什么原因導致圓弧齒輪泵機械密封失效呢
發布時間：2015年03月18日 02:39 閱讀：5785
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澤德
什么原因導致圓弧齒輪泵機械密封失效呢
齒輪泵用機械密封種類繁多,型號各異,首先我們要先看看是那部分，一般主要泄漏點主要有五處：
(一)密封端蓋與齒輪泵體間的密封. (二)軸套與軸間的密封;(三)動環與軸套間的密封;(四)動,靜環間密封;(五)對靜環與靜環座間的密封;
現在我們知道有那五片是泄漏點了，下面澤德水泵就詳細介紹下，這些是有那些原因造成機械密封失效的
第一、泵軸的軸向竄量大
機械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個推力，旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.5 mm以內。但在實際設計當中，由于設計的不合理，往往泵軸產生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。這種現象往往出現在多級離心泵中，尤其是在泵啟動過程中，竄量比較大。
平衡盤工作時自動改變平衡盤與平衡環之間的軸向間隙b，從而改變平衡盤前后兩側的壓差，產生一個與軸向力方向相反的作用力來平衡軸向力。由于轉子竄動的慣性作用和瞬態泵工況的波動，運轉的轉子不會靜止在某一軸向平衡位置。平衡盤始終處在左右竄動的狀態。平衡盤在正常工作中的軸向竄量只有0105 ～011 mm，滿足機械密封的允許軸向竄量015 mm的要求，但平衡盤在泵啟動、停機、工況劇變時的軸向竄量可能大大超過機械密封允許的軸向竄量.
圓弧齒輪泵經過長時間運行后，平衡盤與平衡環摩擦磨損，間隙b隨著增大，機械密封軸向竄量不斷增加。由于軸向力的作用，吸入側的密封面的壓緊力增加，密封面磨損加劇，直至密封面損壞，失去密封作用。吐出側的機械密封，隨著平衡盤的磨損，轉子部件的軸向竄量大于密封要求的軸向竄量，密封面的壓緊力減小，達不到密封要求，最終使泵兩側的機械密封全部失去密封作用。
第一、軸向力偏大
機械密封在使用過程中是不能夠承受軸向力的，若存在軸向力，對機械密封的影響是嚴重的。有時由于泵的軸向力平衡機構設計的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因，造成軸向力沒有被平衡掉。機械密封承受一個軸向力，運轉時密封壓蓋溫度將偏高，對于聚丙烯類的介質，在高溫下會被熔融，因此泵啟動后很快就失去密封效果，泵靜止時則密封端面出現間斷的噴漏現象。
第二、泵軸的撓度偏大
機械密封又稱端面密封，是一種旋轉軸向的接觸式動密封，它是在流體介質和彈性元件的作用下，兩個垂直于軸心線的密封端面緊密貼合、相對旋轉，從而達到密封效果，因此要求兩個密封之間要受力均勻。但由于泵產品設計的不合理，泵軸運轉時，在機械密封安裝處產生的撓度較大，使密封面之間的受力不均勻，導致密封效果不好。
第三、沒有輔助沖洗系統或輔助沖洗系統設置不合理
機械密封的輔助沖洗系統是非常重要的，它可以有效地保護密封面，起到冷卻、潤滑、沖走雜物等作用。有時設計員沒有合理地配置輔助沖洗系統，達不到密封效果； 有時雖然設計人員設計了輔助系統，但由于沖洗液中有雜質，沖洗液的流量、壓力不夠，沖洗口位置設計不合理等原因，也同樣達不到密封效果。
第四、振動偏大
機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不是機械密封本身的原因，泵的其它零部件是產生振動的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯軸器的平行度差、徑向力大等原因。
第五、泵汽蝕的原因
由于裝置系統操作不合理以及泵進口汽蝕性能不好、泵的轉速偏高，在泵的入口處發生局部汽蝕，汽蝕發生后，水中會有氣泡，它一方面會沖擊機械密封面的外表面，使其表面出現破損； 另一方面會使動靜環的吻合面的流動膜中也含有氣泡，不能形成穩定的流動膜，造成動靜環的吻合面的干摩擦，使機械密封裝置損壞。
第六、機械加工精度不夠
機械加工精度不夠，原因有很多，有的是機械密封本身的加工精度不夠，這方面的原因容易引起人們的注意，也容易找到。但有時是泵其它部件的加工精度不夠，這方面的原因，不容易引起人們的注意。例如：泵軸、軸套、泵體、密封腔體的加大精度不夠等原因。這些原因的存在對機械密封的密封效果是非常不利的。
第七、安裝靜試時泄漏
機械密封安裝調試好后,一般要進行靜試,觀察泄漏量.如泄漏量較小,多為動環或靜環密封圈存在問題;泄漏量較大時,則表明動,靜環摩擦副間存在問題.在初步觀察泄漏量,判斷泄漏部位的基礎上,再手動盤車觀察,若泄漏量無明顯變化則靜,動環密封圈有問題;如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動,靜環摩擦副存在問題;如泄漏介質沿軸向噴射,則動環密封圈存在問題居多,泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出,則多為靜環密封圈失效.此外,泄漏通道也可同時存在,但一般有主次區別,只要觀察細致,熟悉結構,一定能正確判斷.
