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[转帖] 机械密封冲洗方案及特点

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发表于 2007-1-19 14:15:27 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国山东青岛

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机械密封冲洗方案及特点/ N* y- A1 V% x% Y7 R8 T
. Q5 I' G4 k( u$ B
4 u7 a& n  Z. q, C
冲洗的目的在于防止杂质集积,防止气囊形成,保持和改善润滑等,当冲洗液温度较低时,兼有冷却作用。冲洗的方式主要有如下:
3 G% @2 h0 T) r/ }
6 }0 q+ D* Q3 @3 o3 d  @  W4 V. u+ |- g( b/ Y- S$ W- Y6 N5 D$ h
一、内冲洗
) e/ L5 o3 ^2 n+ H  v# Y# u- S  r1。正冲洗
0 E, M* F  n1 E+ b; O(1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密封腔。2 B2 y$ O! x0 a& I: H" H  Y
(2)应用:用于清洁流体, p1稍大于p进,当温度高或有杂质时,可在管路上设置冷却器、过滤器等
& H$ ^& @9 ~! ?4 {2 L0 T2。反冲洗
# H* R' r  G$ }8 ]( X& x0 b) N5 T(1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端引入密封腔,冲洗后通过管路流回泵入口。# |9 J& W$ h; z4 d
(2)应用:用于清洁流体,且p进3。全冲洗
3 w8 {/ N0 _  b1 f2 }* `& R(1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密封腔,冲洗后再经管路流回泵入口。' I, u$ I5 R% d) @
(2)应用:冷却效果优于前两种,用于清洁流体,且p1与p进和p出相接近时。
: D0 a2 Z1 o2 `( `8 g
: v1 I7 T$ a, E9 J( J6 r3 t  G" B1 `: ?2 B8 A2 c% {
二、外冲洗
( O: [9 n! Z/ N) d. Q$ w  t3 `特点:引入外系统与被密封介质相容的清洁流体至密封腔进行冲洗。
) p$ U) i3 y& }应用:外冲洗液压力应比被密封介质大0.05--0.1MPa,适用于介质为高温或固体颗粒的场合。
; o# `/ n' x1 b
/ e1 a0 H& K& D8 b$ Y( W( W冲洗液的流量应保证带走热量,还需满足冲洗的需要,不会产生对密封件的冲蚀。为此,需控制密封腔的压力和冲洗的流速,一般清洁冲洗液的流速应小于5m/s;含有颗粒的浆状液体须小于3m/s,为达到上述的流速值,冲洗液与密封腔压力的差值应<0.5MPa,一般取0.05--0.1MPa,对双端面机械密封可取0.1--0.2MPa.
% ^+ L0 K- V+ U' @4 }) O, k( o( t) N2 E  l4 ^. K9 ?
冲洗液进入和排出密封腔的孔口位置,应设置在密封端面附近,且应在我说脏话了,对不起大家了!近动环侧,为了防止石墨环被冲蚀或因冷却不均引起温差变形,以及杂质堆积和结焦等,可采用切向引入或多点冲洗。必要时,冲洗液可以是热水或蒸汽
: D+ o9 t7 C! o- V- l3 v' n* L
4 @; v: s9 Q9 s- V/ z) |
2 l" d9 |4 f+ [; V. }$ g
: H& N0 }+ B+ x% v+ T机械密封的安装和技术要求& s/ ^  I/ X1 T, l( B
* {3 \2 F( M6 u, ~4 _$ T
机械密封是精密的部件,制造精度及安装精度要求都很严格,如果装配不当就会影响密封性能,要正确安装必须注意以下几点:
. v( ~6 N; v! G泵用机械密封的安装1、对机、泵以及机械密封的配合部分技术要求:
  y# ]! `; @+ t0 h8 d% ]2 T% k9 E* }  a.轴弯曲度最大不得超过0.05mm。% X& J' W( `( N8 `4 i* h4 Y; Q
  b.轴在安装机械密封处的振摆量不得大于0.1mm。& D* ^/ n8 S! |5 f: l# _# z4 u
  c.轴的轴向窜动量不允许大于0.5mm。+ \& U+ ?- K' y) p# e( p7 x
  d.安装机械密封部位轴制造公差为h8,光洁度1.6。- t  D. |/ @+ A) r  V+ h9 M
  e.安装动环密封圈的轴(轴套)端部以及安静环密封圈的密封压盖(或壳体)的端部应做成倒角并修光。7 u! x* c4 \& O2 I' r( d
2、泵用机械密封的安装要求:! {/ ?& {' ]6 C  o: D( ?
  a.部件内各零件均符合图纸要求。7 a" {% C" \4 n; j
  b.上紧压盖时应在联轴器找正后进行,压紧螺丝应均上紧,防止法兰面偏斜。& v- d& b4 ^) R$ n* l1 V; [  V, m
  c.弹簧的压缩量按图纸规定进行允许误差±2mm。; |, N4 b9 m9 U- E; M* R
  d.动环安装后必须保证动环能在轴上灵活移动。

