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机械密封在渣浆泵应用中的失效采取的措施



正常王作后机械密封失效原因及采取的措施


设计不合理,造成密封效果较差,或使用寿命短

    (l)原因分析:①端面宽度设计不合理。端面宽度过大造成摩擦消耗功率升高,过热,冒烟,产生音响,泄漏异常和磨损;端面宽度过小泄漏过大。②端面平面度差,介质泄漏过多,无法达到密封效果。③弹簧压力调整不当。弹簧压力过大产生的后果与端面设计宽度过大相似,同样会造成摩擦消耗功率升高、过热,发生密封面干摩擦,引起泄漏;弹簧压力过小在试运转时就会发生泄漏,此处不再具体介绍;弹簧压力不均会造成端面局部磨损,缩短机械密封的使用寿命。④密封腔孔径过小。设计的密封腔孔径过小会造成密封装置过热,泄漏不正常,引起早期磨损、变形、开裂、破坏、剥离等。⑤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,机械密封中的弹簧通过一定的压缩量从而给密封端面一个适合的推力,旋转时使密封面产生密封所要求的比压。由于弹簧的变形量是有限的,所以为了保证适合的比压,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,当泵轴窜量过大,弹簧无法给予密封面足够的比压,密封面就会发生泄漏。在实际应用中,泵轴产生很大的窜量一般足由于设计的不合理所产生的,将严重影响机械密封在泵中的使用。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。
    (2)采取的措施:①宽度过大的缩小密封面宽度、减小弹簧压力,降低比压改善结构;宽度过小的加大端面宽度,增加比压等,一般来说这种原因引起的发生率较低,只有其他可能排除后才考虑j②修理端面,这种情况在实际中发生率较高,在机械密封失效时,应注意。③如果是单弹簧式机械密封弹簧压力不均是弹簧产品不合格,需更换弹簧有时也需调整单弹簧的平行度;如果是多弹簧式机械密封则是个别弹簧选取不当所致,只需所有弹簧统一型号或调整多弹簧孔深的均匀性。④扩大孔径。这种情况在实际情况中发生率较低。⑤合理地设计轴向力的平衡装置,消除轴向窜量。为了满足这一要求,对于多级离心泵,比较理想的设计方案:一个平衡盘加轴向止推轴承,由平衡盘平衡轴向力,由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位;另一个是平衡鼓加轴向止推轴承,由平衡鼓平衡掉大部分轴向力,剩余的轴向力由止推轴承承担,同时轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。第2种方案的关键是合理地设计平衡鼓,使之能够真正平衡掉大部分轴向力。对于其他单级泵、中开泵等产品,在设升时采取一些措施保证泵轴的窜量在机械密封所要求的范围之内。

材质选择不当
(1)原因分析
    在设计过程中设计者有时会忽略动密封材质匹配的问题,致使密封端面磨损过速,缩短了机械密封的使用寿命和维护周期。密封端面材料组合不合适,表现为功率升高,密封面过热、冒烟,析出大量磨损生成物,密封装置产生振动,泄漏量不正常。造成机械密封的早期磨损、烧伤、刮伤、破坏、开裂等后果。
    (2)采取的措施

    重新选择相匹配的端面封料组合,大多数情况下,动、静环材料以一软一硬组对,根据需要,既可用硬材料做动环,也可用硬材料做静环。普通形式的机械密封常用硬材料做动环、软材料做静环组对。但由于渣浆泵输送的多为带颗粒的介质,工作环境差,机械密封的动、静环一般均用硬材料。


由于安装不良,造成机械密封泄漏

    (1)原因分析: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、损坏或朱被压紧;③动、静环表面有异物;④动、静环V形密封圈方向装反,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。
    (2)采取的措施:①更换动、静环或修复接触表面;②更换动、静环,调整压紧;③清理动、静环表面,保持接触面的清洁,防止磨损;④调整动、静环V形密封圈的方向,在安装时应注意密封圈的方向问题;⑤检查密封圈安装是否正确,如压紧力不够,适当加大压紧;⑥调整单弹簧的平行度;统一多弹簧的型号;⑦校正密封腔端面和中线的垂直度;⑧更换轴套,并分析产生腐蚀点的原因,采取措施避免
腐蚀点的产生。


渣浆泵在王作中振动过大

    (1)原因分析:渣浆泵在工作中由于气穴作用,喘振或是轴及轴承不正常、结合与安装不当,造成机械密封无法正常密封,泄漏量大或不正常、振动、有音响等现象,会导致防转机构滑动、传动部件磨损,开裂,破坏,传动轴也会过快磨损,缩短渣浆泵及其机械密封的正常使用寿命。
    (2)采取的措施:①泵产品在设计过程中,要充分分析振动以消除振动源;②泵产品的制造装配过程中,严格按标准和操作规程去执行,消除振动源;③泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时,要严格把关,消除振动源;④现场生产、操作、维修、调节时,严格把关,消除振动源。


由于高温效应而产生的机械密封失效

    (1)原因分析:①热裂是高温泵(如油渣泵、回炼油泵、常减压塔底泵等)最常见的失效现象。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;②石墨炭化是使用碳一石墨环时密封失效的主要原因之一。在使用中,如果石墨环一旦超过许用温度(一般在- 105。250 qC)时,其表面会析出树脂,摩擦面附近树脂会发生炭化,当有黏结剂时,会发泡软化,使密封面泄漏增加,密封失效;③辅助密封件(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。
    (2)采取的措施:①冷却,加强注液润滑,更换材质,改变密封形式;②改进冷却系统,降低密封温度,或更换密封环材质;③更换材质,改善冷却装置。


由于密封端面的磨损而造成的密封失效

    (1)摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压(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:碳化硅一碳石墨、硬质合金一碳石墨、陶瓷一碳石墨、喷涂陶瓷—碳石墨、氮化硅陶瓷一碳石墨、高速钢一碳石墨、堆焊硬质合金一碳石墨。
    (2)对于含有固体颗粒介质,密封面进入固体颗粒是导致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。
    (3)机械密封的平衡程度p也影响着密封的磨损。一般情况下,平衡程度口= 75%左右最适宜。p<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,一般取口= 65%一70%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,取p= 80% - 85%为好。







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