第八、試運轉時出現的泄漏.齒輪泵用機械密封經過靜試后,運轉時高速旋轉產生的離心力,會抑制介質的泄漏.因此,試運轉時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后,基本上都是由于動,靜環摩擦副受破壞所致.引起摩擦副密封失效的因素主要有:
(l)操作中,因抽空,氣蝕,憋壓等異常現象,引起較大的軸向力,使動,靜環接觸面分離;
(2)對安裝機械密封時壓縮量過大,導致摩擦副端面嚴重磨損,擦傷;
(3)動環密封圈過緊,彈簧無法調整動環的軸向浮動量;
(4)靜環密封圈過松,當動環軸向浮動時,靜環脫離靜環座;
(5)工作介質中有顆粒狀物質,運轉中進人摩擦副,探傷動,靜環密封端面;
(6)設計選型有誤,密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等.上述現象在試運轉中經常出現,有時可以通過適當調整靜環座等予以消除,但多數需要重新拆裝,更換密封.
第九、由于兩密封端面失去潤滑膜而造成的失效:
a)因端面密封載荷的存在,在密封腔缺乏液體時啟動齒輪泵而發生干摩擦;b)介質的低于飽和蒸汽壓力,使得端面液膜發生閃蒸,喪失潤滑;c)如介質為易揮發性產品,在機械密封冷卻系統出現結垢或阻塞時,由于端面摩擦及旋轉元件攪拌液體產生熱量而使介質的飽和蒸汽壓上升,也造成介質壓力低于其飽和蒸汽壓的狀況.
第十、由于腐蝕而引起的機械密封失效:
a)密封面點蝕,甚至穿透.
b)由于碳化鎢環與不銹鋼座等焊接,使用中不銹鋼座易產生晶間腐蝕;
c)焊接金屬波紋管,彈簧等在應力與介質腐蝕的共同作用下易發生破裂.
第十一、由于高溫效應而產生的機械密封失效:
a)熱裂是高溫齒輪油泵,如渣油泵,回煉油泵,常減壓塔底泵等最常見的失效現象.在密封面處由于干摩擦,冷卻水突然中斷,雜質進入密封面,抽空等情況下,都會導致環面出現徑向裂紋;
b)石墨炭化是使用碳—石墨環時密封失效的主要原因之一.由于在使用中,如果石墨環一旦超過許用溫度(一般在-105～250℃)時,其表面會析出樹脂,摩擦面附近樹脂會發生炭化,當有粘結劑時,會發泡軟化,使密封面泄漏增加,密封失效;
c)輔助密封件(如氟橡膠,乙丙橡膠,全橡膠)在超過許用溫度后,將會迅速老化,龜裂,變硬失彈.
現在所使用的柔性石墨耐高溫,耐腐蝕性較好,但其回彈性差.而且易脆裂,安裝時容易損壞.
第十二、由于密封端面的磨損而造成的密封失效:
a)摩擦副所用的材料耐磨性差,摩擦系數大,端面比壓(包括彈簧比壓)過大等,都會縮短機械密封的使用壽命.對常用的材料,按耐磨性排列的次序為:碳化硅—碳石墨,硬質合金—碳石墨,陶瓷—碳石墨,噴涂陶瓷——碳石墨,氮化硅陶瓷——碳石墨,高速鋼——碳石墨,堆焊硬質合金——碳石墨.
b)對于含有固體顆粒介質,密封面進入固體顆粒是導致使密封失效的主要原因.固體顆粒進入摩擦副端面起研磨劑作用,使密封發生劇烈磨損而失效.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而使固體顆粒進入的主要原因.
c)機械密封的平衡程度β也影響著密封的磨損.一般情況下,平衡程度β=75%左右最適宜.β<75%,磨損量雖然降低,但泄漏增加,密封面打開的可能性增大.對于高負荷(高PV值)的機械密封,由于端面摩擦熱較大,β一般取65%～70%為宜,對低沸點的烴類介質等,由于溫度對介質氣化較敏感,為減少摩擦熱的影響,β取80%～85%為好.
第十三、因安裝,運轉或設備本身所產生的誤差而造成機械密封泄漏:
1)由于安裝不良,造成機械密封泄漏.主要表現在以下幾方面:
1)動,靜環接觸表面不平,安裝時碰傷,損壞;
2)動,靜環密封圈尺寸有誤,損壞或未被壓緊;
3)動,靜環表面有異物;
4)動,靜環V型密封圈方向裝反,或安裝時反邊;
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)軸套上密封圈活動處有腐蝕點.
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