機(jī)械密封的應(yīng)用及故障處理

  機(jī)械密封因其密封性能良好和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電、石油化工等行業(yè)，機(jī)械密封的密封效果將直接影響整機(jī)的運(yùn)行，嚴(yán)重的還將出現(xiàn)重大安全事故。今天介紹的是從機(jī)械密封的內(nèi)外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應(yīng)采取的合理措施。

1.機(jī)械密封的原理及要求

  　  機(jī)械密封通常由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓縮元件和密封元件組成。其中動(dòng)環(huán)隨泵軸一同旋轉(zhuǎn)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)嚴(yán)密貼合組成密封面，避免介質(zhì)泄露。動(dòng)環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上發(fā)生恰當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液膜而達(dá)到密封的目的。壓緊元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不工作的狀態(tài)下，也保持端面貼合，確保密封介質(zhì)不外漏，并避免雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。密封元件起密封動(dòng)環(huán)與軸的空隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時(shí)彈性元件對(duì)泵的振動(dòng)、沖擊起緩沖效果。機(jī)械密封在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中是與泵的其它零部件一同組合起來運(yùn)轉(zhuǎn)的，機(jī)械密封的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與它的自身性能、外部條件都有很大的關(guān)系。但是我們首要確保自身的零件功性能、輔助密封裝置和安裝的技術(shù)要求，使機(jī)械密封發(fā)揮它應(yīng)有的效果。

2.機(jī)械密封的故障表現(xiàn)及原因

　　2.1 機(jī)械密封的零件故障在旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，密封端面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)磨損、熱裂、變形、破損等狀況，彈簧用久了也會(huì)松弛、開裂和腐蝕。輔助密封圈也會(huì)出現(xiàn)裂口、扭曲和變形、破裂等狀況。

　　2.2 機(jī)械密封振動(dòng)、發(fā)熱故障原因

　　設(shè)備旋轉(zhuǎn)過程中，會(huì)使動(dòng)態(tài)環(huán)貼合端面粗糙，動(dòng)靜環(huán)與密封腔的空隙太小，因?yàn)檎駭[引起碰撞從而引起振動(dòng)。有時(shí)因?yàn)槊芊舛嗣婺透g和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時(shí)夾有顆粒、雜質(zhì)，也會(huì)引起機(jī)械密封的振動(dòng)和發(fā)熱。

　　2.3 機(jī)械密封介質(zhì)泄露的故障原因

　　（1）靜壓試驗(yàn)時(shí)泄露。機(jī)械密封在安裝時(shí)因?yàn)椴蛔屑?xì)，由于密封端面被碰傷、變形、損壞或清潔不凈、夾有顆粒狀雜質(zhì)，或是因?yàn)槎ㄎ宦葆斔蓜?dòng)、壓蓋沒有壓緊，機(jī)器、設(shè)備精度不夠，使密封面沒有徹底貼合，都會(huì)造成介質(zhì)泄露。如果軸套漏，則是軸套密封圈裝配時(shí)未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。（2）周期性或陣發(fā)性泄露。機(jī)械密封的轉(zhuǎn)子組件周期性振動(dòng)、軸向竄動(dòng)量太大，都會(huì)造成泄露。機(jī)械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封效果，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)起來使密封面發(fā)生密封所要求的比壓。為了確保比壓值，機(jī)械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要確保在0.25mm以內(nèi)。但在設(shè)計(jì)當(dāng)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的不合理，往往導(dǎo)致泵軸產(chǎn)生很大的竄量，對(duì)機(jī)械密封的使用是非常不利的。（3）機(jī)械密封的經(jīng)常性泄露。機(jī)械密封經(jīng)常性泄露的原因有很多方面：第一個(gè)方面，因?yàn)槊芊舛嗣嫒毕菀鸬慕?jīng)常性泄露。第二個(gè)方面，是輔助密封圈引起的經(jīng)常性泄露。第三個(gè)方面，是彈簧缺陷引起的泄露。其他方面，還包含轉(zhuǎn)子振動(dòng)引起的泄露，傳動(dòng)、緊定和止推零件質(zhì)量不好或松動(dòng)引起泄露，機(jī)械密封輔助裝置引起的泄露，因?yàn)榻橘|(zhì)的問題引起的經(jīng)常性泄露。（4）機(jī)械密封振動(dòng)偏大。機(jī)械密封振振動(dòng)偏大，終究導(dǎo)致失去密封效果，但機(jī)械密封振動(dòng)偏大的原因往往不僅僅是機(jī)械密封自身的原因，泵的其它零部件也是發(fā)生振動(dòng)的根源，如泵軸設(shè)計(jì)不合理、加工的原因、軸承精度不行、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大等原因。

