浅析单级离心泵机封轴套的修复方法

浅析单级离心泵机封轴套的修复方法

闫民力1 ,刘明星1 ,高彦军2

1长庆油田第三采油厂  陕西 延安 716000

2长庆油田第八采油厂  陕西 延安 716000

摘要：本文在分析离心泵装置的特点和工作点的基础上，分析了离心泵装置工作点变化的特点和泄漏引起的离心泵性能参数变化，运用离心泵性能参数变化规律进行故障诊断分析。

关键词：离心泵；机械密封；轴套；密封圈；配合

引言

高速离心泵具有结构紧凑、低流量、高扬程等特点，广泛应用在化工生产中。某煤化工企业的甲醇装置、乙二醇装置和醋酸装置应用多台高速离心泵，设备运行过程中发生一起断齿和多起传动部件腐蚀故障，严重影响装置稳定生产。探究高速泵故障发生原因并提出改善措施，避免故障再次发生。

1离心泵装置特性与工作点

当离心泵在管路中工作时，泵将连接在一起，并且泵将提供与管路所需的头h相对应的头h。泵发出的流量应与线路中发送的流量相匹配。泵设备可以处于稳定的工作状态。泵的过程性能曲线H-Q和管道特性曲线h-Q绘制在称为设备特性的图像中。两条性能曲线的交点是标有m的工作点，m点是流量和能量平衡的唯一稳定工作点。相应的工作点可以在离心泵的N-Q性能曲线和μs-Q性能曲线上确定相应的波导性能和效率，以反映离心泵工作点的流量、操作、性能和效率。由于工作点是以泵为中心的效能曲线与管性质曲线的交点，因此变更泵和管两侧会变更工作点。当工作点变更时，管内流量和所需的头也会变更，从而相应地变更泵的流量、过程、效能和效率，即离心泵的作业效能参数。

2机械密封的泄漏原因

机械密封泄漏的主要原因是②移动环与环之间密封面磨损；①静环与定子之间的密封性不严格；①三脚架和泵壳之间的接头不密；①主动环与转轴盖之间的连接不密；①套管与泵轴之间的密封不严格。离心泵运行时机械密封的主要原因是驱动数量不符合冷却润滑的机械密封要求。①运输介质由高污染构成，导致循环圈接触面磨损和液体泄漏；①运转温度较高，摩擦过程中可能发生的热量不得冲淡；①长期违反过滤器导致流入不足。为保证离心泵正常运行，应注意以下5点:②清洁过滤网；②防止离心泵空气流通过长，减少弯曲部位；①降低驱动温度；①降低离心泵吸液高度；①相应增加离心泵的打印头。由于离心泵连接器与机械密封环在修理过程中的间隙，易受伤害性无法满足现场使用要求。下面简要介绍了维护过程并提供了解决方案。

3单级离心泵机封轴套的修复方法

3.1机械密封泄漏量过大的故障处理措施

运行中及时检查、疏通冷却水，防止堵塞；密封面材质应当选用耐高温、耐弱碱弱酸、耐磨性能优良的材料，防止因耐久性差造成运行中漏水。在检修中检查弹簧、橡胶圈，对老化失去弹性的应及时更换。机械密封的动静环摩擦面有划痕应进行修复后使用。

3.2采用平衡装置消除旋转部件的轴向力

（1）设置平衡盘。平衡盘多用于卧式多级泵，装在末级叶轮之后，它是通过末级叶轮后泵腔高压液体经径向间隙与轴向间隙泄漏使平衡盘前后产生压差来平衡轴向力的。平衡盘能够自动平衡轴向力，但是如果没有泄漏就不能完全平衡轴向力，且过大的轴向力会使平衡盘摩擦，造成转子振动从而失去稳定性。（2）设置平衡鼓。平衡鼓平衡轴向力的大小由其直径决定，因而是固定的，在工况发生变化时会产生残余轴向力，需要用止推轴承来平衡。故障泵P-205B为卧式单级轴向吸入径向剖分蜗壳式流程泵，根据其实际情况宜采用平衡或降低单个叶轮上轴向力中节流效应的方法，以最大限度降低检维修成本。经过维修人员的充分讨论和借鉴以往的检修经验，决定采用叶轮平衡孔扩孔的方式来降低轴承受力，解决轴承运行温度偏高的问题。

