孫海鵬(武漢煉化工程設計有限責任公司,湖北 武漢 430000)
機械密封是屬于動態(tài)密封,其原理是利用彈性元件的彈力與介質的軸向作用力相互作用,使之平衡,然后起到密封的效果。目前機泵機械密封包含多個類型,比如有小彈簧的,波紋管的等等。不過,機泵機械密封也經(jīng)常會出現(xiàn)泄露問題,一般泄漏點都發(fā)生在這幾個位置:動環(huán)端面處與靜環(huán)端面處、動環(huán)與輔助密封圈處、靜環(huán)與輔助密封圈處、軸套和動環(huán)之間以及泵蓋和壓蓋處。
引起機泵機械密封泄漏的原因是多方面的,會造成機械密封失效,因此需要我們不斷研究,在實踐中分析機械密封泄漏問題引起的原因,然后制定相應的應對措施,以確保機械密封安全可靠。
長時間運行是導致機械密封泄漏的重要因素之一,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
由于機泵機械密封長期處于工作狀態(tài),轉子的軸向竄量會不斷變大,隨之軸與輔助密封的過盈量也不斷變大,動環(huán)與軸的摩擦力也相應的增加,在這一過程中動靜環(huán)磨損無法得到位移補償,從而導致機械密封失效。針對這一情況,要做好機械密封的日常維護或切換其他機泵運行,在重新安裝時要保證軸向竄量小于0.1mm,軸和輔助密封之間不要緊密連接在一起,確保動環(huán)能夠在軸上自由的活動。
在機泵工作時,泵軸極易發(fā)生周期振動,這樣一來會大大縮短機械密封的使用年限。針對這一情況,要依據(jù)相關的技術要求及時檢查與維護,從根本上消除因振動引起的泄漏問題。還要做好泵入口處的清理,防止較大顆?;烊虢橘|中,引起摩擦副的泄露。針對具有腐蝕性的介質,要選擇較高質量的材料,以防止因腐蝕造成泄露。
在進行機泵安裝施工的時候必須執(zhí)行相關技術要求,保證安裝質量,防止因安裝不合格引進的密封失效。在機泵安裝完畢后,在經(jīng)過靜試后可能會出現(xiàn)泄漏,此時機泵運行所產生的離心力會起到阻止人質泄漏的作用。所以,這時候出現(xiàn)泄漏可能是因動靜環(huán)摩擦副磨損引起的。在實踐中,引起這一現(xiàn)象的主要原因是:操作人員經(jīng)驗不足,因操作失誤導致摩擦面分離;安裝過緊,引起摩擦面磨損;介質中存在較大顆粒,進入到摩擦副中,從而引起動靜環(huán)磨損。
在機泵工作的時候,會有一些雜質混進端面密封元件當中,對端面造成磨損,引起密封泄漏。另外,在機泵工作的時候,當內部循環(huán)發(fā)生擁堵,或是循環(huán)液出現(xiàn)損耗時,會導致密封端面干摩擦,從而造成靜環(huán)損壞,引起泄露問題;對高溫泵進行降溫的循環(huán)系統(tǒng)內部經(jīng)常會出現(xiàn)結垢現(xiàn)象,使密封環(huán)內邊出現(xiàn)損壞,引起泄露問題。
機械密封運轉過程中,會發(fā)生化學腐蝕、電化學腐蝕和機械剝蝕,造成密封元件損壞,導致機械密封失效。
高溫泵運行過程中,如果溫度超過了石墨環(huán)限制的溫度,就會引起摩擦面周圍的樹脂碳化,引起機械密封失效;如果溫度超過了密封元件的限制溫度,就會使得元件不斷硬化,從而彈性越來越小,最終會引起泄漏;在機泵工作中,如果密封端面形成的熱能得不到快速傳遞,會將端面間的液膜融化,從而引起機泵的泄漏。
平衡值β是左右密封質量優(yōu)劣的重要因素,如果β數(shù)值太小,則密封端面的磨損量就會變小,泄漏量也隨之變多。如果β值太大,泄漏量也隨之變少,密封端面所受到的摩擦也不斷加大。機泵在工作中會出現(xiàn)抽空、憋壓等非常態(tài)問題,造成接觸面分開,引起機泵泄漏。
在對機械密封檢查檢修過程中,往往會存在誤區(qū),這主要是基于大家對機械密封的重要無件和密封原理不理解。
每種機械密封都有其使用范圍,根據(jù)工作環(huán)境選擇正確型號是保證機械密封長期可靠運行的第一步。安裝前,要仔細檢查各個部件的完好性和規(guī)范性,按機械密封的安裝和圖紙要求進行安裝。安裝過程中應正確使用百分表、游標卡尺等工具,確保靜環(huán)與軸不偏心、動環(huán)與軸間隙合理等。
為避免由于磨擦引起機械密封失效,除了摩擦副應選用具有良好磨擦性能的材料,還要保證密封面的平整度和粗糙度達到要求。另外,在安裝時,要清除端面異物;在運行過程中,要使用合格的輸送介質,避免固態(tài)顆粒等雜質混入輸送介質。
橡膠圈有一定的使用壽命,在使用過程中,應計算好時間,及時更換。在檢修時,如發(fā)現(xiàn)密封圈變硬、開裂、變形等應立即更換密封圈。
在運行前,應加強人員培訓,提高人員的操作技能。在起泵時,應按照要求灌泵,避免發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。另外,平時應安排人員做好泵的日常保養(yǎng)維護工作,定時盤車,避免出現(xiàn)泵軸撓度偏大等現(xiàn)象。
引起機械密封泄漏的原因是多方面的,在上文中分析了密封端面磨損、密封元件腐蝕、熱效應、壓力波動等幾種主要原因,還有輸送介質的本身的特性、機械密封安裝過程中存在的失誤、振動等因素,這些都將引起機械密封失效,從而造成泄漏,因此對于機械密封泄漏的原因,要結合具體情況做出正確的判斷,才能從根本上處理引起泄漏的原因。
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