离心泵填料密封的改造

一、前言

在离心泵的应用过程中, 离心泵填料密封好坏影响着离心泵的使用效果, 因此做好离心泵的填料密封改造工作非常有必要, 这是提高离心泵填料密封效果的一个非常重要的办法。

二、离心泵机械密封结构原理

首先我们必须要了解离心泵机械密封原理, 其实主要就是离心泵机械封是一种对精密度要求非常高的精密部件, 它的整个制造过程, 从设计到加工到安装等等都是有着非常严格的精密度要求的。顾名思义, 密封就是利用来防止一些流体外泄的, 所以说离心泵机械密封也是要达到这样的一个效果, 所以我们必须要在使用机械密封的时候有所考虑, 要考虑使用的环境, 必须要考虑机械密封运行时候的润滑油没有做好, 有没有达到应该有的一些技术要求, 只有这样才能保证机械密封的施工效果, 才能保证机械密封能够达到应该有的要求, 机械密封简单的说就是通过端面密封来达到应该有的密封效果, 通过流体压力, 和机械外加的压力保持密封, 这样通过一定的相对滑动, 就能保持稳定的密封状态

三、缺陷分析

1. 填料压盖压力不易控制

在填料函中, 盘根数目一般为6-7根, 中间有填料环。在正常工作时, 必须拧紧填料压盖两侧的螺栓, 通过产生预紧力压紧填料, 使泄漏减少。由于螺栓的松紧程度只能凭手感判断, 压力大小难以控制且沿圆周方向分布不均, 这便造成填料的侧向压力沿轴向分布不均, 过小达不到密封要求, 过大造成填料严重磨损, 影响密封的稳定性和可靠性。

2. 液封结构不合理

用于液封的介质来自泵的高压区, 比其他各处泄漏进填料函的液压高, 填料函上部的液封孔离填料压盖较近, 一般间隔3圈填料, 数量较少, 防高压密封液外泄的难度大。当部分填料腐蚀需添加填料时, 新加的填料把旧的填料环和液封推向填料函内部, 使液封环与泵盖上液封孔错位而失去布液作用。密封液未经充分扩散而导致处于液封孔外侧的填料承受的压力较大, 密封难度增大。另外, 由于填料环安装在填料的中间, 且填料上的液封环要求与液封孔相对, 增大了更换填料的难度和工作量。

3. 适应性受到限制

传统的填料密封结构不允许转轴有较大的径向偏摆量, 设计要求一般小于0.5MM, 实际上, 由于操作工况发生变化, 泵在偏离设计工况下工作时, 泵轴在密封处的偏摆量相当大, 过大的偏摆量, 必然造成填料与轴套之间较大的间隙, 从而加大泄漏, 难以保证密封长期处于稳定或可靠的工作状态, 缩短了设备运行周期。

四、机械密封失效原因分析

1. 泵抽空或汽蚀

抽空现象是由于泵在启动前没有灌泵或者灌泵不充分、不满液或介质大量汽化, 在性能上表现为出口压力趋近于零, 摩擦副因干或半干摩擦而产生磨损失效。拆卸时发现动静环表面有环状沟纹、密封圈老化等现象。

由于介质温度过高, 介质在叶轮入口的低压区气化或气泡逸出, 当气泡随液体流至高压区时又产生凝聚或气泡破裂, 瞬间内周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占的空间, 造成液体互相撞击, 在冲击点处形成极大的压强。这种现象称为汽蚀。其特点是离心泵运转中产生激烈的水力冲击, 表现泵出口压力有较大幅度的波动。汽蚀发生后, 水力冲击带动密封做迅速的轴向振动, 使动静环及辅助密封等零件严重磨损。拆卸检查时发现, 弹簧卡住、静环离位、辅助密封圈损坏、密封端面严重磨损及石墨环断裂的现象。

2. 泵振动过大

由于制造和安装精度等原因, 所有离心泵都存在着振动。振动原因主要为转子不平衡、泵与电机不同心等振动可分解为垂直、水平和轴向, 其中以轴向振动对机封的危害最大。当振动加剧时, 动静环之间分离。瞬间的分离在液膜压力作用下致使密封面开启, 出现大量泄露, 如果在这瞬间摩擦副附近介质中含有固体颗粒, 进入密封端面间, 会导致密封端面损坏。