- T; m( O4 r; z7 o2 g8 s. `
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 楼主| 发表于 2007-1-19 14:15:41 | 显示全部楼层 来自: 中国山东青岛
机械密封的密封失效原因分析. X, Y7 p0 r: [7 f% u8 O
- m. g; a" E+ s; y& w3 C
泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:
' x/ c4 L; q9 J' q7 G6 G! L# @(l)轴套与轴间的密封;
6 U+ d/ L7 ^  O, h% W$ Y  ]% I(2)动环与轴套间的密封;- b4 i0 D) h, h& a6 \. |
(3)动、静环间密封;/ @9 J6 K5 `; m& [: m6 p8 k
(4)对静环与静环座间的密封;& t6 ?$ J3 E4 G$ V
(5)密封端盖与泵体间的密封。6 r! ?% e! V- ?
1.安装静试时泄漏# r! O7 ?/ O! l$ M7 x
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。+ L, n, Q) C% p& Y4 U
2.试运转时出现的泄漏。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:
( o& s- E6 a/ D' E6 T(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;
( x  o0 m# E( I7 j7 \(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;
6 [: q) d' W2 b: n) K$ s2 P(3)动环密封圈过紧,弹簧无法调整动环的轴向浮动量;
7 p0 D) l( P0 H1 z2 T2 A/ P( p(4)静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座;
$ _% g& R: t: ~; b8 j(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;2 E4 K) p  z) ^: B0 M
(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。
; K. R) g' y; v$ r' c$ X* Z由于两密封端面失去润滑膜而造成的失效:6 `3 Y/ y/ x+ W( S6 t& H/ {8 I
a)因端面密封载荷的存在,在密封腔缺乏液体时启动泵而发生干摩擦;5 O7 b8 {. Q" K8 H" a$ T4 i
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;
7 o; {/ g* X5 L& e: k8 j/ cc)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。7 h( k* w8 F. p/ N) c- `, W' v
由于腐蚀而引起的机械密封失效:
9 I2 z+ |# i* W  F+ Q) G- l& J2 Ka)     密封面点蚀,甚至穿透。
; c+ `  \$ r' k4 `) g7 w4 ~0 G1 Eb)     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;2 F  `+ q2 g% p( j( l" P* r' E
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。
- t0 f% ~2 E0 J) {# e由于高温效应而产生的机械密封失效:8 k3 ^: e( g8 N" N% @- a1 ^# m
d)       热裂是高温油泵,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;
' Z# U. ]2 q. q' F- u, P( p, z' r1 Ve)     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;
, M* h9 V! q1 M$ }: wf)     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。) }4 [# T5 E1 X
由于密封端面的磨损而造成的密封失效:2 x5 r( N0 P. [* t6 K
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。
+ e( C% z+ \% M" ^1 C8 C; @. [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。
8 `1 i& B0 B# a* E9 j' {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%左右最适宜。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。
, K2 I. }: u, y; }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:
5 ]  D4 z$ a! ]  t+ @a)由于安装不良,造成机械密封泄漏。主要表现在以下几方面:
+ l1 c% ?, A! L! M/ ?1)动、静环接触表面不平,安装时碰伤、损坏;
! ~7 l4 X+ E, w- |0 A2)动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧;
& h# f& }& Z5 ~" {+ y" e/ C; D3)动、静环表面有异物;. k" i9 `) b: h; `& Q8 e3 h
4)动、静环V型密封圈方向装反,或安装时反边;
8 `7 A! i- x" W1 G7 t5)轴套处泄漏,密封圈未装或压紧力不够;
5 p6 W$ {" F  S6)弹簧力不均匀,单弹簧不垂直,多弹簧长短不一;# o; W5 r% f8 f0 c% `" Q
7)密封腔端面与轴垂直度不够;
  ?# W! S1 M, z8)轴套上密封圈活动处有腐蚀点。; S* N. M% Z: S3 V/ z8 s! w
b)设备在运转中,机械密封发生泄漏的原因主要有:
