淺析渣漿泵機封的失效方式
關(guān)鍵詞：渣漿泵機械密封失效
1 概述
由于渣漿泵用機械密封結構較復雜，要求有較高的加工精度與安裝技術(shù)等，由于使用工況嚴酷，含有固體顆粒，腐蝕與磨蝕并存，因此機械密封引起的渣漿泵設備故障率很高，機械密封一旦失效，會(huì )導致整機停止工作。所以全面正確地分析機封失效原因，并及時(shí)采取相應準確預防和糾正措施排除故障，是渣漿泵可靠運行的關(guān)鍵。
2 失效方式
機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動(dòng)的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。機械密封中流體可能泄漏的途徑有：旋轉環(huán)與軸之間的密封、靜止環(huán)與壓蓋之間的密封、壓蓋與殼體之間的密封、旋轉環(huán)與靜止環(huán)的端面彼此貼合作相對滑動(dòng)的動(dòng)密封。
2.1 安裝靜試時(shí)泄漏機械密封安裝調試好后，一般要進(jìn)行靜試，觀(guān)察泄漏量。如泄漏量較小，多為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問(wèn)題；泄漏量較大時(shí)，則表明動(dòng)、靜環(huán)摩擦副間存在問(wèn)題。在初步觀(guān)察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動(dòng)盤(pán)車(chē)觀(guān)察，若泄漏量無(wú)明顯變化則靜、動(dòng)環(huán)密封圈有問(wèn)題；如盤(pán)車(chē)時(shí)泄漏量有明顯變化則是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問(wèn)題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動(dòng)環(huán)密封圈存在問(wèn)題居多，泄漏介質(zhì)向四周?chē)娚浠驈乃鋮s孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時(shí)存在，但一般有主次區別，只要觀(guān)察細致，熟悉結構，一定能正確判斷。
2.2 工作后械密封失效原因及措施
2.2.1 材質(zhì)選擇不合理在設計過(guò)程中設計者有時(shí)會(huì )忽略動(dòng)密封材質(zhì)匹配的問(wèn)題，致使密封端面磨損過(guò)速，縮短了機械密封的使用壽命和維護周期。密封端面材料組合不合適，表現為功率升高，密封面過(guò)熱、冒煙，析出大量磨損生成物，密封裝置產(chǎn)生振動(dòng)，泄漏量不正常。造成機械密封的早期磨損、燒傷、刮傷、破壞、開(kāi)裂等后果。應重新選擇相匹配的端面材料組合，大多數情況下，動(dòng)、靜環(huán)材料以一軟一硬組對，根據需要，既可用硬材料做動(dòng)環(huán)，也可用硬材料做靜環(huán)。普通形式的機械密封常用硬材料做動(dòng)環(huán)、軟材料做靜環(huán)組對。但由于渣漿泵輸送的多為帶顆粒的介質(zhì)，工作環(huán)境差，機械密封的動(dòng)、靜環(huán)一般均用硬材料。
2.2.2 設計不合理
原因：①端面寬度設計不合理。②端面平面度差，介質(zhì)泄漏過(guò)多，無(wú)法達到密封效果。③彈簧壓力調整不當。④密封腔孔徑過(guò)小。⑤泵軸的軸向竄量大。
措施：①寬度過(guò)大的縮小密封面寬度、減小彈簧壓力，降低比壓改善結構；寬度過(guò)小的加大端面寬度，增加比壓等，一般來(lái)說(shuō)這種原因引起的發(fā)生率較低，只有其他可能排除后才考慮。②修理端面，這種情況在實(shí)際中發(fā)生率較高，在機械密封失效時(shí)，應注意。③如果是單彈簧式機械密封彈簧壓力不均是彈簧產(chǎn)品不合格，需更換彈簧有時(shí)也需調整單彈簧的平行度；如果是多彈簧式機械密封則是個(gè)別彈簧選取不當所致，只需所有彈簧統一型號或調整多彈簧孔深的均勻性。④擴大孔徑。⑤合理地設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿(mǎn)足這一要求，對于多級離心泵，比較理想的設計方案：一個(gè)是平衡盤(pán)加軸向止推軸承，由平衡盤(pán)平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進(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，同時(shí)軸向止推軸承對泵軸進(jìn)行軸向限位。第二種方案的關(guān)鍵是合理地設計平衡鼓，使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對于其他單級泵、中開(kāi)泵等產(chǎn)品，在設計時(shí)采取一些措施保證泵軸的竄量在機械密封所要求的范圍之內。
