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水泵用机械密封的维修方法是什么操作的?

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浏览: 发布日期:2017/3/22 19:59:06 【

水泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:

(l)轴套与轴间的密封;

(2)动环与轴套间的密封;

(3)动、静环间密封;

(4)对静环与静环座间的密封;

(5)密封端盖与泵体间的密封。

一般来说,轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决,但需细致观察,特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时,相对困难些。其余的泄漏直观上很难辩别和判断,须在长期管理、维修实践的基础上,对泄漏症状进行观察、分析、研判,才能得出正确结论。

一、泄漏原因分析及判断

1.安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后,一般要进行静试,观察泄漏量。如泄漏量较小,多为动环或静环密封圈存在问题;泄漏量较大时,则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上,再手动盘车观察,若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题;如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题;如泄漏介质沿轴向喷射,则动环密封圈存在问题居多,泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出,则多为静环密封圈失效。此外,泄漏通道也可同时存在,但一般有主次区别,只要观察细致,熟悉结构,一定能正确判断。

2.试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后,运转时高速旋转产生的离心力,会抑制介质的泄漏。因此,试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后,基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有: 

(l)操作中,因抽空、气蚀、憋压等异常现象,引起较大的轴向力,使动、静环接触面分离; 

(2)对安装机械密封时压缩量过大,导致摩擦副端面严重磨损、擦伤; 

(3)动环密封圈过紧,弹簧无法调整动环的轴向浮动量; 

(4)静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座; 

(5)工作介质中有颗粒状物质,运转中进人摩擦副,探伤动、静环密封端面; 

(6)设计选型有误,密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现,有时可以通过适当调整静环座等予以消除,但多数需要重新拆装,更换密封。 由于两密封端面失去润滑膜而造成的失效: 

a)因端面密封载荷的存在,在密封腔缺乏液体时启动泵而发生干摩擦; 

b)介质的低于饱和蒸汽压力,使得端面液膜发生闪蒸,丧失润滑; 

c)如介质为易挥发性产品,在机械密封冷却系统出现结垢或阻塞时,由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升,也造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状况。 

由于腐蚀而引起的机械密封失效: 

a)密封面点蚀,甚至穿透。 

b)由于碳化钨环与不锈钢座等焊接,使用中不锈钢座易产生晶间腐蚀; 

c)焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生破裂。 

由于高温效应而产生的机械密封失效: 

a)热裂是高温油泵,如油渣泵、回炼油泵、常减压塔底泵等最常见的失效现象。在密封面处由于干摩擦、冷却水突然中断,杂质进入密封面、抽空等情况下,都会导致环面出现径向裂纹; 

b)石墨炭化是使用碳—石墨环时密封失效的主要原因之一。由于在使用中,如果石墨环一旦超过许用温度(一般在-105~250℃)时,其表面会析出树脂,摩擦面附近树脂会发生炭化,当有粘结剂时,会发泡软化,使密封面泄漏增加,密封失效; 

c)辅助密封件(如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶)在超过许用温度后,将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。现在所使用的柔性石墨耐高温、耐腐蚀性较好,但其回弹性差。而且易脆裂,安装时容易损坏。 

由于密封端面的磨损而造成的密封失效: 

a)摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压(包括弹簧比压)过大等,都会缩短机械密封的使用寿命。对常用的材料,按耐磨性排列的次序为:碳化硅—碳石墨、硬质合金—碳石墨、陶瓷—碳石墨、喷涂陶瓷——碳石墨、氮化硅陶瓷——碳石墨、高速钢——碳石墨、堆焊硬质合金——碳石墨。 

b)对于含有固体颗粒介质,密封面进入固体颗粒是导致使密封失效的主要原因。固体颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作用,使密封发生剧烈磨损而失效。密封面合理的间隙,以及机械密封的平衡程度,还有密封端面液膜的闪蒸等都是造成端面打开而使固体颗粒进入的主要原因。 

c)机械密封的平衡程度β也影响着密封的磨损。一般情况下,平衡程度β=75%左右最适宜。β<75%,磨损量虽然降低,但泄漏增加,密封面打开的可能性增大。对于高负荷(高PV值)的机械密封,由于端面摩擦热较大,β一般取65%~70%为宜,对低沸点的烃类介质等,由于温度对介质气化较敏感,为减少摩擦热的影响,β取80%~85%为好。 

