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是什么原因导致圆弧齿轮泵机械密封无效呢

时间:2018.12.13

       齿轮泵用机械密封种类繁多,型号各异,首先我们要先看看是那部分,一般主要泄漏点主要有五处:

      (一)密封端盖与齿轮泵体间的密封. (二)轴套与轴间的密封;(三)动环与轴套间的密封;(四)动,静环间密封;(五)对静环与静环座间的密封;

现在我们知道有那五片是泄漏点了,下面丽环水泵就详细介绍下,这些是有那些原因造成机械密封失效的

      第一、泵轴的轴向窜量大 

机械密封的密封面要有一定的比压,这样才能起到密封作用,这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量,给密封端面一个推力,旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压,机械密封要求泵轴不能有太大的窜量,一般要保证在0.5 mm以内。但在实际设计当中,由于设计的不合理,往往泵轴产生很大的窜量,对机械密封的使用是非常不利的。这种现象往往出现在多级离心泵中,尤其是在泵启动过程中,窜量比较大。 

      平衡盘工作时自动改变平衡盘与平衡环之间的轴向间隙b,从而改变平衡盘前后两侧的压差,产生一个与轴向力方向相反的作用力来平衡轴向力。由于转子窜动的惯性作用和瞬态泵工况的波动,运转的转子不会静止在某一轴向平衡位置。平衡盘始终处在左右窜动的状态。平衡盘在正常工作中的轴向窜量只有0105 ~011 mm,满足机械密封的允许轴向窜量015 mm的要求,但平衡盘在泵启动、停机、工况剧变时的轴向窜量可能大大超过机械密封允许的轴向窜量. 

      圆弧齿轮泵经过长时间运行后,平衡盘与平衡环摩擦磨损,间隙b随着增大,机械密封轴向窜量不断增加。由于轴向力的作用,吸入侧的密封面的压紧力增加,密封面磨损加剧,直至密封面损坏,失去密封作用。吐出侧的机械密封,随着平衡盘的磨损,转子部件的轴向窜量大于密封要求的轴向窜量,密封面的压紧力减小,达不到密封要求,*终使泵两侧的机械密封全部失去密封作用。

      第一、轴向力偏大 

机械密封在使用过程中是不能够承受轴向力的,若存在轴向力,对机械密封的影响是严重的。有时由于泵的轴向力平衡机构设计的不合理及制造、安装、使用等方面的原因,造成轴向力没有被平衡掉。机械密封承受一个轴向力,运转时密封压盖温度将偏高,对于聚丙烯类的介质,在高温下会被熔融,因此泵启动后很快就失去密封效果,泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。 

      第二、泵轴的挠度偏大 

机械密封又称端面密封,是一种旋转轴向的接触式动密封,它是在流体介质和弹性元件的作用下,两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转,从而达到密封效果,因此要求两个密封之间要受力均匀。但由于泵产品设计的不合理,泵轴运转时,在机械密封安装处产生的挠度较大,使密封面之间的受力不均匀,导致密封效果不好。 

      第三、没有辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理 

机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的,它可以有效地保护密封面,起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。有时设计员没有合理地配置辅助冲洗系统,达不到密封效果; 有时虽然设计人员设计了辅助系统,但由于冲洗液中有杂质,冲洗液的流量、压力不够,冲洗口位置设计不合理等原因,也同样达不到密封效果。 

      第四、振动偏大 

机械密封振动偏大,*终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不是机械密封本身的原因,泵的其它零部件是产生振动的根源,如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。 

      第五、泵汽蚀的原因 

由于装置系统操作不合理以及泵进口汽蚀性能不好、泵的转速偏高,在泵的入口处发生局部汽蚀,汽蚀发生后,水中会有气泡,它一方面会冲击机械密封面的外表面,使其表面出现破损; 另一方面会使动静环的吻合面的流动膜中也含有气泡,不能形成稳定的流动膜,造成动静环的吻合面的干摩擦,使机械密封装置损坏。 

      第六、机械加工精度不够 

机械加工精度不够,原因有很多,有的是机械密封本身的加工精度不够,这方面的原因容易引起人们的注意,也容易找到。但有时是泵其它部件的加工精度不够,这方面的原因,不容易引起人们的注意。例如:泵轴、轴套、泵体、密封腔体的加大精度不够等原因。这些原因的存在对机械密封的密封效果是非常不利的。

      第七、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. 

      第八、试运转时出现的泄漏.齿轮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. 

      第九、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齿轮泵而发生干摩擦;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. 

      第十、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. 

      第十一、由于高温效应而产生的机械密封失效: 

a)热裂是高温齿轮油泵,如渣油泵,回炼油泵,常减压塔底泵等*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. 

      第十二、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*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. 

      第十三、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: 

1)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.