機(jī)械密封在水泵維修中的應(yīng)用

李瑞琦，陳 彥

（撫順石化工程建設(shè)有限公司，遼寧撫順 113004）

1 機(jī)械密封技術(shù)概述

1.1 機(jī)械密封原理

嚴(yán)格意義講，機(jī)械密封其實(shí)是一種機(jī)制，是對(duì)設(shè)備機(jī)體與旋轉(zhuǎn)軸之間起到密封作用的機(jī)制。一般情況下，主要用于密封彈性元件的預(yù)緊和壓緊。彈性元件、傳動(dòng)件、輔助密封件、端面摩擦副以及緊固件是機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的主要組成部分。除此之外，還具有靜環(huán)端面、動(dòng)環(huán)端面、靜密封圈和動(dòng)密封圈等4 個(gè)泄漏通道。其中，最關(guān)鍵的是靜動(dòng)環(huán)端面間隙，它決定了機(jī)械密封的效果、性能，以及工作壽命。

1.2 影響機(jī)械密封的因素

影響機(jī)械密封的主要因素是空化特性。很多情況下，由于受到加工精度、熱變形以及壓力變形等多種因素影響，使得機(jī)械密封表面的粗糙度無(wú)法達(dá)到相應(yīng)需求，而且受部分表面形貌因素的影響，這些差異會(huì)產(chǎn)生更大的間隙。久而久之，這些差異逐漸產(chǎn)生大量的間隙收斂區(qū)以及間隙發(fā)散區(qū)。特別是在間隙發(fā)散區(qū)，如果不能有效解決該區(qū)域存在的泄漏問(wèn)題，則整個(gè)機(jī)械的密封氣壓會(huì)大幅度下降。當(dāng)下降到一定數(shù)值后，液膜將會(huì)發(fā)生氣化，即所謂的空化現(xiàn)象，會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)械密封的性能產(chǎn)生極大消極影響。因此，研究機(jī)械密封技術(shù)，有效抑制空化效應(yīng)的產(chǎn)生是非常重要的內(nèi)容。

1.3 機(jī)械密封技術(shù)介紹

開(kāi)展水泵維修工作期間，對(duì)水泵進(jìn)行密封是非常重要的環(huán)節(jié)。分析整個(gè)水泵維修工作，可以發(fā)現(xiàn)其機(jī)械密封技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為較為成熟的技術(shù)，而且使用范圍非常廣泛，能夠滿足各種類型水泵在維修期間的密封需求。對(duì)水泵實(shí)際維修過(guò)程中，使用機(jī)械密封技術(shù)可以極大提高維修效率，控制后期水泵維修的工作量，具有較高使用價(jià)值?？梢栽谝欢ǔ潭壬辖档驼麄€(gè)機(jī)械設(shè)備的損耗率，從而控制企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的成本。

2 機(jī)械密封在水泵設(shè)備應(yīng)用中的重要性

工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)期間，機(jī)械設(shè)備的工作性能在很大程度上影響產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。要想保證機(jī)械設(shè)備具有較好的工作性能，企業(yè)管理人員就需要對(duì)水泵設(shè)備進(jìn)行有效檢查和改造。一旦發(fā)現(xiàn)水泵運(yùn)行期間存在密封性問(wèn)題，就要及時(shí)進(jìn)行維修。為確保水泵能夠在非真空條件下穩(wěn)定工作，需要其允許介質(zhì)內(nèi)含有較多固體成分以及微塵顆粒，同時(shí)還要保證水泵使用時(shí)具有較強(qiáng)的抗沖擊能力和耐腐蝕能力。為滿足這些條件，就必須使用波紋管機(jī)械密封的方法進(jìn)行密封。這種密封方法存在一定彈性且穩(wěn)定性相對(duì)較好，可以保證水泵長(zhǎng)期處于高效運(yùn)行狀態(tài)。