( {2 o/ j7 }- M1)泵叶轮轴向窜动量超过标准,转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定,密封腔内压力经常变化等均会导致密封周期性泄漏;
$ B! }0 Q: n- ~2 \" h# c2)摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏;
; v' [# b& l& a* e" L) L" s% g; U- b3 ~+ ^3)密封圈材料选择不当,溶胀失弹;
$ g. \) O+ x2 c! G' `  O, Z3 I; o4)大弹簧转向不对;) X9 l9 g$ }: |
5)设备运转时振动太大;
5 M" S  ^! _' W0 I' b6)动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能补偿密封面的磨损;9 _3 z7 M; `! n$ D
7)密封环发生龟裂等。! z* Z1 d4 i1 ]! j
c)泵在停一段时间后再启动时发生泄漏,这主要是因为摩擦副附近介质的凝固、结晶,摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、阻塞而失弹。' ^- L$ v: N, P% _6 G3 ~
d)泵轴扰度太大。
 楼主| 发表于 2007-1-19 14:15:57 | 显示全部楼层 来自: 中国山东青岛
机械密封故障处理与探讨
3 _1 n9 j  e! h9 S- Q* W9 ^) g/ H8 _
3 @+ d1 B% X* \# B& i9 ^! f机械密封也叫端面密封,它是靠弹簧和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面上产生适当的压紧力,使这两个端面紧密贴合。端面间保持一层极薄的油膜,介质通过时阻力很大,阻止液体泄漏,从而达到密封的目的,同时对动环和静环有润滑作用。调整得好可以完全无泄漏。
% J9 G1 T* F' j' i! M+ m1 机械密封的特点
3 Q; T. i$ p/ N! B7 K2 F% L1 c机械密封的主要优点是密封可靠,在一个很长使用周期中,泄漏很少;作用寿命长,一般能使用5年左右;维修周期长。但机械密封结构复杂,制造与安装精度高,成本高,对维修人员的技术要$ Z1 i2 X7 w! T2 d0 \, W
求高,由于输油管道上用的机械密封都是内装式,修理机械密封时往往要把输油泵进行解体,工作量大。因此,保证机械密封工作可靠,延长机械密封的使用寿命非常重要。- y8 [5 C* x* p# X8 ^( |; {6 i
2 机械密封易发生的问题
" f2 [5 h7 y% @$ \- ]在使用过程中,机械密封易发生的主要问题是泄漏量超差和温度过高。用手触摸机械密封压盖,如果无法在上面停留,说明温度过高。泄漏量每侧不应超过60滴/min,如果成线状流淌,则说明泄漏量过大,可确定是否观察运行;如果向外喷油,则应立即停机检查。
( @% z" s3 F8 [3 采取的控制措施) H+ F8 B' ~, J5 l8 f2 p8 C
3.1 保证零部件质量
# `+ A, q% G' T  G# f6 t) j机械密封在出厂前须做密封性能试验,并有合格证。机械密封经过长期运行,使动环与静环磨损,弹簧与轴锈蚀磨损、密封胶圈磨损、老化、变形等,都能造成密封的泄漏,必须修理或更换新件。动环和静环的密封面不得有裂纹、掉角、划痕、麻点、飞边及偏磨,划痕、麻点不能贯穿整个密封端面。若使用修复的动静环时,动静环的凸台高度之和不少于3mm,且单个凸台高度不少于lmm,以免影响散热。动环安装后应保证能在轴上灵活移动,将动环压向弹簧后应能自由弹回,保持动静环的垂直和平行。动静环密封胶圈的规格符合图纸规定,表面不得有残损、厚薄不均及软硬不均现象,在大修时要更换密封胶圈。弹簧的外表面清洁无锈蚀,在使用前应进行
0 _9 S# `* w/ J4 q, @长度外形检测和压力试验,每组弹簧在规定压缩长度的压力差应符合要求,每组弹簧在规定压缩长度的压力误差符合要求。自由长度允差不超过0.5mm,压缩量不能过大过小,要求误差±2mm。密封套与泵轴不能采用同一种材质,两侧端面的平行度允差及与轴线的不垂直度允差不超过±0.20mm。; g% I& F7 [. O" `" [8 Z
3.2 保证有充分的冷却润滑3 c1 O, c: U2 u& e9 y/ c1 G1 N1 e
调整冷却管路调节阀开度,要确保机械密封冷却管路通畅,罐泵时打开排空阀要排净密封腔内气体。
* A8 F8 S  O+ k1 L$ o+ u& u8 m3.3 保证安装精度/ y1 p$ }- E8 G, j5 ^
拆装机械密封时,动静环要清洗干净,并在摩擦副面上涂抹少量清洁的润滑油,要兼顾高压端和低压端,严禁磕碰。静环压盖安装时用力要均匀,防止压偏,用塞尺检查,上下左右位置的偏差不大于0.05mm;检查压盖与轴外径的配合间隙,四周要均匀,各点允许偏差不大于0.1ram。安装机械密封部位的泵轴的径向跳动不超过
$ M$ d8 ~8 K" X5 [; Y0.05mm。把和泵盖和密封端盖之前,要认真复核机械密封的安装定位尺寸,如果定位尺寸不符合要求,可在轴套间用钢垫调整,但钢垫精度要高,厚度差不超过0.01mm。测量机械密封套的径向跳动和密封面的端面跳动符合要求。: k: V6 |; a. i) D: K4 j3 C
对运行过的机械密封,凡有压盖松动使密封面发生移动的情况,则动静环零件必须更换,绝对不应重新上紧继续使用。因为在这样松动后,摩擦副原来的运动轨迹就会发生变动,接触面的密封性能就很容易遭到破坏。; z6 i7 G" ?; e1 ~; b  [/ J4 p. ?
4.4 调整端面比压# D/ s4 }  O6 E4 a5 Z! w: `
端面比压是关系到密封性能及使用寿命的重要参数,它与密封的结构型式、弹簧大小和介质压力有关。端面比压过大将加坏摩擦副;比压过小则易泄漏,往往由厂家给定一个适合的范围,端面- ]6 O( L+ M2 s  F( y* `" ^
比压一般取3~6kg/cm2。调整比压就是调整弹簧的压缩尺寸。弹簧的自由长度用A 表示,弹簧刚度(产生单位压缩量时承受的载荷)为k,规定要求的比压用P表示,这些都是厂家给定的参数。压缩后尺寸用B表示,则P/(A-13)=k,得出13=A-e/k,这就是弹簧安装压缩后的尺寸。如果弹簧安装后的尺寸过大,可在弹簧座与弹簧之间增加调整垫的厚度,尺寸过小则减少调整的厚度,调整垫的厚度用千分尺量取。
 楼主| 发表于 2007-1-19 14:17:52 | 显示全部楼层 来自: 中国山东青岛
外部条件对泵用机械密封的影响
4 g0 P  Z1 Q; M( f3 \# Q9 ], t( P% ?1 M& B! x( ^
前言( K6 E% Y0 I  f

