集装式机械密封泄漏拆检分析

集装式机械密封泄漏拆检分析

李群 ,赵献忠 ,倪鹏

国家管网济南维抢修中心  山东济南   250000

摘要:目前离心泵的轴封最主要的密封装置就是机械密封,而且随着机械密封应用范围的不断扩大,机械密封的结构形式也不断的得到完善,集中式机械密封就是其中之一,本文结合大型渣浆泵的集装式机械密封故障的实例,对损坏泄漏的集装式机械密封进行了拆检,并分析了机械密封的故障原因,根据机械密封泄漏的原因制定了相关的处理措施｡

关键词:离心泵;机械密封;泄漏;拆检

1机械密封原理

机械密封具有性能好､使用寿命长､运转安全系数高等特点,是化工设备中应用最广､最有前途的密封形式｡机械密封是由至少一对摩擦副在介质压力和补偿机构弹力以及辅助密封件的配合下保持相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置,又称端面密封｡工作原理主要是靠弹性元件和密封介质的压力,在动环和静环的接触面上产生适当的压紧力,使这两个接触面紧密贴合,在密封界面形成一条微小的间隙,当压力介质通过此间隙时,形成极薄的液膜,造成阻力,组织介质泄漏,从而达到密封的目的｡构成机械密封的主要元件有密封端面､补偿机构和辅助密封圈等｡

2集装式机械密封机构及容易泄露的部位

与其他双端面机械密封相同集装式机械密封也是由机械密封的动环､静环､辅助密封､压缩弹簧等部件构成,不同之处在于集装式机械密封有一个整体的机械密封壳,所有这些部件集装在其中,机械密封壳代替了离心泵原机械密封箱的作用,所以集装式机械密封只是集中了原理机械密封箱的一部分功能与其他机械密封并无更大区别｡集装式机械密封的主要泄漏点有五处:分别是动､静环的结合密封面的动密封点,机械密封的主要密封点就是机械密封的动环和静环之间贴合密封,这个密封点由压缩弹簧提供压力补偿防止泄露｡机械密封静环与机械密封压盖之间的精密封点､动环与机械密封轴套之间的密封点,该处密封点属于动密封点,但活动非常有限,主要在动环沿轴向轻微窜动时的密封补偿,再有的两个密封点均属于静密封点,分别是机械密封的轴套与轴之间的密封和机械密封与泵体之间的密封点,集装式机械密封的各个静密封点多采用橡胶O型圈或垫片作为密封元件,              这些密封部位非常容易在机械密封的长期运行中因为橡胶老化､弹簧疲劳等原因而产生泄漏｡

3集装式机械密封的拆检

某大型渣浆泵流量1100m3､扬程45m､最高转速1450r/min变频调速控制,长期运行产生机械密封泄漏,将更换下的损坏机械密封进行拆检､维修｡拆检密封端面:密封端面为硬质合金材料,清洗后检查端面略有极轻微磨损,清理后做静压试验检查有无泄漏｡轴套:将轴套表面的结垢清洗干净,并且用百分表测量检查同轴度符合使用的要求｡压缩弹簧:双端面的机械密封采用多个小型弹簧补偿端面的密封压力,将弹簧结构清理干净,部分损坏的压缩弹簧予以更换｡辅助密封O型圈老化进行更换｡判断泄漏原因为压缩弹簧因结垢失效端面与端面产生位移造成密封不紧,O型圈老化使动环失去弹性｡

4拆检注意事项

详细的设备检修记录是提高维修水平的重要手段,设备损坏后一定要详细记录损坏情况判断损坏的原因｡拆卸过程中切忌蛮力｡蛮力会造成机械密封的二次损坏,对机械密封的原因判断和修复产生不良影响｡机械密封解体后要仔细清洗每一个部件,然后进行测量,记录好测量数据｡组装时要认真检查密封零件数量是否足够,各元件是否有损坏,弹簧装上后在弹簧座内要移动灵活｡先将静环密封圈套在静环背部后,再装入密封端盖内｡组装后做一次通水静压试验,检查修复效果如何｡

5维修注意事项

5.1机械密封端面清理研磨

机械密封的动静环端面多为碳化硅或硬质合金制作,正常情况下不会有严重的断裂或磨损,使用周期较短就产生泄漏的机械密封一般情况下进行拆解并将密封端面清理干净即可再次使用｡

5.2弹簧的更换和清理

压缩弹簧长期与冷却水接触表面容易结垢影响弹性,机械密封发生故障多与压缩弹簧弹性不足有关,拆解集装式机封将这些压缩弹簧的表面结垢清理干净更换疲劳损坏的压缩弹簧并测量长度是否相等可重复使用｡

