離心泵機(jī)械密封泄露的原因及策略探究

吳開(kāi)忠

摘要：電力、冶金、煤炭等行業(yè)中，離心泵可以用于輸送含有固體顆粒的漿體。離心泵是在這些行業(yè)中極為常用的一種設(shè)備。通常情況下，離心泵是使用機(jī)械密封的方式進(jìn)行密封。離心泵在使用的過(guò)程中，容易出現(xiàn)密封泄露的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，有必要對(duì)離心泵機(jī)械密封泄露的原因進(jìn)行分析，并且提出針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：離心泵;機(jī)械密封;泄露;原因;策略

前言

離心泵的主要特點(diǎn)有連續(xù)性強(qiáng)和流量大等特征，并且其工作效率很高。在離心泵密封技術(shù)中，機(jī)械密封技術(shù)就是其中重要的一種。在進(jìn)行物料輸送的時(shí)候，離心泵容易出現(xiàn)機(jī)械密封泄露問(wèn)題，從而不僅使能源被浪費(fèi)，還可能使環(huán)境受到污染。

1離心泵的工作原理

眾所周知，離心泵有很多種類。但是，從工作原理來(lái)，其構(gòu)造基本相同。在離心泵中，主要的組成部分是旋轉(zhuǎn)葉輪和固定的泵殼。前者的主要作用是對(duì)液體做功。當(dāng)離心泵處于工作狀態(tài)的時(shí)候，葉輪會(huì)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，從而葉片間的液體旋轉(zhuǎn)。在離心力的作用之下，液體沿著直徑方向運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，液體產(chǎn)生能量，液體離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在這個(gè)蝸形泵殼中，流道的增大，且液體運(yùn)動(dòng)的速度會(huì)降低，在這個(gè)過(guò)程中。有一些動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，從而沿著切向流入，并壓出管道。葉輪中心處形成真空。從以上分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，離心泵的工作原理主要是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪所產(chǎn)生的離心力來(lái)工作，通過(guò)這個(gè)離心力，使液體被輸送。

2離心泵機(jī)械密封泄露的原因及策略

2.1離心泵振動(dòng)

離心泵之所以會(huì)振動(dòng)，這與其制造精度和安裝精度有很大的關(guān)系。因?yàn)檗D(zhuǎn)子振動(dòng)的不平衡，機(jī)泵的中心不在同一個(gè)圓中，滾動(dòng)軸承不能正常工作。從軸承箱表面測(cè)量其振幅，要求最大值小于0.06毫米，當(dāng)這個(gè)振幅超過(guò)泵的值，就會(huì)停止工作。其實(shí)，從振動(dòng)的方向來(lái)看，可以將其分成垂直方向、水平方向和軸承方向這三個(gè)方向，其中第三個(gè)方向的振動(dòng)對(duì)于密封最為不利。在泵振動(dòng)逐漸增大的過(guò)程中，靜態(tài)環(huán)和動(dòng)態(tài)環(huán)會(huì)發(fā)生分離。在分離后，會(huì)導(dǎo)致泄漏的產(chǎn)生。一旦介質(zhì)里面的固體顆粒含量大于百分之五的時(shí)候，振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致端部產(chǎn)生分離，最終導(dǎo)致硬環(huán)密封面過(guò)度磨損現(xiàn)象的產(chǎn)生。為了解決離心泵振動(dòng)的問(wèn)題，可以對(duì)軸向振動(dòng)進(jìn)行緩沖層設(shè)置，從而使振動(dòng)減少。在滾動(dòng)軸承工作了一段時(shí)間之后，也要注意做好檢查工作，使?jié)L動(dòng)軸承處于較好的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2泵軸的軸向竄量大

