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2024-08-29
大家在分析(xī)機械密封(fēng)泄(xiè)漏原因時,習慣(guàn)在機械封自身方麵查找原因,比如:它的選型是否合適,材料選擇是否正確,密封麵的比壓是否正確(què),摩擦副的選擇是否合理,端蓋與軸是否垂直等等(děng)。而很少在機械密封的(de)外部條件方麵去查找原因,其實機械密封的外因也挺(tǐng)重要的,比如:泵給機(jī)械密封創造(zào)的條件是否合適,輔助係統的配置是否合適等等。
機械密封的原理及要求
機(jī)械密封係指動靜(jìng)密封元件在其垂直(zhí)於軸線的光潔而平直的(de)表(biǎo)麵(miàn)上相(xiàng)互貼合,並作相對轉動而構成的密封裝置,它通常由靜環、動環、彈性元件(包括推環,彈簧盒)、輔助(zhù)密封圈(動環密封圈、靜環密封圈)等元件組成,防轉套裏麵的防轉銷固定在外壓蓋上,以防止靜環轉動。
其中動環和(hé)靜環的端麵組成一對摩(mó)擦副(fù),動環靠密封室內液體的壓力使其端麵壓緊在靜環端麵上(shàng),並在兩環端麵上產生(shēng)適當的比壓(yā)和保持一層極薄的(de)液體膜而達到密封(fēng)的,因此從結構來看,機械密封主要是將其極易泄(xiè)漏的軸向密(mì)封,改變(biàn)為不易(yì)泄漏的端麵(miàn)密(mì)封,機械密封在實(shí)際運行過程中,不是一個單獨(dú)的部件,它是與其他的零部件(jiàn)一起組合(hé)起來運行的,同(tóng)時通過其基本原理可以看出,機械密封的正常運(yùn)行(háng)必須具(jù)備以下條件:
(1)泵(bèng)軸的竄量不能太大;
(2)機械密封處的泵軸撓(náo)度要小,隻有滿足類似這樣的外因,再加上良好(hǎo)的機械密封自身性能,才能達到理想的密封效果。
機械(xiè)密封的故障表現
生產過程(chéng)中,機泵機械(xiè)密封泄漏的原因有(yǒu)其本身的(de)原因(yīn)及外部原因,材料的選擇(zé)以及安裝方式和使用方式都會引起機械密封的失效,失效時的故障表現也各有差異,學會通過不同故障表現並(bìng)做出正確及(jí)時的判斷能夠對實際生產提供(gòng)強有力的支持。
(1)靜壓實驗(yàn)時泄(xiè)漏
機械密封(fēng)裝置在安裝時由於員工不(bú)細(xì)心,經常會使密封端麵(miàn)被(bèi)碰傷以至於變形和損壞,清理不夠徹底,使得機械密封夾有顆粒狀雜(zá)質,或者是由於定位螺釘的鬆動、壓蓋沒有壓緊以及機器設備精度(dù)不夠高,使密封(fēng)麵之間沒有(yǒu)完全貼合,都會造成機械密封失效,介質泄漏。如(rú)果是軸套(tào)發生泄漏,原因可能(néng)是軸套密封(fēng)圈裝配時壓縮量不夠或未被壓(yā)緊,也有可能是裝置已經損(sǔn)壞。
(2)周期性泄漏