$ s+ d4 Q. e8 _, y
, d# o# A; n' |4 I! s. W/ z3 Q  目前我们厂里用的泵大部分是机械密封的,而随着产品技术水平的提高和节约能源的要求,对整台泵使用寿命要求的提高,需要泵能够连续、高效的运行。因此机械密封的密封效果将直接影响整机的运行,我们厂里生产所用的原料存在易燃、易爆、易挥发、剧毒等介质,机械密封出现泄漏,将严重影响生产正常进行,严重的还将出现重大安全事故。人们在分析质量故障原因时,往往习惯在机械密封自身方面查找原因,例如:机械密封的选型是否合适,材料选择是否正确,密封面的比压是否正确,摩擦副的选择是否合理等等。而很少在机械密封的外部条件方面去查找原因,例如:泵给机械密封创造的条件是否合适,辅助系统的配置是否合适,而这些方面的原因往往是非常重要的。我们这里从泵用机械密封的外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。8 i+ ^# a) ~) t8 v/ @

" `! W' N$ |$ h0 ^9 r  1 机械密封的原理及要求- J4 e# ~& }+ H4 M& r* i0 w
: k/ c9 L# S' T3 E) \6 T% G0 P
  机械密封是靠一对相对运动的环的端面A (一个固定,另一个与轴一起旋转,见图1) 相互贴合形成的微小轴向间隙起密封作用,这种装置称为机械密封。 : d7 Q- ]/ w4 f- ~" c' d: }2 P
    机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副,动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧图1 机械密封原理示意图                               在静环端面上,并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,也保持端面贴合,保证密封介质不外漏,并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙B、静环与压盖的间隙C的作用,同时对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中不是一个孤立的部件,它是与泵的其它零部件一起组合起来运行的,同时通过其基本原理可以看出,机械密封的正常运行是有条件的,例如:泵轴的窜量不能太大,否则摩擦副端面不能形成正常要求的比压;机械密封处的泵轴不能有太大的挠度,否则端面比压会不均匀等等。只有满足类似这样的外部条 再加上良好的机械密封自身性能,才能达到理想的密封效果。
/ a$ l/ w1 w9 m5 Z) h7 q
# h  {% h! {5 `" U  2 外部条件影响的原因分析) K1 L' u* m2 s2 C5 T
6 n1 l* Z# G2 R
2.1 泵轴的轴向窜量大# B) }; G& ]5 z7 r6 m* s
  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。4 k7 [1 K" `; k, x