3.3密封垫渗漏的故障处理措施

水泵检修中应认真检查泵体中开面，对因机械碰撞、刮擦部位进行补焊打磨或涂护修复，保证泵体中开面平面度；石棉垫、纸垫或橡胶密封垫大部分是剪裁后拼接安装，拼接不良会导致密封失效，一般拼接部位要制作为锯齿形，交错拼接部位要紧密贴合，不得有错位或缝隙，在安装泵盖时要防止密封垫移位。不得在中开面大面积刷油黏贴固定密封垫，因为该方法会导致密封垫收缩变形。泵体上下两部分紧固螺柱螺母连接拧紧力矩要达到安装标准，防止因紧固力矩不够而渗漏水。

3.4平衡孔扩孔理论依据

密封圈直径和轴承间隙、尺寸和平衡孔数直接影响所分析离心泵的流体动力压力和轴向力。一般而言，平衡孔的总面积越大，图纸后盖与图纸入口之间的压力差越小，轴向力越小。但是，随着平衡孔直径的增加，平衡孔的出口和泵容量的损失也会增加，从而导致泵效率低下。为了准确描述4个平衡孔的直径如何影响平衡型腔的流体动力压力，通常引入了平衡型腔的不受约束的特征参数，即考虑平衡型腔的水力和轴向力角度后密封环的整个完美孔面积与径向间隙面积的比率。

3.5填料密封泄漏过大的故障处理措施

每种水泵安装的填料规格及圈数不尽相同，应当按照水泵设计的填料规格尺寸、类型及圈数要求安装。填料的装填方法至关重要，长度须按照轴套（轴颈）尺寸截取足够盘成一圈的长度，切口为斜形（45°斜角），填料函内相邻两圈填料的对接处相互错开120°~180°，水封环应对准水封管口的位置，稍微装的偏外面一些，当装上外侧盘根时，拧紧填料压盖后盘根压缩，水封环向里移动，恰好与水封管孔对准，填料压盖不能装的偏斜。扬黄泵站水泵使用的填料一般有芳纶纤维盘根、石墨橡胶盘根、金属增强石墨盘根、碳纤维增强石墨盘根、四氟乙烯盘根等，盘根选择过软则容易磨损，选择过硬则容易磨损泵轴或轴衬套，应综合水泵扬程、密封水水质情况、转速、检修周期等因素选择材质及软硬度合适的填料。一般维修后的水泵填料压盖螺母压的不能过紧，防止盘根失去弹性，水泵启动时阻力过大损失功率，填料过热冒烟影响耐久性，应在水泵启动时根据填料函泄漏情况逐步紧固，加以调整。泵体填料函各部件之间的配合间隙在检修中必须严格控制，填料套与轴套之间的径向间隙为0.3mm~0.5mm，调料压盖外圆与填料函内孔之间的径向间隙为0.1mm~0.2mm，填料压盖内孔与泵轴套（轴）之间的径向间隙为0.4mm~0.5mm。

3.6安装控制

为保证加工后的套筒的适当规律性和圆度，采用万用表对加工后的外表面进行测量，结果表明套筒尺寸在合理范围内，能够满足o型密封圈的使用要求。使用石灰清洗螺杆环的压力痕迹，确保其表面完全光滑。加工完套筒后，根据情况调整新的机械接头，然后安装在加工过的套筒上。检查后，弹簧在压力下可自由回弹，符合使用标准的要求。最后，按相反顺序将泵向上提起，解除隔离，开始泵运行，发现泄漏消失，泵参数正常。

结束语

密封环是离心泵密封的常见组成部分，在泵运行过程中不可避免，如果不能及时检测叶片支架磨损情况，可能会导致严重事故。故障现象研究表明，用经修改的泵性能参数诊断轴套磨损引起的利用率故障，监测离心泵的磨齿滑座磨损，修改定期修理造成的过度修理，建立离心泵性能参数与磨损量变化之间的关系，特别是流量和轴套磨损，是另一项研究。

参考文献

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[2]魏晓斌.基于小波变换的离心泵典型故障振动信号分析研究[D].南昌工程学院,2020.

[3]郭磊,傅振宇.浅谈离心泵的结构原理、常见故障处理及日常使用维护保养[J].机电信息,2020(33):65-66.

作者简介：作者简介：闫民力，1971年-男，汉，宁夏银川人，公司首席技师，主要从事采油操作标准化培训，工用具研发及技术创新工作。