外部條件對(duì)機(jī)械密封的影響

    現(xiàn)在許多廠里用的泵大部分是機(jī)械密封的，隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的進(jìn)步和節(jié)約能源的要求，對(duì)整臺(tái)泵運(yùn)用壽命的要求,及能夠連續(xù)、高效的工作等要求越來(lái)越高，所以機(jī)械密封的密封效果將直接影響到整機(jī)的工作情況。尤其現(xiàn)在許多廠里存在易燃、易爆、易揮發(fā)、劇毒等介質(zhì)，一旦機(jī)械密封發(fā)生泄露，將嚴(yán)重影響生產(chǎn)運(yùn)行，更嚴(yán)重的還可能會(huì)出現(xiàn)安全事故。大家在分析質(zhì)量故障原因時(shí)，常常在機(jī)械密封自身方面查找原因，例如：機(jī)械密封的選型是否合適，材質(zhì)選擇是否正確，密封面的比壓是否正常，摩擦副材質(zhì)的選擇是否合理等等，而很少在機(jī)械密封的外部條件方面去查找原因，例如：泵腔的條件是否合適，輔助系統(tǒng)的安裝是否合適，而這些方面的原因也是十分重要的。那么，今天就從泵用機(jī)械密封的外部條件的角度剖析了影響密封作用的幾種要素和應(yīng)采納的合理辦法。
 1、外部條件影響的原因剖析
1.1 泵軸的軸向竄量大
  機(jī)械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才可以起到密封作用，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)使密封面發(fā)生密封所要求的比壓。為了確保這一個(gè)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0.5 mm以內(nèi)。但在實(shí)際當(dāng)中，因?yàn)闀r(shí)間或安裝等問題，往往泵軸發(fā)生很大的竄量，對(duì)機(jī)械密封的運(yùn)行是十分不利的。這種現(xiàn)象往往出現(xiàn)在多級(jí)離心泵、中開泵中，尤其是在泵啟動(dòng)過程中，竄量比較大。
  泵通過長(zhǎng)時(shí)間工作后，平衡盤與平衡環(huán)沖突磨損，空隙b跟著增大，機(jī)械密封軸向竄量不斷添增加。因?yàn)檩S向力的作用，吸入側(cè)的密封面的壓緊力添加，密封面磨損加劇，直至密封面損壞，失掉密封作用。吐出側(cè)的機(jī)械密封，跟著平衡盤的磨損，轉(zhuǎn)子部件的軸向竄量大于密封要求的軸向竄量，密封面的壓緊力減小，達(dá)不到密封要求，最終使泵兩邊的機(jī)械密封全部失掉密封作用。
 1.2　軸向力偏大
  機(jī)械密封在運(yùn)行過程中是不能夠接受軸向力的，若存在軸向力，對(duì)機(jī)械密封的影響是嚴(yán)重的。有時(shí)因?yàn)楸玫妮S向力平衡機(jī)構(gòu)規(guī)劃的不合理及制造、安裝、運(yùn)用等方面的原因，形成軸向力沒有被平衡掉。機(jī)械密封接受一個(gè)軸向力，工作時(shí)密封壓蓋溫度將偏高，關(guān)于聚丙烯類的介質(zhì)，在高溫下會(huì)被熔融，因而泵啟動(dòng)后很快就失掉密封作用，泵靜止時(shí)則密封端面呈現(xiàn)連續(xù)的噴漏現(xiàn)象。
 1.3　泵軸的撓度偏大
  機(jī)械密封又稱端面密封，是一種旋轉(zhuǎn)軸向的接觸式動(dòng)密封，它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下，兩個(gè)垂直于軸心線的密封端面嚴(yán)密貼合、相對(duì)旋轉(zhuǎn)，然后到達(dá)密封作用，因而要求兩個(gè)密封之間要受力均勻。但因?yàn)楸卯a(chǎn)品規(guī)劃的不合理，泵軸工作時(shí)，在機(jī)械密封裝置處發(fā)生的撓度較大，使密封面之間的受力不均勻，導(dǎo)致密封作用欠好。
 1.4　沒有輔助系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)配置不合理
  機(jī)械密封的輔助系統(tǒng)是十分重要的，它能夠有效地保護(hù)密封面，起到冷卻、光滑、沖走雜物等作用。有時(shí)設(shè)計(jì)人員沒有合理地考慮配置輔助系統(tǒng)，所以達(dá)不到密封作用； 有時(shí)設(shè)計(jì)人員雖然配置了輔助系統(tǒng)，但因?yàn)闆_洗液中有雜質(zhì)，沖洗液的流量、壓力不行，沖洗口位置規(guī)劃不合理等原因，也同樣達(dá)不到密封作用。
 1.5　振蕩偏大
  機(jī)械密封振蕩偏大，最終導(dǎo)致失掉密封作用。但機(jī)械密封振蕩偏大的原因往往不是機(jī)械密封自身的原因，泵的其它零部件是發(fā)生振蕩的根源，如泵軸規(guī)劃不合理、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。
 1.6　泵汽蝕的原因
  因?yàn)榘惭b操作不合理以及泵進(jìn)口汽蝕功能欠好、泵的轉(zhuǎn)速偏高，在泵的入口處發(fā)生部分汽蝕，汽蝕發(fā)生后，介質(zhì)中會(huì)有氣泡，它一方面會(huì)沖擊機(jī)械密封面的表面，使其外表呈現(xiàn)破損； 另一方面會(huì)使動(dòng)環(huán)的端面的流動(dòng)膜中也含有氣泡，不能構(gòu)成安穩(wěn)的液膜，形成動(dòng)環(huán)的干摩，使機(jī)械密封裝置損壞。