3 水泵泄漏的常見(jiàn)問(wèn)題

3.1 靜環(huán)連接處發(fā)生泄漏

水泵運(yùn)行期間常見(jiàn)的泄漏問(wèn)題，主要是動(dòng)環(huán)和靜環(huán)連接處的泄漏。首先，密封面不均勻是主要原因，水泵在生產(chǎn)過(guò)程中受各種因素影響，使得裝機(jī)表面處于不均勻狀態(tài)。生產(chǎn)結(jié)束水泵正式投入使用，在外力作用下，水泵會(huì)逐漸變形。此外，密封環(huán)損壞后不能及時(shí)更換，也會(huì)導(dǎo)致靜環(huán)連接出現(xiàn)問(wèn)題。密封表面存在不同程度的損壞，使得設(shè)備中的彈簧無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有性能。

3.2 壓蓋處發(fā)生泄漏

壓蓋處的泄漏問(wèn)題與水泵轉(zhuǎn)軸處的泄漏問(wèn)題，發(fā)生原因基本相同，主要是墊圈不合適。需要注意的是，壓力蓋和靜環(huán)蓋長(zhǎng)期處于連接狀態(tài)。雖然它處于一個(gè)相對(duì)較小空間內(nèi)，但是在外部壓力下，也可能最終導(dǎo)致液體泄漏或系統(tǒng)內(nèi)部壓力變化。如果工作人員不能及時(shí)解決這個(gè)問(wèn)題，會(huì)影響水泵工作效率。

3.3 動(dòng)環(huán)和靜環(huán)連接部位的泄漏

動(dòng)環(huán)和靜環(huán)連接部位出現(xiàn)泄漏的主要原因是密封的平面處于不平整的狀態(tài)。由于水泵在生產(chǎn)期間，其切面不平整或光潔度不能達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)，無(wú)法有效控制整個(gè)水泵的密封面的平整度。當(dāng)然，水泵在運(yùn)行期間，因?yàn)槭艿酵饬ψ饔?，也有可能?dǎo)致密封面的平整度發(fā)生變化。

4 水泵維修時(shí)更好地應(yīng)用機(jī)械密封的方法

4.1 提高操作人員技術(shù)水平

水泵操作人員技術(shù)水平的高低，將直接決定機(jī)械密封的安裝效果。要提高水泵維修質(zhì)量，就需要提高現(xiàn)場(chǎng)操作人員的技術(shù)水平。與其他類型的維修技術(shù)和維修過(guò)程相比，機(jī)械密封在水泵維修工作中應(yīng)用的時(shí)間相對(duì)較短，無(wú)論是理論基礎(chǔ)還是技術(shù)應(yīng)用水平，都有待進(jìn)一步提高。部分維修人員的綜合素質(zhì)能力相對(duì)較低，無(wú)法檢查水泵維修的細(xì)節(jié)問(wèn)題，導(dǎo)致出現(xiàn)更大問(wèn)題。針對(duì)這一情況，企業(yè)內(nèi)部需要定時(shí)定期開(kāi)展專業(yè)的技能培訓(xùn)工作，提高現(xiàn)場(chǎng)維修人員的技術(shù)水平以及職業(yè)道德素質(zhì)。

4.2 正確認(rèn)識(shí)機(jī)械密封

與傳統(tǒng)水泵維修技術(shù)相比，機(jī)械密封技術(shù)對(duì)精密性的要求相對(duì)較高。現(xiàn)場(chǎng)工作人員正確認(rèn)識(shí)機(jī)械密封技術(shù)，是保證該技術(shù)在泵維修中高效應(yīng)用的前提條件。此外，機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者也應(yīng)該重視水泵維修工作，大力推廣使用機(jī)械密封技術(shù)并統(tǒng)一相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 高溫水泵的機(jī)械密封分析

機(jī)械在運(yùn)行期間，密封端面會(huì)由于摩擦產(chǎn)生熱量，如果這些熱量不能及時(shí)散發(fā)，則密封面會(huì)出現(xiàn)液膜沸騰現(xiàn)象，即氣化現(xiàn)象，它可以通過(guò)了解密封環(huán)發(fā)音進(jìn)行判斷。如果液體出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，將會(huì)導(dǎo)致密封封面傾斜，與碳石墨環(huán)形成外緣切邊。為此，購(gòu)買(mǎi)密封產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)該對(duì)被密封產(chǎn)品進(jìn)行校核，保證產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)都能滿足使用過(guò)程的各項(xiàng)需求。除此之外，使用窄密封面也可以解決汽化問(wèn)題，確保循環(huán)線無(wú)堵塞，也可以保證系統(tǒng)具有足夠的循環(huán)液量。

