淺析機(jī)械密封
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作者:丹羅斯
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發(fā)布時(shí)間: 4139天前
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隨著工業(yè)企業(yè)流程化、自動(dòng)化水平的不斷提高,設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性顯得尤為重要。目前機(jī)械密封在泵類產(chǎn)品中的應(yīng)用非常廣泛,而隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節(jié)約能源的要求,機(jī)械密封的應(yīng)用前景將更加廣泛
隨著工業(yè)企業(yè)流程化、自動(dòng)化水平的不斷提高,設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性顯得尤為重要。目前機(jī)械密封在泵類產(chǎn)品中的應(yīng)用非常廣泛,而隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節(jié)約能源的要求,機(jī)械密封的應(yīng)用前景將更加廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì)60%機(jī)械設(shè)備非計(jì)劃停車事故與密封故障造成泄漏有直接聯(lián)系,密封性能已成為評(píng)定機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。隨著密封技術(shù)水平的不斷提高, 機(jī)械密封以其性能可靠、泄漏量少、使用壽命長(zhǎng)、功耗低、無(wú)需經(jīng)常檢修,廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工企業(yè)工業(yè)泵中。本人通過(guò)近些年對(duì)機(jī)械密封的使用,總結(jié)出機(jī)械密封在工業(yè)泵上檢修、維護(hù)的一些經(jīng)驗(yàn),是密封的泄漏的得到了一些改善。 一、泵用機(jī)械密封工作原理 機(jī)械密封是靠一對(duì)或幾對(duì)垂直軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力(或磁力)作用下,依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對(duì)滑動(dòng), 從而防止流體泄漏。 二.機(jī)械密封的泄漏點(diǎn) 1)是靜環(huán)與壓蓋密封的泄露 2)是壓蓋與殼體密封的泄露 3)是旋轉(zhuǎn)環(huán)與軸密封的泄露 4)是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的斷面彼此結(jié)合作相對(duì)滑動(dòng)的動(dòng)密封 第1、2、3種情況都屬于靜密封,而第4種情況就屬于動(dòng)密封了,因此,對(duì)密封端面的加工要求很高(平面度為0.0009mm ,表面粗糙度:硬環(huán)Ra≤0.1μm,軟環(huán)Ra≤0.2μm)。為了使密封端面間保持必要的潤(rùn)滑油膜,必須嚴(yán)格控制端面上的單位面積壓緊力。端面上單位壓力過(guò)大,不易形成穩(wěn)定的潤(rùn)滑液膜,會(huì)加速斷面的磨損。斷面上單位壓力過(guò)小,泄漏量增加。所以,要獲得良好的密封性能有較長(zhǎng)的壽命,在安裝機(jī)械密封時(shí),一定要保持端面單位壓力值在最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。 三、泄漏原因分析及檢修 1、安裝靜試時(shí)泄漏。機(jī)械密封安裝調(diào)試好后,一般要進(jìn)行靜試,觀察泄漏量。如泄漏量較大時(shí),則表明動(dòng)、靜環(huán)密封圈存在問(wèn)題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上,再手動(dòng)盤車觀察,若泄漏量無(wú)明顯變化則可判定式動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問(wèn)題;如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射,則動(dòng)環(huán)密封存在問(wèn)題居多,泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出,但一般有主次區(qū)別,只要觀察細(xì)致,熟悉結(jié)構(gòu),一定能正確判斷。 2、試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的泄漏。泵用機(jī)械密封經(jīng)過(guò)靜試后,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,會(huì)抑制介質(zhì)泄漏。因此,試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械密封泄漏在排除軸間極端蓋密封失效后,基本上都是由于動(dòng)、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的原因主要有: (1)操作中,因抽空、氣濁、憋壓等異常現(xiàn)象,引起較大的軸向力,使動(dòng)、靜環(huán)接觸面分離; (2)安裝機(jī)械密封時(shí)壓縮量過(guò)大,導(dǎo)致摩擦副斷面嚴(yán)重磨損、擦傷; (3)動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊,彈簧無(wú)法調(diào)整動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量; (4)靜環(huán)密封圈過(guò)松,當(dāng)動(dòng)環(huán)軸向浮動(dòng)時(shí),靜環(huán)脫離靜環(huán)座; (5)工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì),運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)入摩擦副,擦傷動(dòng)、靜環(huán)密封端面; (6)設(shè)計(jì)選型有誤,密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。