因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械密封泄漏: 

a)由于安装不良,造成机械密封泄漏。主要表现在以下几方面: 

1)动、静环接触表面不平,安装时碰伤、损坏; 

2)动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧; 

3)动、静环表面有异物; 

4)动、静环V型密封圈方向装反,或安装时反边; 

5)轴套处泄漏,密封圈未装或压紧力不够; 

6)弹簧力不均匀,单弹簧不垂直,多弹簧长短不一; 

7)密封腔端面与轴垂直度不够; 

8)轴套上密封圈活动处有腐蚀点。 

b)设备在运转中,机械密封发生泄漏的原因主要有: 

1)泵叶轮轴向窜动量超过标准,转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定,密封腔内压力经常变化等均会导致密封周期性泄漏; 

2)摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏; 

3)密封圈材料选择不当,溶胀失弹; 

4)大弹簧转向不对; 

5)设备运转时振动太大; 

6)动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能补偿密封面的磨损; 

7)密封环发生龟裂等。 

c)泵在停一段时间后再启动时发生泄漏,这主要是因为摩擦副附近介质的凝固、结晶,摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、阻塞而失弹。 

d)泵轴扰度太大。

机械密封的损坏,除与上述原因有关系外,明显的原因是机械密封的设计和选型对工矿介质来说不合适(现场经常发生)。冲洗装置的配备以及使用情况,设备的维护水平。有很大关系。从使用经验上来说,陶瓷、石墨材料比较容易炸裂,四氟材料弹性小,要掌握好现场尺寸精度,方可一劳永逸。

3.正常运转中突然泄漏。离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已达到使用寿命,而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。(1)抽空、气蚀或较长时间憋压,导致密封破坏;(2)对泵实际输出量偏小,大量介质泵内循环,热量积聚,引起介质气化,导致密封失效;(3)回流量偏大,导致吸人管侧容器(塔、釜、罐、池)底部沉渣泛起,损坏密封; (4)对较长时间停运,重新起动时没有手动盘车,摩擦副因粘连而扯坏密封面;(5)介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多;(6)环境温度急剧变化;(7)工况频繁变化或调整;(8)突然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中突然泄漏,如不能及时发现,往往会酿成较大事故或损失,须予以重视并采取有效措施。

二、泵用机械密封检修中的几个误区

1.弹簧压缩量越大密封效果越好。其实不然,弹簧压缩量过大,可导致摩擦副急剧磨损,瞬间烧损;过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力,导致密封失效。

2.动环密封圈越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益。一是加剧密封圈与轴套间的磨损,过早泄漏;二是增大了动环轴向调整、移动的阻力,在工况变化频繁时无法适时进行调整;三是弹簧过度疲劳易损坏;四是使动环密封圈变形,影响密封效果。

3.静环密封圈越紧越好。静环密封圈基本处于静止状态,相对较紧密封效果会好些,但过紧也是有害的。一是引起静环密封因过度变形,影响密封效果;二是静环材质以石墨居多,一般较脆,过度受力极易引起碎裂;三是安装、拆卸困难,极易损坏静环。

4.叶轮锁母越紧越好。机械密封泄漏中,轴套与轴之间的泄漏(轴间泄漏)是比较常见的。一般认为,轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧,其实导致轴间泄漏的因素较多,如轴间垫失效,偏移,轴间内有杂质,轴与轴套配合处有较大的形位误差,接触面破坏,轴上各部件间有间隙,轴头螺纹过长等都会导致轴间泄漏。锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效,相反适度锁紧锁母,使轴间垫始终保持一定的压缩弹性,在运转中锁母会自动适时锁紧,使轴间始终处于良好的密封状态。

5.新的比旧的好。相对而言,使用新机械密封的效果好于旧的,但新机械密封的质量或材质选择不当时,配合尺寸误差较大会影响密封效果;在聚合性和渗透性介质中,静环如无过度磨损,还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态,使聚合物和杂质沉积为一体,起到了较好的密封作用。

6.拆修总比不拆好。一旦出现机械密封泄漏便急于拆修,其实,有时密封并没有损坏,只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既避免浪费又可以验证自己的故障判断能力,积累维修经验提高检修质量。


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