4.4 尋找合適的軸套

為避免水泵使用期間出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，技術(shù)人員在管理過(guò)程中需要選擇合適的軸套，保證水泵長(zhǎng)期處于高效運(yùn)行狀態(tài)。如果套管長(zhǎng)度不一致、內(nèi)徑不一致，技術(shù)人員需要改變內(nèi)徑，而且還要保證其他套管與原套管保持一致?tīng)顟B(tài)。完成以上套管維修工作，可在一定程度上減少泵泄漏的可能性，控制水泵后期維修的工作量。若套管的長(zhǎng)度和內(nèi)徑不一致，而且與原機(jī)械密封存在較大差異時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)維修人員可以選用最接近原機(jī)械密封設(shè)備的尺寸維修設(shè)備。雖然這種方法可以提高泵在運(yùn)行過(guò)程中的密封性能，但也會(huì)導(dǎo)致連接增加，增加密封工作量。

4.5 加強(qiáng)處理機(jī)械密封泄漏

要從根本上解決機(jī)械密封問(wèn)題，就需要針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行分析。保證機(jī)械設(shè)備在裝配期間的干凈整潔度，是對(duì)機(jī)械設(shè)備安裝密封性最大的保障。在機(jī)械尚未出現(xiàn)密封泄漏問(wèn)題前，也需要開(kāi)展預(yù)防工作，對(duì)于材料和零部件，都要保證其工具的整潔性。要選擇柔軟的紗布，擦拭密封端面。

4.6 適當(dāng)增加輔助沖洗系統(tǒng)

如果水泵密封時(shí)存在顆?；蛘咂渌愋碗s質(zhì)，則整個(gè)機(jī)械的密封性將無(wú)法得到保障，其實(shí)際運(yùn)行效果也不能控制在相應(yīng)規(guī)范內(nèi)。針對(duì)這一情況，現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須按照相應(yīng)的單元設(shè)置輔助沖洗系統(tǒng)，及時(shí)清除封閉室的雜質(zhì)。否則經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，封閉室的雜質(zhì)會(huì)出現(xiàn)沉積現(xiàn)象，機(jī)械密封的彈簧也會(huì)失去原有作用。若長(zhǎng)期未進(jìn)行密封式的清理工作，導(dǎo)致雜質(zhì)數(shù)量過(guò)多，顆粒進(jìn)入到摩擦副后，整個(gè)機(jī)械的密封性將無(wú)法得到保障。由此可見(jiàn)，輔助沖洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。

4.7 機(jī)械密封冷卻水加裝新型濾網(wǎng)

機(jī)械密封工作使用的冷卻水多是工業(yè)用水，水中存在較多懸浮物以及雜質(zhì)。這些雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)械密封系統(tǒng)，會(huì)影響機(jī)械密封程度，甚至?xí)p壞機(jī)械密封的表面，導(dǎo)致其使用壽命大大縮短。因此，控制冷卻水中雜質(zhì)和懸浮物的數(shù)量是延長(zhǎng)機(jī)械密封使用壽命的主要途徑。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐和探索，發(fā)現(xiàn)使用新型不銹鋼過(guò)濾器替代原過(guò)濾器，可以保證冷卻水的流量，而且清潔性相對(duì)較好，不會(huì)被極小顆粒堵塞。

5 結(jié)束語(yǔ)

水泵運(yùn)行期間最常見(jiàn)的問(wèn)題就是泄漏，不僅大幅增加機(jī)械設(shè)備的使用損耗，還會(huì)使水泵運(yùn)行效率無(wú)法達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。因此，工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，需要深刻認(rèn)識(shí)水泵的密封性，提高維修技術(shù)水平，充分重視機(jī)械密封的應(yīng)用。實(shí)際操作特別是對(duì)水泵開(kāi)展維修工作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)工作流程進(jìn)行操作，發(fā)現(xiàn)水泵使用期間出現(xiàn)各種問(wèn)題，應(yīng)該積極進(jìn)行解決，保證水泵的密封性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。