上述現(xiàn)象在試運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn),有時(shí)可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)整靜環(huán)座等予以消除,但多數(shù)需要重新拆裝,更換密封。 3、 正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已達(dá)到使用壽命,而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護(hù)不當(dāng)引起的。 (1)抽空、氣濁或較長(zhǎng)時(shí)間憋壓,導(dǎo)致密封破壞; (2)泵實(shí)際輸出量偏小,大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán),熱量積聚,引起介質(zhì)氣化,導(dǎo)致密封失效; (3)回流量偏大,導(dǎo)致吸入管側(cè)容器(罐、池)底部沉渣泛起,損壞密封; (4)較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn),重新啟動(dòng)時(shí)沒(méi)有手動(dòng)盤車,摩薩副因粘連而扯壞密封面; (5)介質(zhì)中腐蝕性、聚合性、結(jié)膠性物質(zhì)增多; (6)環(huán)境溫度急劇變化; (7)工況頻繁變化或調(diào)整; (8)突然停電或故障停機(jī)等。離心泵在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏,如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),往往會(huì)釀成較大事故或損失,須予以重視并采取優(yōu)先措施。 4影響機(jī)械密封效果的因素 機(jī)械加工精度不夠 機(jī)械加工精度不夠,原因有很多,有的是機(jī)械密封本身的加工精度不夠,這方面的原因容易引起人們的注意,也容易找到。但有時(shí)是泵其它部件的加工精度不夠,這方面的原因,不容易引起人們的注意。例如:泵軸、軸套、泵體、密封腔體的加大精度不夠等原因。這些原因的存在對(duì)機(jī)械密封的密封效果是非常不利的。 振動(dòng)偏大 機(jī)械密封振動(dòng)偏大,最終導(dǎo)致失去密封效果。但機(jī)械密封振動(dòng)偏大的原因往往不是機(jī)械密封本身的原因,泵的其它零部件是產(chǎn)生振動(dòng)的根源,如泵軸設(shè)計(jì)不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大等原因。 泵軸的軸向竄量大 機(jī)械密封的密封面要有一定的比壓,這樣才能起到密封作用,這就要求機(jī)械密封的彈簧要有一定的壓縮量,給密封端面一個(gè)推力,旋轉(zhuǎn)起來(lái)使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證這一個(gè)比壓,機(jī)械密封要求泵軸不能有太大的竄量,一般要保證在0.5 mm以內(nèi)。 軸向力偏大 機(jī)械密封在使用過(guò)程中是不能夠承受軸向力的,若存在軸向力,對(duì)機(jī)械密封的影響是嚴(yán)重的。有時(shí)由于泵的軸向力平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因,造成軸向力沒(méi)有被平衡掉。機(jī)械密封承受一個(gè)軸向力,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)密封壓蓋溫度將偏高,對(duì)于聚丙烯類的介質(zhì),在高溫下會(huì)被熔融,因此泵啟動(dòng)后很快就失去密封效果,泵靜止時(shí)則密封端面出現(xiàn)間斷的噴漏現(xiàn)象。 四、 泵用機(jī)械密封維護(hù)、檢修中應(yīng)注意的幾項(xiàng)問(wèn)題 1、 潤(rùn)滑 對(duì)機(jī)械密封端面應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)潤(rùn)滑,這樣可減少磨損和延長(zhǎng)壽命,部分摩擦熱也可由潤(rùn)滑劑帶走。一般潤(rùn)滑劑可由介質(zhì)本身承擔(dān),因此密封端面(動(dòng)環(huán)、靜環(huán))見(jiàn)彈簧壓力不應(yīng)過(guò)大。 2、 沖洗冷卻 泵用機(jī)械密封工作使端面上產(chǎn)生的熱量應(yīng)及時(shí)傳遞出去,否則端面間的液膜就會(huì)汽化而形成干摩擦,必須考慮沖洗冷卻措施。一般沖洗冷卻液采用內(nèi)部密封介質(zhì),也可采用外部供水冷卻沖洗。在機(jī)械密封使用中應(yīng)絕對(duì)保證沖洗冷卻液的供應(yīng)及沖洗冷卻液的暢通,必要時(shí)應(yīng)定期清理。 3、 新舊密封更新 相對(duì)而言使用新機(jī)械密封的效果好于舊的,但新機(jī)械密封的質(zhì)量或材質(zhì)選擇不當(dāng)時(shí),配合尺寸誤差較大會(huì)影響密封效果;在聚合性滲透性介質(zhì)中,靜環(huán)如無(wú)過(guò)度磨損,還是不更換為好。因?yàn)殪o環(huán)在靜環(huán)座中長(zhǎng)時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài),使聚合物和雜質(zhì)沉積為一體,起到了較好的密封作用。 4、 密封拆修 一旦出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏便急于拆修,其實(shí),有時(shí)密封并沒(méi)有損壞,只需調(diào)整工況或適當(dāng)調(diào)整密封就可消除泄漏。這樣既避免浪費(fèi)又可以驗(yàn)證自己的故障判斷能力,積累維修經(jīng)驗(yàn)提高檢修質(zhì)量