渣漿泵機(jī)械密封失效分析及改進(jìn)措施

由于渣漿泵用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)較復(fù)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(yán)酷，含有固體顆粒，腐蝕與磨蝕并存，因此機(jī)械密封引起的渣漿泵設(shè)備故障率很高，機(jī)械密封一旦失效，會(huì)導(dǎo)致整機(jī)停止工作。所以全面正確地分析機(jī)封失效原因，并及時(shí)采取相應(yīng)準(zhǔn)確預(yù)防和糾正措施排除故障，是渣漿泵可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。 2　失效方式 機(jī)械密封是靠一對(duì)或數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。機(jī)械密封中流體可能泄漏的途徑有：旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的端面彼此貼合作相對(duì)滑動(dòng)的動(dòng)密封。 2.1　安裝靜試時(shí)泄漏 機(jī)械密封安裝調(diào)試好后，一般要進(jìn)行靜試，觀察泄漏量。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。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，再手動(dòng)盤(pán)車觀察，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)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，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(qū)別，只要觀察細(xì)致，熟悉結(jié)構(gòu)，一定能正確判斷。 2.2　工作后機(jī)械密封失效原因及措施 2.2.1　材質(zhì)選擇不合理 在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)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(jī)械密封的使用壽命和維護(hù)周期。密封端面材料組合不合適，表現(xiàn)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(jī)械密封的早期磨損、燒傷、刮傷、破壞、開(kāi)裂等后果。應(yīng)重新選擇相匹配的端面材料組合，大多數(shù)情況下，動(dòng)、靜環(huán)材料以一軟一硬組對(duì)，根據(jù)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(jī)械密封常用硬材料做動(dòng)環(huán)、軟材料做靜環(huán)組對(duì)。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(jī)械密封的動(dòng)、靜環(huán)一般均用硬材料。 2.2.2　設(shè)計(jì)不合理 原因：①端面寬度設(shè)計(jì)不合理。②端面平面度差，介質(zhì)泄漏過(guò)多，無(wú)法達(dá)到密封效果。③彈簧壓力調(diào)整不當(dāng)。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(jié)構(gòu)；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(jī)械密封失效時(shí)，應(yīng)注意。 ③如果是單彈簧式機(jī)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(diào)整單彈簧的平行度；如果是多彈簧式機(jī)械密封則是個(gè)別彈簧選取不當(dāng)所致，只需所有彈簧統(tǒng)一型號(hào)或調(diào)整多彈簧孔深的均勻性。 ④擴(kuò)大孔徑。 ⑤合理地設(shè)計(jì)軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對(duì)于多級(jí)離心泵，比較理想的設(shè)計(jì)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(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)于其他單級(jí)泵、中開(kāi)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)。 2.2.3　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(jié)合與安裝不當(dāng)，造成機(jī)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(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)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(jī)械密封的正常使用壽命。 措施：①泵產(chǎn)品在設(shè)計(jì)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(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程去執(zhí)行，消除振動(dòng)源；③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)，消除振動(dòng)源；④現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、操作、維修、調(diào)節(jié)時(shí)，嚴(yán)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(zhǎng)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(fù)接觸表面；②更換動(dòng)、靜環(huán)，調(diào)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(diào)整動(dòng)、靜環(huán)V形密封圈的方向，在安裝時(shí)應(yīng)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(dāng)加大壓緊；⑥調(diào)整單彈簧的平行度；統(tǒng)一多彈簧的型號(hào)；⑦校正密封腔端面和中線的垂直度；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(shù)大、端面比壓(彈簧比壓)過(guò)大等，都會(huì)縮短機(jī)械密封的使用壽命。對(duì)于含有固體顆粒介質(zhì)，密封面進(jìn)入固體顆粒是導(dǎo)致密封失效的主要原因。密封面合理的間隙，以及機(jī)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(jī)械密封的平衡程度也影響著密封的磨損。一般情況下，平衡程度=75%左右適宜。 2.2.6　高溫效應(yīng) 原因分析：①熱裂是高溫泵(如油渣泵、回?zé)捰捅谩⒊p壓塔底泵等)常見(jiàn)的失效現(xiàn)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(qiáng)注液潤(rùn)滑，更換材質(zhì)，改變密封形式；②改進(jìn)冷卻系統(tǒng)，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。 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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵守機(jī)械密封的使用要求，全面正確分析渣漿泵用機(jī)械密封失效的各種原因，采取相應(yīng)準(zhǔn)確的應(yīng)對(duì)措施來(lái)保證機(jī)械密封的可靠性，是渣漿泵機(jī)械密封可靠運(yùn)行的保證。