張耀武 范紅博 尹財(cái)貴 王曉波

摘 ?要：離心泵密封裝置普遍采用機(jī)械密封，本文主要介紹現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械密封的泄露問(wèn)題，并根據(jù)實(shí)際分析結(jié)果進(jìn)行合理的改造，改善離心泵的泄露問(wèn)題，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行周期。

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封;泄漏;改造

離心泵是常見(jiàn)的一種機(jī)械設(shè)備，可以輸送流體性介質(zhì)，其密封形式多為機(jī)械密封。并且離心泵的使用壽命和機(jī)械密封的可靠性密切相關(guān)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況復(fù)雜，輸送介質(zhì)種類多，機(jī)械密封工作環(huán)境惡劣，屬于離心泵的易損件，據(jù)統(tǒng)計(jì)由機(jī)械密封的損壞導(dǎo)致離心泵故障，占故障率的 61.9%以上。所以有必要詳細(xì)分析影響離心泵機(jī)械密封失效的主要因素，對(duì)其密封部位進(jìn)行優(yōu)化并加以改造，以保證離心泵的使用壽命。

一、機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)和工作原理

機(jī)械密封又常被稱為端面密封，是靠一對(duì)或者數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體的壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力作用下，與靜環(huán)保持貼合并配以輔助密封元件達(dá)到阻漏的軸向端面密封裝置，其基本組成包括：動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件。機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，主要密封元件為動(dòng)環(huán)和靜環(huán)，輔助密封元件包括動(dòng)環(huán)密封圈和靜環(huán)密封圈，壓緊元件是彈簧（或波紋管），傳動(dòng)元件為傳動(dòng)座。

式中：P c —密封端面比壓;

Fc—密封端面閉合力;

Fo—密封端面開啟力;

A—密封環(huán)帶面積;

Ps—彈簧比壓;

Pm—液膜壓力;

P—密封腔介質(zhì)壓力;

K—載荷系數(shù)，與密封結(jié)構(gòu)有關(guān)。

隨著輸送流體的壓力的不同，密封腔內(nèi)的溫度也發(fā)生改變，為了保證良好的密封效果，密封端面比壓要在合理的范圍內(nèi)，壓緊元件能夠自動(dòng)調(diào)整壓縮量。

二、機(jī)械密封失效的原因和分析

（一）、離心泵機(jī)械密封泄漏位置

主要泄漏位置可分為動(dòng)態(tài)密封位置和靜態(tài)密封位置，動(dòng)態(tài)密封的位置包括：動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間、動(dòng)環(huán)與軸或者軸套之間、軸套和軸之間;靜態(tài)密封位置包括：靜環(huán)和壓蓋之間、泵蓋和壓蓋之間。

（二）、機(jī)械密封失效的原因和分析

催化劑廠三套分子篩裝置泵19/1、2，在使用過(guò)程中該泵的機(jī)械密封頻繁損壞，無(wú)法保證設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行要求。對(duì)機(jī)械密封運(yùn)行工況和損壞后的拆檢情況進(jìn)行分析，其常見(jiàn)原因如下：

1、輸送介質(zhì)對(duì)密封面的影響

該設(shè)備輸送介質(zhì)為二焙漿液，固含量高，流動(dòng)性差。入口各管線易被介質(zhì)堵塞，導(dǎo)致進(jìn)料不暢，抽空現(xiàn)象頻發(fā)，使機(jī)械密封摩擦副因干摩擦而產(chǎn)生失效占比高。

2、現(xiàn)場(chǎng)冷卻方式不合理

冷卻水線雖然已接通，但由于沖洗部位位于靜環(huán)盒尾部外表面，實(shí)際沖洗冷卻效果不佳。

3、機(jī)械密封安裝不良

由于安裝不良，容易引起機(jī)械密封失效，安裝方面的主要問(wèn)題大致有以下幾點(diǎn)：

（1）安裝時(shí)劃傷，損壞靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的接觸面;

（2）動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間表面有雜質(zhì)，損壞密封面;

（3）動(dòng)環(huán)和靜環(huán)密封圈安裝時(shí)沒(méi)有壓緊或者密封圈被損壞;

（4）泵軸（或者軸套）與密封端面未保持垂直;

（5）機(jī)械密封彈簧不垂直，造成彈簧彈力不夠均勻。

三、應(yīng)采取的措施及改造方案

通過(guò)對(duì)機(jī)械密封失效原因的分析，得出以下幾點(diǎn)應(yīng)采取的解決措施和改造方案。

（一）、提高密封處冷卻效果，降低機(jī)械密封干摩擦現(xiàn)象。

重新測(cè)繪設(shè)計(jì)加工靜環(huán)盒及軸套。將冷卻水直接通入到密封端面處，加大冷卻效果，帶走摩擦熱，減少干摩擦導(dǎo)致燒機(jī)封現(xiàn)象。

（二）、1、加強(qiáng)巡檢，多加注意泵的底腳螺栓等固定件，若發(fā)現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，及時(shí)加以緊固。

2、加強(qiáng)檢修質(zhì)量驗(yàn)收工作，保證泵和電機(jī)的同心度符合安裝要求，軸向≤0.08mm，徑向≤0.10mm。

（三）、設(shè)備改造

1、重新測(cè)繪設(shè)計(jì)加工靜環(huán)盒及軸套。將冷卻水直接通入到密封端面處，加大冷卻效果，帶走摩擦熱，減少干摩擦導(dǎo)致燒機(jī)封現(xiàn)象。

2、為保證軸套與尾部軸封接觸密封。將原AQ38軸套進(jìn)行加長(zhǎng)改造。以葉輪端為基準(zhǔn)，軸套由原來(lái)143mm加長(zhǎng)至153mm，其余尺寸不變。

通過(guò)原來(lái)機(jī)械密封進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)泵出現(xiàn)抽空時(shí)，機(jī)械密封沒(méi)有冷卻水，容易造成損壞。因此，對(duì)其冷卻水進(jìn)行改造，如圖 4所示。經(jīng)過(guò)改造后，效果良好，機(jī)械密封的使用壽命得到延長(zhǎng)，設(shè)備的故障率大大降低，保證了設(shè)備的長(zhǎng)周期運(yùn)行。

四、結(jié)論

機(jī)械密封失效除了自身質(zhì)量問(wèn)題外，還和很多其他因素有關(guān)，如：安裝工藝、泵的運(yùn)行工況、操作人員的操作水平等。因此一旦機(jī)械密封失效，一定要找出根源，對(duì)癥下藥，該船的泵的輔助系統(tǒng)的改造，就是分析故障原因后，找到了根源，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和改造，通過(guò)實(shí)際的運(yùn)行，效果明顯，降低了船員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了大量的資金。

參考文獻(xiàn)：

[1]景亞兵.淺析離心泵機(jī)械密封的失效原因及解決措施[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017，08（下）：52-54.