2、應(yīng)采納的辦法
 2.1 消除泵軸竄量大的辦法
合理地規(guī)劃軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿意這一要求，關(guān)于多級(jí)離心泵，比較理想的設(shè)計(jì)方案有兩個(gè)：一個(gè)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；另一個(gè)是平衡鼓加軸向止推軸承，由平衡鼓平衡掉大部分軸向力，剩余的軸向力由止推軸承承擔(dān)，同時(shí)軸向止推軸承對(duì)泵軸進(jìn)行軸向限位。第二種方案的關(guān)鍵是合理地設(shè)計(jì)平衡鼓，使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對(duì)于其它單級(jí)泵、中開泵等產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)時(shí)采取一些措施保證泵軸的竄量在機(jī)械密封所要求的范圍之內(nèi)。
 2.2　消除軸向力偏大的辦法
合理地規(guī)劃軸向力平衡機(jī)構(gòu)，使之能夠真實(shí)充分地平衡掉軸向力，給機(jī)械密封創(chuàng)造一個(gè)良好的條件。關(guān)于一些電廠、石油、化工等領(lǐng)域應(yīng)用的重要產(chǎn)品，在產(chǎn)品出廠之前，必須做到臺(tái)臺(tái)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。有些重要的泵能夠在轉(zhuǎn)子上規(guī)劃一個(gè)軸向測(cè)力環(huán)，對(duì)軸向力的巨細(xì)進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。
 2.3　消除泵軸撓度偏大的辦法
這種現(xiàn)象大多存在臥式多級(jí)離心泵中，在規(guī)劃時(shí)采納以下辦法：
 (1) 削減兩端軸承之間的間隔。泵葉輪的級(jí)數(shù)不要太多，在泵總揚(yáng)程要求較高的情況下，盡量進(jìn)步每級(jí)葉輪的揚(yáng)程，削減級(jí)數(shù)。
 (2) 添加泵軸的直徑。在規(guī)劃泵軸直徑的時(shí)分，不要簡(jiǎn)單地僅考慮傳遞功率的巨細(xì)，而要考慮機(jī)械密封、軸撓度、起動(dòng)辦法和有關(guān)慣性負(fù)荷、徑向力等要素。許多規(guī)劃員沒有充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。
 (3) 進(jìn)步泵軸資料的等級(jí)。
 (4) 泵軸裝置前，對(duì)泵軸的撓度要進(jìn)行校核檢驗(yàn)。
  2.4　添加輔助系統(tǒng)
 在條件允許的情況下，盡量配置輔助系統(tǒng)。沖洗壓力一般要求高于密封腔壓力0.107 ～0.11 MPa，如果輸送介質(zhì)屬于易汽化的，則應(yīng)高于汽化壓力0.1175～0.12 MPa。密封腔壓力要依據(jù)每種泵的結(jié)構(gòu)型式、體系壓力等要素來(lái)核算。軸封腔壓力很高時(shí)或許壓力簡(jiǎn)直挨近該密封運(yùn)用最高極限時(shí)，也可由密封腔引液體至低壓區(qū)，使軸封液體流動(dòng)以帶走沖突熱。推薦的沖刷量如表1所示。
  依據(jù)每種泵的操作條件，合理地安裝管路和附件。如冷卻器、孔板、過濾器、閥門、流量指示器、壓力表、溫度等。實(shí)踐上密封的可靠性和壽命，在很大程度上取決于密封輔助系統(tǒng)的配置。
  2.5　消除泵進(jìn)口汽蝕的辦法
 (1) 提高泵的汽蝕功能水平，滿足現(xiàn)場(chǎng)裝置的汽蝕功能的要求。
 (2) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置的要求要與泵汽蝕功能水平匹配。
 (3) 現(xiàn)場(chǎng)安裝和工況調(diào)節(jié)要給泵提供有利的條件。
 2.6　消除泵振蕩的辦法
 (1) 泵裝配過程中，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程去履行，消除振蕩源。
 (2) 泵、電機(jī)、底座、現(xiàn)場(chǎng)管路等輔助設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，消除振蕩源。
 (3) 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、操作、修理、調(diào)節(jié)時(shí)，嚴(yán)格把關(guān)，消除振蕩源。
3、結(jié)束語(yǔ)
  在泵用機(jī)械密封運(yùn)用時(shí)，不僅要考慮機(jī)械密封自身的影響要素，并且要考慮機(jī)械密封外部的各種影響要素。在咱們實(shí)踐工作中要注意以下幾個(gè)問題：
  (1) 添加對(duì)機(jī)械密封輔助系統(tǒng)的重要作用的認(rèn)識(shí)，盡可能配備完善的機(jī)械密封輔助系統(tǒng)，以保證密封效果。
  (2) 對(duì)重要泵用機(jī)械密封，要添加保護(hù)辦法，確保密封質(zhì)量，減少密封質(zhì)量事故。
  (3) 剖析機(jī)械密封的質(zhì)量事故的原因時(shí)，要充分考慮到泵的其它零部件對(duì)機(jī)械密封工作的影響，采納辦法不斷提高機(jī)械密封的使用效果。