對(duì)于機(jī)械密封而言，其密封面是有一定的要求的，要求比壓值處于一定的范圍之內(nèi)。機(jī)械密封的彈簧也對(duì)壓縮量有要求，密封比壓也是有一定的要求的。所以，為了確保該比壓值，對(duì)于泵軸的軸向竄量也有較大的要求，0.5mm是一個(gè)極限值。然而，在對(duì)泵軸進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，泵軸竄量過(guò)大，使機(jī)械密封使用存在問(wèn)題。在多級(jí)離心泵中，工作的時(shí)候，更容易出現(xiàn)軸向竄量大的問(wèn)題。泵經(jīng)過(guò)了很長(zhǎng)一段時(shí)間的工作之后，平衡盤(pán)與平衡環(huán)發(fā)生摩擦，這個(gè)指標(biāo)增加量更大。隨著軸向力作用，密封面因?yàn)榻?jīng)常發(fā)生磨損，可能會(huì)損壞，從而喪失了應(yīng)有的作用。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)設(shè)計(jì)軸向力的平衡裝置來(lái)減小軸向竄量。所以，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，可以考慮從兩個(gè)方面人手。第一方案是平衡盤(pán)加軸向止推軸承，通過(guò)這個(gè)軸承的作用，可以對(duì)軸向進(jìn)行位置限定。第二個(gè)方案是平衡鼓加軸向止推軸承。在平衡鼓的作用下，可以使軸向力大部分被平衡，剩下的部分通過(guò)止推軸承來(lái)受力，這樣平衡鼓和軸向止推軸承這兩者能夠?qū)崿F(xiàn)軸向限位的目的。在第二種方案中，我們需要注意設(shè)計(jì)好平衡鼓，特別注意其合理性。

2.3彈性元件彈性缺失

在拆卸檢查彈性部件的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多次操作之后，彈性部件會(huì)出現(xiàn)彈性缺失的情況。這是因?yàn)楹芏嗖牧嫌糜诟邷叵轮谱鲝椈珊筒y管，長(zhǎng)此以往，會(huì)出現(xiàn)彈性降低，進(jìn)而出現(xiàn)密封面泄露的情況。金屬波紋管高溫?fù)p失在所有的機(jī)械密封故障中非常普遍。另外，當(dāng)彈簧處于長(zhǎng)時(shí)間的高溫高壓狀態(tài)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)疲勞破損的情況。除此之外，彈簧處于高溫狀態(tài)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致其容易發(fā)生腐蝕。換句話就是說(shuō)其耐腐蝕性能減弱。

為了應(yīng)對(duì)彈性元件彈性缺失這個(gè)問(wèn)題，我們通常使用的策略就是每隔一段時(shí)間更換新彈簧。我們可以考慮多選擇一些耐高溫的彈簧元件，并且做好其檢查工作和保養(yǎng)工作，這樣也可以提高彈性元件的正常工作率。

2.4無(wú)輔助沖洗系統(tǒng)或輔助沖洗系統(tǒng)設(shè)置不合理

在機(jī)械密封中，輔助沖洗系統(tǒng)也是極為關(guān)鍵的。通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)，能夠使密封面得到很好的保護(hù)作用。不僅如此，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)密封面的冷卻和潤(rùn)滑作用。所以，這個(gè)系統(tǒng)必不可少，如果配置不正確、不合理，密封效果會(huì)大大打折扣。另外，如果設(shè)置了這個(gè)輔助系統(tǒng)，但是沖洗液的純度和流量、壓力不符合標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)導(dǎo)致沖洗效果不理想，使密封效果大受影響。所以，為了避免這些問(wèn)題，務(wù)必要設(shè)計(jì)好輔助沖洗系統(tǒng)。對(duì)于該系統(tǒng)，沖洗壓力一般也有一定的要求。

3結(jié)束語(yǔ)

在離心泵的工作過(guò)程中，導(dǎo)致其機(jī)械密封失效的因素?cái)?shù)量有很多。其機(jī)械密封的原因，除了自身因素有關(guān)，還與運(yùn)行的狀況和工藝條件等等因素有關(guān)。所以，我們要對(duì)其磨損情況觀察清楚，對(duì)其原因做細(xì)致的分析，追本溯源，這樣才能采取針對(duì)性的措施對(duì)其進(jìn)行有效處理，這樣才可以使離心泵的機(jī)械密封可靠性增強(qiáng)、安全性提高。