7 \% Z5 x; j6 C# V- T' `  图2 为平衡盘方法平衡轴向力的工作原理。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0.105 ~0.11 mm,满足机械密封的允许轴向窜量0.15 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。
" j- \5 I+ ^( M  G* k& V$ b+ c; u/ b# r
  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,最终使泵两侧的机械密封全部失去密封作用。
8 f+ }7 O6 }/ u; G
# y) ^' C/ v  |) y  M+ W+ y  * o$ o# E3 F' w1 u" Y% M6 l
2.2 轴向力偏大
1 H$ I9 q' ]. p& f& O; C) Z  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。( Y" ^8 @: A: Z1 u
) E# ]  I; a( e
2.3 泵轴的挠度偏大
% w. }4 ]* m; I) P  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。
; ]; W. Z/ n1 ]9 ]# [6 x1 @
0 L, |6 G4 w! l  M- s% Q6 W2.4 没有辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理$ S" W( r) ~& m0 E# z& u+ \/ u
  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。
$ v2 D, A; h5 p( m: J5 N) `* C
$ X# F7 p, |! f4 c: r2.5 振动偏大
5 U! Y& p$ V9 a) k! A0 s  机械密封振动偏大,最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。, o+ k" _  j0 v& a3 x# M8 J2 J

- R. W1 o) u6 M) R/ U! ~2.6 泵汽蚀的原因0 X5 [/ i/ w. M% H/ K
  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,介质中会有气泡,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。% i4 P+ K3 T+ ?

