密封圈出現(xiàn)破損，導(dǎo)致密封泄漏[3]。在拆卸檢查時能夠發(fā)現(xiàn)波紋管破損、靜環(huán)脫位、密封圈破損等現(xiàn)象。③泵振動過大：由于制造質(zhì)量以及安裝等方面的影響，離心泵存在著振動問題。振動出現(xiàn)的原因主要是由于轉(zhuǎn)軸不平衡、機(jī)泵不穩(wěn)定、滾動軸故障等問題的影響。若軸承箱最大振幅超過0.06mm，則需要停止作業(yè)。振動根據(jù)其方向可分為垂直、水平和軸向三種，其中軸向振動的危害最大。當(dāng)泵振動過大時，動靜端面之間會出現(xiàn)分離的問題，從而導(dǎo)致密封空間被開啟。在拆卸檢查時能夠發(fā)現(xiàn)密封面有大量摩擦痕跡。④泵軸彎曲：泵軸彎曲會導(dǎo)致機(jī)械密封在安裝過程中出現(xiàn)較大的撓度，若密封面的壓力不均勻，會影響密封效果，容易發(fā)生泄漏的問題。

3 離心泵機(jī)械密封選用時需要考慮的因素

3.1 介質(zhì)的理化性質(zhì)

若介質(zhì)無腐蝕性，可以采用內(nèi)裝式機(jī)械密封；若介質(zhì)存在較大的腐蝕性，可采用外裝式機(jī)械密封。若介質(zhì)具有易結(jié)晶、粘度高且有固體顆粒的特征，可以采用單彈簧機(jī)械密封。若介質(zhì)具有易燃、易爆、化學(xué)毒性的特征時，需要采用雙重機(jī)械密封，保障密封的穩(wěn)定性。

3.2 密封壓力

密封壓力是離心泵機(jī)械密封時必須考慮的重要參數(shù)，一般情況下，密封壓力＜0.7MPa時，一般的機(jī)械密封均能符合使用標(biāo)準(zhǔn)。密封壓力為0.7～1.2MPa時，一般采用平衡型機(jī)械密封。當(dāng)密封壓力超過12MPa時，可以采用串聯(lián)密封方式，能夠?qū)崿F(xiàn)有效降壓。

3.3 工作轉(zhuǎn)速

工作轉(zhuǎn)速主要是指密封面旋轉(zhuǎn)時的線速度，其對于機(jī)械密封的穩(wěn)定性和端面破損程度有一定的相關(guān)性。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速超過30m/s時，也就是常說的高速密封，主要用于靜止式機(jī)械密封中。

3.4 密封輔助系統(tǒng)

機(jī)械密封端面需要有一個液體膜，能夠減小密封端面之間的摩擦，各元件保持良好的使用性能是確保密封穩(wěn)定的重要前提。但是在惡劣工作環(huán)境的影響下，是很難保持良好的使用性能。因此需要使用密封輔助系統(tǒng)進(jìn)行冷卻、潤滑、過濾等工作，從而保證密封的穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

文章首先介紹了機(jī)械密封的原理，然后分析了離心泵機(jī)械密封失敗的原因，最后提出了離心泵機(jī)械密封選用時需要考慮的因素，旨在提高機(jī)械密封的穩(wěn)定性和安全性。

[1]郭海峰，張玉梅.離心泵機(jī)械密封失效原因分析及消除措施[J].化學(xué)工業(yè)，2014，28（1）：34-36.

[2]王敏，趙睿.高溫泵機(jī)械密封失效分析與改進(jìn)[J].石油化工設(shè)備，2015，38（6）：98-99.

[3]曾鐵成.多級臥式離心泵機(jī)械密封安裝孔維修[J].石油化工設(shè)備，2014，40（1）：58-61.

Discussion on the Selection of Mechanical Seal for Centrifugal Pump

Ji Hai-bo

the mechanical seal has less leakage and long term advantages，so the mechanical seal in the petroleum，chemical，metallurgy and other fi elds has been widely used，but there are literatures pointed out that seal failure seriously affect the quality of the product，has exerted great infl uence on the stable development of enterprises.How to improve the stability of the mechanical seal is the main content of the paper.

centrifugal pump；mechanical seal；stability

TH311

A

1003-6490（2016）08-0047-01

2016-08-18

冀海波（1982—），男，黑龍江尚志人，助理工程師，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械密封。