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淺析機械密封
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作者:丹羅斯
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發(fā)布時間: 4141天前
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隨著工業(yè)企業(yè)流程化、自動化水平的不斷提高，設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性顯得尤為重要。目前機械密封在泵類產(chǎn)品中的應用非常廣泛，而隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節(jié)約能源的要求，機械密封的應用前景將更加廣泛。據(jù)統(tǒng)計60％機械設(shè)備非計劃停車事故與密封故障造成泄漏有直接聯(lián)系，密封性能已成為評定機械產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標。隨著密封技術(shù)水平的不斷提高， 機械密封以其性能可靠、泄漏量少、使用壽命長、功耗低、無需經(jīng)常檢修，廣泛應用于冶金、石油、化工企業(yè)工業(yè)泵中。本人通過近些年對機械密封的使用，總結(jié)出機械密封在工業(yè)泵上檢修、維護的一些經(jīng)驗，是密封的泄漏的得到了一些改善。 一、泵用機械密封工作原理 機械密封是靠一對或幾對垂直軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構(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, 并相對滑動, 從而防止流體泄漏。 二．機械密封的泄漏點 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)合作相對滑動的動密封 第1、2、3種情況都屬于靜密封，而第4種情況就屬于動密封了，因此，對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滑油膜，必須嚴格控制端面上的單位面積壓緊力。端面上單位壓力過大，不易形成穩(wěn)定的潤滑液膜，會加速斷面的磨損。斷面上單位壓力過小，泄漏量增加。所以，要獲得良好的密封性能有較長的壽命，在安裝機械密封時，一定要保持端面單位壓力值在最適當?shù)姆秶鷥?nèi)。 三、泄漏原因分析及檢修 1、安裝靜試時泄漏。機械密封安裝調(diào)試好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)密封圈存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則可判定式動、靜環(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動環(huán)密封存在問題居多，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，只要觀察細致，熟悉結(jié)構(gòu)，一定能正確判斷。 2、試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的泄漏。泵用機械密封經(jīng)過靜試后，運轉(zhuǎn)時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會抑制介質(zhì)泄漏。因此，試運轉(zhuǎn)時機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、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、靜環(huán)接觸面分離； （2）安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副斷面嚴重磨損、擦傷； （3）動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量； （4）靜環(huán)密封圈過松，當動環(huán)軸向浮動時,靜環(huán)脫離靜環(huán)座； （5）工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運轉(zhuǎn)中進入摩擦副，擦傷動、靜環(huán)密封端面； （6）設(shè)計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。上述現(xiàn)象在試運轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)，有時可以通過適當調(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、 正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。 （1）抽空、氣濁或較長時間憋壓，導致密封破壞； （2）泵實際輸出量偏小，大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質(zhì)氣化，導致密封失效； （3）回流量偏大，導致吸入管側(cè)容器（罐、池）底部沉渣泛起，損壞密封； （4）較長時間停運，重新啟動時沒有手動盤車，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等。離心泵在正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏，如不能及時發(fā)現(xiàn)，往往會釀成較大事故或損失，須予以重視并采取優(yōu)先措施。 4影響機械密封效果的因素 機械加工精度不夠 機械加工精度不夠，原因有很多，有的是機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。這些原因的存在對機械密封的密封效果是非常不利的。 振動偏大 機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不是機械密封本身的原因，泵的其它零部件是產(chǎn)生振動的根源，如泵軸設(shè)計不合理、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，這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個推力，旋轉(zhuǎn)起來使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機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 機械密封在使用過程中是不能夠承受軸向力的，若存在軸向力，對機械密封的影響是嚴重的。有時由于泵的軸向力平衡機構(gòu)設(shè)計的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因，造成軸向力沒有被平衡掉。機械密封承受一個軸向力，運轉(zhuǎn)時密封壓蓋溫度將偏高，對于聚丙烯類的介質(zhì)，在高溫下會被熔融，因此泵啟動后很快就失去密封效果，泵靜止時則密封端面出現(xiàn)間斷的噴漏現(xiàn)象。 四、 泵用機械密封維護、檢修中應注意的幾項問題 1、 潤滑 對機械密封端面應進行適當潤滑，這樣可減少磨損和延長壽命，部分摩擦熱也可由潤滑劑帶走。一般潤滑劑可由介質(zhì)本身承擔，因此密封端面（動環(huán)、靜環(huán)）見彈簧壓力不應過大。 2、 沖洗冷卻 泵用機械密封工作使端面上產(chǎn)生的熱量應及時傳遞出去，否則端面間的液膜就會汽化而形成干摩擦，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。在機械密封使用中應絕對保證沖洗冷卻液的供應及沖洗冷卻液的暢通，必要時應定期清理。 3、 新舊密封更新 相對而言使用新機械密封的效果好于舊的，但新機械密封的質(zhì)量或材質(zhì)選擇不當時，配合尺寸誤差較大會影響密封效果；在聚合性滲透性介質(zhì)中，靜環(huán)如無過度磨損，還是不更換為好。因為靜環(huán)在靜環(huán)座中長時間處于靜止狀態(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)機械密封泄漏便急于拆修，其實，有時密封并沒有損壞，只需調(diào)整工況或適當調(diào)整密封就可消除泄漏。這樣既避免浪費又可以驗證自己的故障判斷能力，積累維修經(jīng)驗提高檢修質(zhì)量
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