# g/ B; q3 B4 x0 J, h& A; J) {6 o" q
3 应采取的措施
& Q' C2 l$ k8 j5 w, m
9 [% [2 Z/ L( e# t8 k3.1 消除泵轴窜量大的措施
8 }% M  G; i$ U; m9 ^' W  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有两个:一个是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。第二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。对于其它单级泵、中开泵等产品,在设计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。$ {1 e8 H" p9 N

+ c. [0 c0 H( N3.2 消除轴向力偏大的措施
0 p+ ~& j0 T/ e: y3 b! q  合理地设计轴向力平衡机构,使之能够真正充分地平衡掉轴向力,给机械密封创造一个良好的条件。对于一些电厂、石油、化工等领域应用的重要产品,在产品出厂之前,必须做到台台试验检测和发现问题和解决问题。有些重要的泵可以在转子上设计一个轴向测力环,对轴向力的大小进行随时监测,发现问题及时解决。
5 V* d) t+ u# R1 L, ?, Y# A8 P% u
) V: s% N2 b% d4 i7 t1 j$ o3.3 消除泵轴挠度偏大的措施
. _9 f3 P# N# ?6 G, N: \  这种现象大多存在卧式多级离心泵中,在设计时采取以下措施:
# \( w2 r2 T: V. `( N) {) Q- D8 B- }7 h# C- h, E0 C" H" J$ t$ j
  (1) 减少两端轴承之间的距离。泵叶轮的级数不要太多,在泵总扬程要求较高的情况下,尽量提高每级叶轮的扬程,减少级数。6 P7 E4 f. L' ~  W8 C8 Y

& V! s4 Q! G# |7 w  a  (2) 增加泵轴的直径。在设计泵轴直径的时候,不要简单地仅考虑传递功率的大小,而要考虑机械密封、轴挠度、起动方法和有关惯性负荷、径向力等因素。很多设计员没有充分认识到这一点。+ @: D3 s9 Y& `' K1 \

8 t/ B1 A4 C$ Y8 X  S/ m  (3) 提高泵轴材料的等级。
* s- r% [- k7 B) j7 |1 F, Q/ }1 H* ~1 P3 y$ F" s
  (4) 泵轴安装前,对泵轴的挠度要进行校核检验。( `+ H' X& `) [

, m* F6 c1 o. b3.4 增加辅助冲洗系统
/ l& e+ }8 ?6 w8 j& z- @' P- f
! J2 N7 y( ~3 A$ P9 w& R  在条件允许的情况下,尽量设计辅助冲洗系统。冲洗压力一般要求高于密封腔压力0.107 ~0.11 MPa,如果输送介质属于易汽化的,则应高于汽化压力0.1175~0.12 MPa。密封腔压力要根据每种泵的结构型式、系统压力等因素来计算。轴封腔压力很高时或者压力几乎接近该密封使用最高极限时,也可由密封腔引液体至低压区,使轴封液体流动以带走摩擦热。推荐的冲洗量如表1所示。
" U/ W! @* D1 `" a3 x- K! D' J* I5 e$ h, W- l
泵用机械密封表3 r% x  |) g  ]. T: z

6 r0 k" D$ O5 \& ]+ f3 s  根据每种泵的操作条件,合理地配置管路和附件。如冷却器、孔板、过滤器、阀门、流量指示器、压力表、温度等。实际上密封的可靠性和寿命,在很大程度上取决于密封辅助系统的配置。6 J! q; n$ [- X
4 K9 Y2 A% k% N2 _
3.5 消除泵进口汽蚀的措施
; K- w( v' E3 a  k% F; H5 d  (1) 提高泵的汽蚀性能水平,满足现场装置的汽蚀性能的要求。$ Y  i! ]: L1 X
! f7 j. \! A6 ^; x* \7 x
  (2) 现场试验装置的要求要与泵汽蚀性能水平匹配。
. z6 ~' T( o, v+ l9 Y7 v2 e
1 s# K8 W6 q' B  k8 n0 ]  (3) 现场安装和工况调节要给泵创造有利的条件。
# H% j) U5 ]2 S5 b2 V. U. E/ y6 h$ g/ C
3.6 消除泵振动的措施; G4 t/ {+ S" N; b! s7 M6 j* t
  (1) 泵装配过程中,严格按标准和操作规程去执行,消除振动源。
- F6 h7 x% U3 T2 K! l+ h; y1 b2 w9 r! B4 K9 g. B/ W" Z+ m: k
  (2) 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。
, S; w- w6 c; k+ n* `# J& a% Y, V, }1 s% M6 i+ t
  (3) 现场生产、操作、维修、调节时,严格把关,消除振动源。. q) U9 e8 w+ J3 [! T

