提高機械密封在高濃（nóng）度含固量介質中的使用壽命

2012-08-31

作者：胡誌湘
（貴州省宏福總公司）
　　1993年，我總公司壓濾脫水廠（chǎng）從芬蘭LAROX公司引進（jìn）了（le）兩台料漿泵，其中的機械密封使（shǐ）用（yòng）壽命極短，多則（zé）一周，少（shǎo）則幾（jǐ）個小時。自1995年4月至1996年7月，共損壞23套，其中7套芬蘭產，16套（tào）成都產，計人（rén）民幣約9萬元。因礦漿大量泄漏，造成（chéng）環（huán）境汙染，浪費資源，嚴重影響生產，在短短的幾個月時間裏，由（yóu）於礦漿泄漏，潤滑油遭到（dào）了汙染（rǎn），軸承（chéng）就損壞了兩副。
　　該泵輸送的介質為磷精礦，固體含量55％～60％，pH值為8～10，(質量)密度ρ＝1.6kg/m3。礦漿（jiāng）粒（lì）度（dù）分布：75μm58％、37μm34％、20μm18％。
　　該泵的工作壓力為0.4～0.5MPa，溫度≤70℃，運行工況：流量Q＝70L/s、揚程H＝30m、轉速n＝930r/min。由於該泵是從礦漿貯槽輸（shū）送到5台壓濾機上，壓濾機上的進（jìn）漿閥門要頻繁的啟動和關閉，所以泵的（de）出口壓力也就有頻繁的波動。
　　原機械密封采用雙（shuāng）端麵、靜止式、多彈簧、外衝洗結（jié）構。通過（guò）解體，從多次損壞的機械密封中發現，有一個共同的症（zhèng）狀（zhuàng）：彈簧處沉（chén）積大量的（de）礦漿，葉輪端動環（huán）處出現缺（quē）口。電機端的不鏽鋼動環進（jìn）入石墨靜環中。因（yīn）此，我們都作了一些改進，改進後結構見圖1。

圖1 改進（jìn）後的（de）機械（xiè）密封結構圖
1.墊環；2.套；3.泵殼；4.固定螺釘；5.冷卻水回孔；6.封堵液入口；7.銷釘；8.冷卻水蓋；9.水套；10.冷卻水入孔；11.螺釘套；12.固定螺釘；13.軸承壓蓋；14.電機端動環及其座；15.電機端靜環及其座；16.彈簧；17.彈簧座；18.彈簧；19.葉輪端靜（jìng）環及其（qí）座；20.密封圈；21.軸套（tào）；22.葉輪端動環及其座
 
　　1　增加酚醛塑料套
　　圖1左端的塑料套2，在原結構中是沒（méi）有的。改造前（qián），葉輪和機械密封之間有一個很大的空腔A，造成大量礦漿衝擊機械（xiè）密封。為了減少礦漿（jiāng）對機械密（mì）封的（de）損壞，改進後增加（jiā）了一個酚醛塑（sù）料套2。因為酚醛塑料用水潤滑時，摩擦（cā）係數極低(0.01～0.03)，PV值（zhí）很高(0.53W/mm2，注：W為功的單位)，有（yǒu）良好（hǎo）的抵抗酸堿侵蝕能力，不易因（yīn）溫度和濕度的變化（huà）而變形。
　　2　衝洗結構
　　原機械密封采用外衝洗結構（gòu），外衝（chōng）洗的目的是起冷卻、潤滑作用。現改為內、外衝洗相結合的結構。內衝洗的目的是進行“封（fēng）堵”，減少顆粒對機（jī）械密封的破壞。根據流體力（lì）學理論，封堵（dǔ）液壓力應比密封介質壓力大0.05～0.1MPa，同時，又根據（jù）酚醛塑料需要用水潤滑以（yǐ）及在工藝上有少量的水對礦漿相混是允許的原則（zé），所以壓力（lì）可以取（qǔ）較大（dà）值。
　　3　密封副材料
　　機械密封的高（gāo）濃度含固量介質中（zhōng）使用壽命之所以短，其主要因為固體顆粒（lì）進入摩擦（cā）副端麵起研（yán）磨（mó）作用，使密封（fēng）麵（miàn）發生劇烈磨損而失效。如果顆粒沉積於動環處，動環就（jiù）失去活動性。所以密封副材應該（gāi）硬對硬。靠葉輪端的密封副（fù）材料改進前（qián）為碳化（huà）矽對碳化鎢，改進後為（wéi）碳化鎢（wū）對碳化（huà）鎢。靠電機端的改進前為（wéi）石墨對不鏽鋼，現采用不（bú）鏽鋼（gāng）對不鏽（xiù）鋼，這樣即使有少量的固體粒子進入摩擦副（fù）間，也會被堅（jiān）硬的表麵所磨細（xì），不致破（pò）壞密封性（xìng）能（néng），兩摩擦副寬度應相等，以免磨出溝槽，摩（mó）擦副邊緣（yuán）不應倒角，使顆粒無滯留之處。葉輪端的機械密封與電機端的機械密封是串聯的（de），當葉輪端的機械密封沒有損壞之前，電機端的機械密封是起密封水的作用（yòng），故電機端的（de）機械密封比葉輪端的機械壽命長。在葉輪端密（mì）封（fēng）麵損壞之後，礦漿通過研（yán）磨（mó）使礦石磨得更細，電機端（duān）密（mì）封（fēng）麵仍（réng）然起密封（fēng）作用（yòng）。
　　4　彈簧的改變
　　原機械（xiè）密封（fēng）采用多（duō）個小（xiǎo）彈簧，兩（liǎng）個密封麵共用一個彈簧座17，從損壞的機械密封可以看出：靠近電機端端麵比壓比（bǐ）靠近葉輪端端麵的大，機械密封（fēng）的端麵壓力由彈簧壓力和（hé）密封介質壓力所決定的，所以端麵壓（yā）力（lì）主要取決於彈簧壓力，我們對彈簧作了一些改進（jìn），增加（jiā）了一組彈簧18（鋼絲直徑為0.8mm，有效圈（quān）數12圈）並將原來的彈（dàn）簧鋼絲直徑由1mm加大到1.5mm，有效圈數為15圈（改造前為12圈），使每個密封端（duān）麵各有一組彈簧。
　　該機械密封改進後，經運行約5600h時，還未發現泄（xiè）漏現（xiàn）象。實踐證明，該機械（xiè）密封在高（gāo）濃度（dù）含固量介質中（zhōng）使用是可行的。

來源：《設備管理&維修》　1999年第5期
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