5.3结垢清理更换O型圈

维修机械密封前首先将所有部件上的结疤､结垢清理干净毛刺打磨平整光滑,并更换所有老化的辅助密封O型圈,完成后连接冷却水做静压试验｡

5.4组装检查

拆解机械密封后要检查拆解下的零件损坏情况尤其是动环和静环的硬质合金面有无严重磨损或断裂问题同时检查轴套或压盖是否有变形,如变形严重则必须进行修整或更换,并将拆解部件一一清洗干净,机械密封的组装需保持环境的清洁确保在安装密封环以及各辅助密封元件时没有杂质､灰尘｡

组装后用塞尺检测各个点是否均匀确保误差在0.10mm以下,对压缩弹簧进行长度测量确保压缩弹簧长度一致,长度误差可以控制在2mm左右,压缩弹簧过长会导致机械密封的端面压力过大产生过多热量同时也加剧密封端面的磨损,而压缩弹簧太短也不能起到不畅作用同样会产生泄漏,机械密封组装后各个部件尤其是动环部件要移动灵活无卡涩现象,动环在压缩弹簧的补偿下受到压力能够自动回弹,全部组装后再进行水压试验检查维修以及组装效果｡

6降低机械密封故障的方式

6.1机械密封的安装

集装式机械密封主要应用在体积较为庞大的渣浆泵或溶液泵等设备上,这些泵类设备的运行工况条件较为恶劣,设备拆解､组装难度较大､机械密封安装要求较高,这都增加了机械密封安装的困难程度也容易造成机械密封安装不合适而难以达到预定使用寿命,所以要确保机械密封的正常使用需要在安装时对泵的各个拆卸部件进行检查,安装后如果存在安装不到位､设备盘车卡涩等问题,要拆检确定原因并及时处理,避免安装后出现泄漏故障｡

部分机械密封出现渗漏由于自身的泵转子发生较大轴向窜动量,并且辅助密封与轴呈现出过大的过盈量,导致轴上动环无法实施灵活移动｡在机泵正常运转之后,促使静环磨损而无法形成相应的补偿位移｡对于这样的渗漏问题,实施有效解决则需要在机械密封装配过程当中,保障机泵轴下的轴向窜动量需要控制在0.1mm左右｡促使辅助密封与轴呈现出更加良好的过盈量效果时保障轴径密封效果,完成动环装配,促使轴上动环能够灵活移动,确保通过弹压弹簧能够自由往返｡

另外,若机械密封由于密封面缺乏充足润滑油所导致的干摩擦,从而造成密封端面出现的拉毛磨损现象造成泄露｡则需要实时监控油室腔内润滑油高度,保障其能够与静环密封面以及动环密封面处于相对持平的高度状况,避免低于动静环密封面｡比如，定子上下端盖以及叶轮主轴无法处于对中平衡效果,促使轴承受到气蚀或磨损,都会导致机械密封寿命受到影响造成质量损坏,产生渗漏现象｡这样的现象则需要通过相关维修守则对转子异常振动进行维修,从而纠正周期性问题下所造成的机械密封失效｡

6.2减缓泵运行的振动

机械密封的使用寿命除了受机械密封安装要求的影响外还与泵运行时的振动有很大的关系,泵在运行时的振动会导致机械密封的端面在高速旋转时难以紧密贴合而产生泄漏,泵腔内泄漏的介质运行时泄漏非常容易造成机械密封的密封端面磨损,同时泵的振动也使得压缩弹簧过度疲劳失去弹性,所以改善离心泵运行条件减缓设备运行振动对保证机械密封稳定运行延长使用寿命非常有利｡

6.3强化机械密封本身质量的检查

机械密封在安装前要对其本身的质量进行直观检查,首先拆开包装检查机械密封外观有无破损或者缺陷,其次检查动静环在运输过程中有无损坏,表面是否光滑,有无缺陷等情况,再次检查机械密封密封圈有无缺陷,弹性是否良好,最后检查机械密封补偿部件是否正常,全部检查完毕后,机械密封完好,可以达到使用条件｡

7结语

机械密封发生泄漏会给离心泵的正常运行带来很大的负面影响,当机械密封泄漏严重时,泄漏的介质会沿着传动轴渗透到轴承托架内造成润滑油的污染失效,加剧设备的振动并形成恶性循环,且泄漏的介质也造成设备污染给影响正常的检查,因而无论是集装式机械密封还非集装式机械密封都要根据实际情况不断改善离心泵的工况条件确保设备稳定运行｡

参考文献：

[1]徐良安,王矿宾,李磊.机械密封失效原因分析及应对措施.石油和化工设备,2014,(10):75-77.

[2]徐一鸣.简析离心泵机械密封泄漏的原因及预防措施.化工管理.2020,(09):158-159.

[3]陈玉新.胶乳泵机械密封失效分析及解决方案[J].四川化工,2021,24(2):54-56;62.