3 b( _0 O# u+ J! Y; a4 I1 j8 r' z4 结束语+ a) a! E0 x- k7 a
* o( Q4 K7 f' q2 E/ ]' _1 a/ }7 E( F* O
  在泵用机械密封使用时,不仅要考虑机械密封本身的影响因素,而且要考虑机械密封外部的各种影响因素。在我们实际工作中要注意以下几个问题:
4 ]3 X4 N; t1 g, y1 E- o( N  (1) 增加对机械密封辅助系统的重要作用的认识,尽可能配备完善的机械密封辅助系统,以提高密封效果。( u5 P4 B2 P. g; H7 }

$ C; F. A8 W6 {1 f, X! c  (2) 对重要泵用机械密封,要增加保护措施,提高密封质量,减少密封质量事故。
5 C* K  ~& v2 k3 u. A% j% {! E. |1 U* I
  (3) 分析机械密封的质量事故的原因时,要充分考虑到泵的其它零部件对机械密封运行的影响,采取措施不断提高机械密封的效果。
- X: O5 K% E( A+ i1 j5 M5 G+ k9 \9 b/ Z( m% Y  w; Z4 ^
  参考文献
" u: A8 S) P- |2 b' g7 i' p2 }* P$ u+ k0 l- ?! t; H
  【1】牟介刚1丙烷泵的设计与研究1水泵技术,1999 ( 1) :9~131
5 P  ]9 g7 \+ y, W  【2】沈阳水泵研究所1叶片泵设计手册1北京:机械工业出版社,19731         【3】如何提高石化泵用机械密封的性能及寿命1石油化工设备技术,1994 (6) :23~261
发表于 2007-1-20 16:36:15 | 显示全部楼层 来自: 中国四川成都
3.3 保证安装精度" {2 e# |, q! U: s8 ~8 ?" k; e
拆装机械密封时,动静环要清洗干净,并在摩擦副面上涂抹少量清洁的润滑油,要兼顾高压端和低压端,严禁磕碰。静环压盖安装时用力要均匀,防止压偏,用塞尺检查,上下左右位置的偏差不大于0.05mm;检查压盖与轴外径的配合间隙,四周要均匀,各点允许偏差不大于0.1ram。

6 ?; S1 V% X% H5 ^请教楼主,0.1ram的“ram”是什么计量单位?
 楼主| 发表于 2007-1-20 17:45:35 | 显示全部楼层 来自: 中国山东青岛
原帖由 y123123 于 2007-1-20 16:36 发表
2 }; z# ~; h5 T. d
: l* n% h0 Y; L# f6 D: u请教楼主,0.1ram的“ram”是什么计量单位?
% r9 g8 X! Z3 k+ I# C
是个长度单位,应该是mm,是笔误
发表于 2007-5-28 18:17:29 | 显示全部楼层 来自: 中国湖南株洲
多谢指出
7 _% C" J/ P. y
6 a$ b. k( I/ o! l4 S) p差点我也看糊涂了  r) ]7 q7 y; |# \8 ~$ B. t

' C, u5 \. Z: T7 v+ F9 X. Y资料很不错,很有借鉴意义8 h( m# ^# q3 V; q" V

6 e6 [5 X5 y7 D支持楼主
发表于 2007-6-14 17:44:09 | 显示全部楼层 来自: 中国甘肃庆阳
呵呵!好几个方面的相关东西啊!不错!
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