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                                                      水泵機械密封漏水原因分析及防止措施

                                                        水泵的工作特點需要機械密封具有較高的精密度和可靠性,其密封性能對機組的高效運行和使用壽命的延長具有至關重要的作用。本文從機械密封的組成與原理出發,分析了機械密封發生滲漏的現象及其原因,并結合實踐經驗,對防止滲漏的發生提出了有效對策。以期減少人為的設計缺陷或使用問題,使機械密封性能長期、可靠,保證水泵機組運行的安全性和高效性。


                                                      1.1 水泵機械密封的組成與工作原理

                                                        水泵在輸送高溫高壓水時常選擇機械密封的方式防止其泄漏,而滲漏造成的機械事故占水泵全部維修量的50%左右,可見,機械密封的可靠性對水泵的高效運行和使用壽命的延長具有至關重要的作用。機械密封一般由旋動環、靜止環、密封圈或密封墊等輔助元件以及彈性補償元件等幾部分組成。其工作原理是將一對垂直于旋轉軸線的端面相互貼合且相對轉動,并使端面間維持一層極薄的液膜,在輔助密封的配合下,使端面受到介質流體壓力與補償機械彈力的作用,保持緊密的貼合度以達到密封的目的。

                                                       

                                                      1.2 漏水現象及其原因分析

                                                      1.2.1 設計環節造成的漏水現象

                                                        合理的設計是機械密封實現其功能的基礎,但實際工程中水泵的整體設計優化、設備配件的選用、各元件材質的選擇都直接影響著水泵的密封性能。以水泵中的磁性分離器為例,該元件不但具有無法分離過濾非金屬顆粒、體積大、不易檢修等缺點,還可能由于磁性吸附水中的金屬性物質,使這些物質與非金屬材質的旋動環或靜止環產生摩擦,導致元件的磨損,磨損生產的非金屬物質又因不能被吸附過濾而進入系統使磨損加劇,長期運行必然會導致密封性能的下降。

                                                       

                                                      1.2.2 安裝環節造成的漏水現象

                                                      安裝環節的施工不當也可能造成密封損害。

                                                        如在機械密封中起軸向定位作用的內六角螺釘若安裝不緊,就會使密封發生軸向竄動,當竄動量過大,壓縮彈簧不能使靜止環緊貼在旋動環上時,就會導致泄漏;環密封圈的軸端面及安裝靜環密封圈的密封壓蓋端面不夠光潔,可能使旋動環和靜止環在安裝時受損;而機械密封的彈簧壓縮量也是安裝的重點,一旦誤差應>±2 mm,就可能因壓縮量過大導致端面比壓和摩擦熱量的增加,使端面的磨損和熱變形加劇,或因壓縮量過小造成靜止環端面的比壓不足,影響密封效果。

                                                      1.安裝過緊

                                                        觀察機械密封的動靜環平面,若有嚴重燒焦,平面發黑很深的痕跡,密封橡膠變硬或失去彈性等現象,這都是由于安裝過緊造成的。

                                                      處理辦法:調整安裝高度,葉輪安裝后,用螺絲刀拔動彈簧,彈簧有較強的張力,松開后即復位,有2-4MM的移動距離即可。

                                                      2.安裝過松

                                                        觀察機封動、靜環平面,其表面有一層很薄的水垢(能夠擦去),且表面基本無磨損,這是彈簧失去彈性及裝配不良造成的,或是由電機軸向竄動造成的。

                                                       

                                                      1.2.3 生產環節中的漏水現象  

                                                        例如泵蓋靜環室造成。靜環室內孔加工尺寸誤差大,表面毛糙。表現的現象為從軸向噴水,靜環與內孔之間存在間隙,或者內孔粗糙,靜環跟轉,橡膠磨損。

                                                       