機械密封(fēng)組成部件中轉子組件的周期性轉動以(yǐ)及軸向移動量(liàng)過大都會在成(chéng)機械密封的泄漏,機械(xiè)密封的密封麵要受到一定的(de)應力作用才能起(qǐ)到(dào)良好的密封(fēng)作用。要做到以上要求,機械密封的彈簧裝置必須有(yǒu)一定的壓縮量才能給端麵一定的應力作用,使機械密封達到預期的密封效(xiào)果。同(tóng)時為了保(bǎo)證應力處於適當範圍,泵軸不能有較大的移動量,但是實(shí)際設計中往往出現不合理的因(yīn)素,使得泵軸(zhóu)的移(yí)動(dòng)量高於預期,這對機械(xiè)密封的性能具有(yǒu)很大程度的不利影響。
(3)機械密封經常性泄漏
由密封端麵的損傷引起的(de)經常(cháng)性泄漏故障表現有機械(xiè)密封石墨端麵出現均勻環狀溝紋、石墨斷麵處產(chǎn)生的環狀深溝、石(shí)墨內部邊(biān)緣的磨損、石墨環台階被(bèi)磨(mó)損、石墨外邊援(yuán)缺口、石墨(mò)環(huán)斷(duàn)裂、石墨環上出現腐蝕坑、硬質合金(jīn)麵裂痕以及灼傷等。
輔助密封圈引起的經常性泄漏故障表現有端麵磨損、鑲嵌環鬆脫(tuō)等。
彈簧引起的泄漏(lòu)包(bāo)括轉子振動(dòng)、零件鬆動、介質問題以及機械密封輔助設置的損壞等。
(4)其他機械密封性泄漏
除了以上幾種(zhǒng)常見的泄漏(lòu)表(biǎo)現,還有(yǒu)機械密封振動偏大、泵(bèng)抽(chōu)空(kōng)引起的密封泄漏、密封腔中汽蝕引起的密封(fēng)泄漏、密封端麵汽(qì)化造成密封泄漏、泵(bèng)振動過大造成的密(mì)封泄漏、沒有衝洗的密封泄漏故障等(děng)。
影響泵用機械密封的外部原因
(一)泵(bèng)軸的軸(zhóu)向竄量
機(jī)械密封(fēng)的密封麵要(yào)有一定的比(bǐ)壓(0.4~0.6MPa),從而達到密封的目的,兩端麵(miàn)的緊密緊密程度可以通過彈性元件來調(diào)節。為(wéi)了保證這個比壓,要求泵軸不能有太大的竄量 (≤0.5mm),但在實際生產中,往往泵軸產生很大的竄(cuàn)量。
這對機械(xiè)密封的(de)使用非常不利的,這種情況表現在(zài)泵啟動過程(chéng)中,由於不平衡(héng)軸向力的存在,使整個軸發(fā)生向吸入口的竄動,造成機械密封失去密封作用,常用的措施有:葉輪上開平衡孔,泵體上裝平(píng)衡管等平衡軸向力措施。
(二)泵軸的撓度偏大
軸彎曲(qǔ)變形時橫截麵形心沿與軸線垂直方(fāng)向的(de)線位移稱為撓度,機械密(mì)封(fēng)要求兩(liǎng)個密封端麵之間(jiān)受力均勻。但由於泵產品設計的不合理(lǐ),在機械密封安裝處(chù)產生的撓度偏大,使密封處受力不均勻,從而失去密封(fēng)效果。這種現象大多存在臥式多級(jí)離心泵中。
(三)沒有輔助衝洗係統或輔助衝(chōng)洗係統設計不合理
機械密封的輔助衝洗(xǐ)係統是非常重要的,它可以有效的保護密封(fēng)麵,起到冷卻、潤滑(huá)、衝洗(xǐ)雜物等作用。有時設計人員設計不合理,達不到密封效(xiào)果;有的設計了輔助係統,但(dàn)由(yóu)於衝洗液(yè)中有雜質,衝洗液的流量、壓力(lì)不夠,衝洗口位置設計不合(hé)理等原因,也同樣達不到效(xiào)果。常用的 措施有(yǒu):