3.處理故障采取的措施

　　如果機(jī)械密封的零件出現(xiàn)故障，就需要更換零件或是提高零件的機(jī)械加工精度，提高機(jī)械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度，對(duì)機(jī)械密封的使用效果非常有利。為了提高密封效果，對(duì)動(dòng)靜環(huán)的摩擦面的光潔度和不平度要求很高，一般在2～7mm之間。

　　3.1 機(jī)械密封振動(dòng)、發(fā)熱的處理

　　假如果是動(dòng)靜環(huán)與密封腔的空隙太小，就要增大密封腔內(nèi)徑或減小轉(zhuǎn)動(dòng)外徑，至少確保0.75mm的空隙。如果是摩擦副配對(duì)不當(dāng)，就要更換動(dòng)態(tài)靜環(huán)材料，使其耐溫、耐腐蝕，這樣就會(huì)減少機(jī)械密封的振動(dòng)和發(fā)熱。

　　3.2 機(jī)械密封泄露的處理

　　機(jī)械密封的泄露是由于多種原因引起的，我們要具體問題具體分析。為了最大限度的減少泄漏量，安裝機(jī)械密封時(shí)一定要嚴(yán)格按照技能要求進(jìn)行安裝，同時(shí)還要注意以下事項(xiàng)。

　?。?）安裝是要保持干凈、光潔。機(jī)械密封的零部件、工器具、潤滑油、揩拭材料都要非常干凈，動(dòng)靜環(huán)的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。

　?。?）修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關(guān)圓角要砂光擦亮。

　?。?）裝配輔助密封圈時(shí)，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗刷，以免脹大變形，過早老化。動(dòng)靜環(huán)組裝完成后，用手按動(dòng)補(bǔ)償環(huán)，查看是否到位，是否靈活;彈性開口環(huán)是否定位可靠。動(dòng)環(huán)安裝完后，必須確保它在軸上軸向移動(dòng)靈活。

　　3.3  泵軸竄量大的處理

　　合理的設(shè)計(jì)軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿滿足這一要求，對(duì)于多級(jí)離心泵，設(shè)計(jì)方案是:平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對(duì)泵軸進(jìn)行軸向限位。

　　3.4  增加輔助沖洗裝置

　　密封腔中密封介質(zhì)含有顆粒、雜質(zhì)，必須進(jìn)行沖洗，否則會(huì)因結(jié)晶的析出，顆粒、雜質(zhì)的沉積，使機(jī)械密封的彈簧失效，如果顆粒進(jìn)入摩擦副，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封的迅速損壞。因此機(jī)械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的，它能夠有效地保護(hù)密封面，起到冷卻、潤滑、沖走雜雜質(zhì)等作用。

　　3.5 泵振動(dòng)的處理措施

　　在泵的生產(chǎn)裝配過程中，要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程去執(zhí)行，消除振動(dòng)源。泵、電機(jī)、底座、現(xiàn)場管路等輔助設(shè)備在現(xiàn)場安裝時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，消除振動(dòng)源。

　　以上簡單介紹了機(jī)械密封在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的使用和出現(xiàn)故障后的現(xiàn)象和處理措施，以后再遇到機(jī)械密封的故障問題，首要要考慮機(jī)械密封自身的影響因素，然后還要考慮機(jī)械密封外部的一些影響因素。比如:在分析機(jī)械密封的質(zhì)量事故的原因時(shí)，要考慮到泵的其它零部件對(duì)機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，采取相應(yīng)措施不斷提高機(jī)械密封的使用效果和使用壽命。