化工用泵机械密封泄漏与检修问题的探讨

1 机械密封原理和结构组成

机械密封工作时, 由密封流体的压力和弹性元件的弹力等引起的轴向力使动环和静环互相贴合并相对运动, 由于两个密封端面的紧密配合, 使密封端面之间的交界 (密封界面) 形成一微小间隙, 当有压介质通过此间隙时, 形成极薄的液膜, 产生阻力, 阻止介质泄漏, 同时液膜又使得端面得以润滑, 获得长期密封效果。

机械密封主要由以下几类部件组成:

摩擦副 (由相对运动的动环、静环组成) 。

辅助密封圈:动静环用的“O”圈, “V”圈, 柔性石墨及聚四氟乙烯方形密封圈等。

以弹性元件为主的补偿机构:如弹簧、碟簧、波纹管等。

传动元件, 如顶丝、键、弹簧盒组件等。

2 机械密封故障原因分析与预防纠正措施

为了保证机泵长周期平稳运行, 必须处理好机械密封的故障, 做好故障原因分析。虽然化工泵用机械密封种类多, 型号各异, 但常见故障主要是泄漏, 泄漏通常发生在 (1) 动环与轴套间的密封泄漏; (2) 轴套与轴间的密封泄漏; (3) 动、静环间密封泄漏; (4) 密封端盖与泵体间的密封泄漏; (5) 对静环与静环座间的密封泄漏。

现在我们就从机械方面分析机械密封常见故障和故障的原因并给出预防纠正措施, 设备维修人员可以依据密封损坏的表现形式和原因采取相应的预防纠正措施。

(1) 密封面扭曲可能的原因:冷却不好, 造成热应力不均匀;泵操作压力过高, 超出设计值;密封面间有杂物;密封环支撑面不合适;附助密封膨胀;密封面制造不平直;压盖螺栓上的松紧不均或过紧, 夹持应力过大。

对应的防范手段有:调整冷却水或冲洗液的流量, 确保密封面冷却和润滑充分, 并除去流体中杂质;降低泵的操作压力到正常工作值;清洁密封面;改变辅助密封结构和材料;将密封面重新加工平直:调整压盖螺栓扭矩到均匀、合适的力度。

(2) 密封面有擦伤和刻痕是因为制造或装配时掌握不好或密封面进入颗粒物。

对应的防范手段有:采用机械或人工手段研磨消除刻痕或划痕;改善密封环境, 消除流体中的异物。

(3) 辅助密封元件物理性损坏, 如O型环、波纹管等辅助密封件有刻痕、切口、撕裂、擦痕。可能的原因是:飞边、台阶棱、键槽等将密封件划伤;安装经验不足;不恰当使用;制造缺陷。这类损坏就针对原因进行处理即可。

(4) 还有传动失效, 主要是传动凸耳磨损;传动螺钉和卡箍失效故障;传动销磨坏和断裂。造成这类故障的原因有以下几种:泵轴向串量太大;轴承失效;密封面润滑差;泵操作压力过高;轴弯曲大;轴振动过大;密封组件卡住。

对应的防范手段有:缩小轴向串量;检查轴承必要时进行更换;及时补充润滑冲洗液;操作压力降到正常范围内;对弯曲的轴进行校正;降低轴振动保持紧钉螺钉紧力, 使密封元件不在轴套上滑动。

(5) 如果是弹簧失弹, 则可能是固体颗粒物堆积;封油氧化、高温碳化、腐蚀产物和分解产物沉积原因造成的。

对应的防范手段有:对于有沉积物的介质, 多用金属波纹管密封、大弹簧密封, 少用小弹簧密封;在密封结构上保持弹簧处清洁干净;轴套靠近弹簧处采用硬面, 避免轴套机械损坏。

(6) 动环断裂或开裂可能是由以下原因造成:密封装配不当;安装操作失误;密封面扭矩过大;泵压力超高;密封拆卸或解体时损坏;温差大。

对应的防范手段有:安装时仔细、认真的操作;降低泵输送压力;调整压缩量;加大封油量, 降低密封温度;改善环境, 防止摩擦副润滑不良造成扭矩过大;仔细装配, 避免密封咬死、卡住。

3 机械密封的维护与检修

日常维护中, 要注意机械密封部件自身松动引起泄漏以及杂质进入端面造成发热和一些异常的声音;防止干摩擦;间歇运行的机械, 停泵后要防止介质干燥形成结晶或温度降低析出结晶, 如果这些结晶没有处理会导致密封面划伤。所以在下次开启时, 采取加温或冲洗的措施, 防止端面划伤。还要观察冲洗、冷却等辅助装置及仪表是否正常工作;注意机器运行中有无异常现象, 如轴承损坏以及振动, 都会影响机械密封的使用。

如果需要打开机械密封进行检查或维修, 则在打开之前先要熟悉机械密封的相关资料, 弄明白机械密封的类型结构, 然后准备好检修所要的工器具, 并做好安全防护工作, 然后按照顺序对机械密封拆卸, 同时做好标记, 以便于重新组装, 在拆卸的过程中仔细的观察, 分析查找造成泄漏的原因并按照预防纠正措施进行恰当的维修。

摘要：在化工生产活动中, 转动设备检修工作多半是泵的检修, 机械密封是化工泵最常用的密封形式, 因此, 合理维护机械密封以减少泄漏, 防止污染, 提高经济效益, 是设备维护人员的一项重要工作。

关键词：泵,机械密封,原理,故障原因,防范手段