2.2.3 泵體振動(dòng)過(guò)大
原因分析：渣漿泵在工作中由于氣穴作用、喘振或是軸及軸承不正常、結合與安裝不當，造成機械密封無(wú)法正常密封，泄漏量大或不正常、振動(dòng)、有音響等現象，會(huì )導致防轉機構滑動(dòng)、傳動(dòng)部件磨損，開(kāi)裂，破壞，傳動(dòng)軸也會(huì )過(guò)快磨損，縮短渣漿泵及其機械密封的正常使用壽命。
措施：①泵產(chǎn)品在設計過(guò)程中，要充分分析振動(dòng)以消除振動(dòng)源；②泵產(chǎn)品的制造裝配過(guò)程中，嚴格按標準和操作規程去執行，消除振動(dòng)源；③泵、電機、底座、現場(chǎng)管路等輔助設備在現場(chǎng)安裝時(shí)，要嚴格把關(guān)，消除振動(dòng)源；④現場(chǎng)生產(chǎn)、操作、維修、調節時(shí)，嚴格把關(guān)，消除振動(dòng)源。
2.2.4 安裝不良
原因：
①動(dòng)、靜環(huán)接觸表面不平，安裝時(shí)碰傷、損壞；
②動(dòng)、靜環(huán)密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊；
③動(dòng)、靜環(huán)表面有異物；
④動(dòng)、靜環(huán)V形密封圈方向裝反，或安裝時(shí)反邊；
⑤軸套處泄漏，密封圈未裝或壓緊力不夠；
⑥彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長(cháng)短不一；
⑦密封腔端面與軸垂直度不夠；
⑧軸套上密封圈活動(dòng)處有腐蝕點(diǎn)。
措施：
①更換動(dòng)、靜環(huán)或修復接觸表面；
②更換動(dòng)、靜環(huán)，調整壓緊；
③清理動(dòng)、靜環(huán)表面，保持接觸面的清潔，防止磨損；
④調整動(dòng)、靜環(huán)V形密封圈的方向，在安裝時(shí)應注意密封圈的方向問(wèn)題；
⑤檢查密封圈安裝是否正確，如壓緊力不夠，適當加大壓緊；
⑥調整單彈簧的平行度；統一多彈簧的型號；
⑦校正密封腔端面和中線(xiàn)的垂直度；
⑧更換軸套，并分析產(chǎn)生腐蝕點(diǎn)的原因，采取措施避免腐蝕點(diǎn)的產(chǎn)生。
2.2.5 密封端面磨損摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系數大、端面比壓(彈簧比壓)過(guò)大等，都會(huì )縮短機械密封的使用壽命。對于含有固體顆粒介質(zhì)，密封面進(jìn)入固體顆粒是導致密封失效的主要原因。密封面合理的間隙，以及機械密封的平衡程度，還有密封端面液膜的閃蒸等都是造成端面打開(kāi)而使固體顆粒進(jìn)入的主要原因。機械密封的平衡程度β也影響著(zhù)密封的磨損。一般情況下，平衡程度β=75%左右***適宜。
2.2.6 高溫效應
原因分析：
①熱裂是高溫泵(如油渣泵、回煉油泵、常減壓塔底泵等)***常見(jiàn)的失效現象。
②石墨炭化是使用碳-石墨環(huán)時(shí)密封失效的主要原因之一。
③輔助密封件(氟橡膠、乙丙橡膠、全橡膠)在超過(guò)許用溫度后，將會(huì )迅速老化、龜裂、變硬失彈。
措施：①冷卻，加強注液潤滑，更換材質(zhì)，改變密封形式；②改進(jìn)冷卻系統，降低密封溫度，或更換密封環(huán)材質(zhì)；③更換材質(zhì)，改善冷卻裝置。
3 結束語(yǔ)
選擇正確的安裝方式、合理的密封材料以及符合實(shí)際工況的結構設計，嚴格遵守機械密封的使用要求，全面正確分析渣漿泵用機械密封失效的各種原因，采取相應準確的應對措施來(lái)保證機械密封的可靠性，是渣漿泵機械密封可靠運行的保證。