1.在條(tiáo)件允許的情況下,盡(jìn)量設計輔助衝(chōng)洗(xǐ)係統。衝洗壓力一般要求(qiú)高於密封(fēng)腔(qiāng)壓力0.107~0.11MPa,密(mì)封腔(qiāng)壓力要根據每種泵的結構形式、係統壓力等因素來計算。軸封腔壓力很高或者壓力幾乎接近該密(mì)封使用最高(gāo)極限時,也可由密(mì)封腔引液體至低壓(yā)區,使軸封液體流動以帶走摩擦(cā)熱。
2.根據每種泵(bèng)的(de)操作條件,合理地配置管路和附件。如冷卻器、孔板、過濾器、閥門、流量指示器、壓力表、溫度(dù)等。實際上密封的可靠性和壽命,在(zài)很大程度上取決(jué)於密封輔助(zhù)係統的(de)配置,另外泵軸、軸套、泵體(tǐ)、密封腔體的加工精度不夠(gòu)等原因的存在對機械密封的密封效果也是(shì)很不利的,在這些方麵應該做到嚴格把關。
(四)振動偏大及消除措施
機械(xiè)密封振動偏大往往不是機械密封自身的原因,而是(shì)泵軸設計不(bú)合理、加工精度不夠、靠背輪的平行度偏大、徑向力大等原因,消除泵振動措施有:泵、電機、底座、現場管路等輔助設備在(zài)現場安裝時,要嚴格把關,消除振動源。
(五)泵汽蝕(shí)的原因及改進措施
離心泵葉輪入口處是泵內壓力最小的地方,當此處的壓力等於或低於工作溫度下被輸送液體的(de)飽和蒸汽壓時,液(yè)體就(jiù)會(huì)沸騰汽(qì)化,產生大量氣泡。同(tóng)時原來溶於液體中(zhōng)的氣(qì)泡也(yě)將析出(chū)。這些(xiē)氣泡隨液體流到葉輪內壓力較高處時氣泡(pào)又重新凝結。
在凝(níng)結過程中,由於體積急劇縮(suō)小,四周的(de)液(yè)體以極大的速(sù)度衝向整個凝(níng)結(jié)空間,使泵內造成衝擊振動和噪音。在壓力很大、頻率很高(gāo)的液體質點連續衝擊下,金屬表(biǎo)麵逐(zhú)漸因疲勞(láo)而破壞,這種破壞稱為剝蝕。
同時溶於液體(tǐ)中(zhōng)的氧等活潑氣體也使金屬產生腐蝕(shí)。由於化學腐蝕與機械剝蝕的共同作用,加快了金屬損壞(huài)的速度,從而使(shǐ)葉輪受到破壞,這就是(shì)汽蝕破壞,這種由於液體的汽化和(hé)凝結而產生的衝擊現象就稱為汽蝕現象。消除泵汽蝕的措施有以下(xià)幾點:
1.提高泵的汽蝕性能水平,滿足現場裝置的汽蝕性能的要求(qiú)。
2.泵應(yīng)當在低(dī)於允許吸液高度下操作,以保證整個裝置安全可(kě)靠的運轉。
3.采用抗汽蝕材料製造(zào)葉輪,如:2Cr13、稀土合金(jīn)鑄鐵、高鎳鉻合金(jīn)材(cái)料(liào)等,比普通鑄鐵的抗汽蝕(shí)能力要好。
結語
在分析泵用(yòng)機械密封泄漏時,不僅要考慮(lǜ)機械密封的內因,而且要考慮機械密封的外因(yīn)。在實際工作中要(yào)注意以下幾個問題:
1.使(shǐ)用質量合格的泵,質量合格的泵完全(quán)按照泵設計標準來製造的(de),在使用材料嚴格按照技術要(yào)求,有一定的質量保證。
2.技術人員應增加對機械密封輔(fǔ)助係統重(chóng)要作用的認識,盡可能配備完善的機械(xiè)密封輔助係統,以提高密封效果。
3.在分析機械密封泄漏的原因(yīn)時,要充分考慮到泵的其它零部(bù)件對機(jī)械密封運行的影響,采取(qǔ)措施不斷提高機械密封的效果。
來源:今(jīn)日化題榜