                                                      1.2.4 使用環節中的漏水現象

                                                      (1)壓力造成滲漏。使用中當密封腔內壓力>3 MPa時,可能導致端面比壓過大, 液膜難以成,密封端面磨損嚴重,發熱量增多,造成密封面熱變形。而泵在啟動、停機過程中,由于泵進口堵塞,抽送介質中含有氣體等原因,可能使密封腔出現負壓,繼而引起密封端面干摩擦,內裝式機械密封會產生漏水現象。

                                                      (2)介質問題。首先,由于密封圈等輔助元件常采用不耐酸堿和高溫的有機材料,當介質中含有弱酸、弱堿時,長期的使用會使其失去彈性甚至腐爛;而介質中出現固體顆粒等物質時,也會劃傷端面造成磨損,同時水垢、油污等也可能在軸表面造成堆積。此外,水溫超標也是導致機械密封性能下降的主要原因,因此當熱交換器的冷卻能力不足時,密封的使用壽命常會大大縮短。

                                                      (3)旋動環和靜止環疲勞損壞。給水泵軸線不一致或者軸承間隙調整不當都會引起給水泵的振動,而振動會導致機械密封組件中的動靜部分發生摩擦,即使其接觸面的水膜發生破壞,導致其失去水膜潤滑而損壞。

                                                      (4)生產管理缺失。機組工作中未按操作規程進行,開停機不當或人為操作錯誤導致供電波動使水泵倒轉等都可能引起密封發生泄漏。 

                                                      (5) 缺水運行造成干磨損壞  這種現象多見于底閥式安裝形式進口處負壓,進水管有空氣,泵腔內有空氣,泵開機后,機封的磨擦高速運轉時產生高溫,無法得到冷卻,檢查機封,彈簧張力正常,摩擦面燒焦發黑,橡膠變硬開裂。

                                                      處理辦法:排盡管道及泵腔內空氣或更換機械密封。

                                                      (6) 有氣體,   主要產生于熱水泵。由于介質是熱水,水溫過高產生蒸汽,管道內的汽體進入泵腔內高處,這部分的汽體無法排除,從而造成缺水運行,機封干磨失效。

                                                      (7) 機械密封膠失效。 機械密封膠失效的原因:橡膠件老橡膠件的老化、變形,主要是熱水泵中的化、變形。機械密封膠失效表現的現象為水溫過高,介質溶解橡膠。從外觀上看橡膠件表面疏松、毛糙,失去彈性,從而使橡膠失效。
                                                       

                                                      2.1 設計過程中應注意的問題

                                                        應根據不同水泵的工作特點選擇不同的機械密封類型,在仔細分析材質、使用壽命等特點的基礎上優選各密封元件,并重點參考其耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞、抗振等方面的性能。雖然不同型號的機械密封在設計上存在較大的差異,但設計的重點始終應體現在旋動環與靜止環間、軸套與旋動環間、靜止環與環座間、軸套與軸間以及密封端蓋與水泵泵體間等部位的密封,特別是前三個部位的設計質量是防止滲漏的關鍵。

                                                       

                                                      2.2 使用過程中應注意的問題

                                                      2.2.1 安裝中防止滲漏的對策

                                                        應切實提高安裝工程的質量意識,嚴格執行安裝、檢修的制度化和標準化。以密封圈的松緊度為例,旋動環密封圈過松會影響密封效果,但過緊也可能加劇其與軸套間的磨損,并易使旋動環出現疲勞和變形;而靜止環雖然相對應更緊一些,但過緊也會導致變形或出現脆裂,因此必須依照安裝指導書測量和調整,保證其壓縮量符合要求。


                                                      2.2.2 機械密封使用中滲漏的預防和處理

                                                        日常機械密封的管路系統檢查與使用,是機械密封正常運行的保障,因此應將設備管理的責任落實到人,制定嚴格的檢修維護制度并予以落實。檢查所有與機械密封運行有關的閥門,保證安監儀表完好;檢查機械密封自循環水、水泵涵體、機械密封水管路、換熱器及機械密封水的冷卻水的暢通,溫度無異常變化,發現問題及時查明原因,并有針對性地解決。

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