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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械密封的作用和原理,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:密封;機械密封;TRIZ理論;磁力
機械密封是一種至少有一對垂直于旋轉軸的端面,在補償元件和介質壓力的作用下而防止流體泄露的密封裝置,也稱為端面密封。它是流體機械和動力機械中不可缺少的零部件[1]。由于機械密封具有泄漏量少、功率損耗小、壽命長等優點,所以被廣泛應用于離心泵、離心機以及反應釜等設備[2]。機械密封按密封端面接觸狀態可分為接觸式機械密封和非接觸式機械密封,本文主要針對非接觸式機械密封進行研究。非接觸式機械密封的基本原理是介質通過相對轉動的動環和靜環間的間隙時,形成一極薄的流體膜,從而產生阻力,阻止泄漏[3]。流體膜壓力由流體動壓效應產生的流體動壓型機械密封和流體膜壓力由流體靜壓力效應產生的流體靜壓型機械密封都屬于非接觸式機械密封。其中流體動壓型機械密封能較好的滿足高PV工況,且具有省工、泄漏小、工作壽命長等優勢,因此廣泛應用于宇航、海洋、核能利用等工業[4]。但對于反應釜、攪拌機等主軸轉速較低的設備,過低的轉速難以形成足夠的流體膜開啟力和剛度,無法保證密封的正常運轉[5]。在近年來的機械密封設計中,研究人員對摩擦副、材料、密封動靜環的結構方面進行了很多研究,但缺乏對密封裝置整體機構改變的創新。本文主要針對非接觸式機械密封現研究階段所存在的問題,以TRIZ理論為指導,以實現非接觸式機械密封端面間隙可主動調控為目標,進行創新設計。
1.TRIZ理論簡介
TRIZ的含義是發明問題的解決理論, 其拼寫是由“發明問題解決理論”俄語含義的單詞置換成英語單詞的字頭組成的。該理論是前蘇聯G.S.Altshuler及其領導的一批研究人員,在分析研究世界各國250萬件專利的基礎上,提出的由解決技術問題和實現創新開放的各種方法、算法組成的綜合理論體系。TRIZ是一種基于知識的、面向人的、系統化的解決發明問題的理論[6, 7]。TRIZ解決問題的流程:首先,將領域問題應用39個工程參數轉化為TRIZ標準問題;然后,應用TRIZ的40條原理得到TRIZ的標準解;最后,針對實際問題,應用專業知識,通過類比思維將標準解轉化為解決實際問題的領域解。
2.機械密封創新設計過程
2.1 問題分析
傳統的非接觸式機械密封結構如圖1所示,它存在兩個問題:其一是無法主動調整密封端面間隙。因受密封系統本身及外界干擾,如密封環端面劃痕、軸向竄動、力(熱)變形、端面磨損、壓力波動、操作不當等導致工況發生波動時,由于無法對密封間隙進行主動控制,密封穩定性可能會受到影響。其二是密封間隙大小及端面流體膜穩定性嚴重依賴于機組工況及介質條件,特別是機組轉速。密封面間較高的相對轉速有利于獲得更大的流體膜承載力和剛度,但給定機組的轉速往往是不可改變或只能在一定范圍內變化的,這極大限制了高性能端面流體膜的形成,導致機械密封的性能和使用范圍受到了限制。現欲設計一種機械密封結構,實現密封端面間隙的主動調節,使密封的穩定性不再與機組轉速直接相關和受其約束,能適用于轉速更加廣泛的場合。
圖1傳統動壓非接觸式機械密封結構 圖2 非接觸式磁力密封結構
2.2 應用TRIZ解決技術矛盾
首先,將機械密封中的問題抽象成TRIZ中的39個標準工程參數。由分析問題的結果,我們可知希望改進的參數是:結構的穩定性、適應性或多用性,惡化的參數為:監控與測試的困難性、裝置的復雜性。由TRIZ矛盾矩陣查得發明原理號為35、22、39、23和15、29、37、28。經過分析,選取23(反饋原理)、28(置換機械系統原理)。
利用TRIZ的第23(反饋原理)、28(置換機械系統原理)發明原理,對傳統非接觸式機械密封結構進行改進,在傳統非接觸式機械密封中加入傳感器,實時檢測密封間隙的變化情況,實現密封端面間隙的主動可調。用電磁驅動系統置換機械系統,以電磁力代替傳統非接觸式機械密封的流體膜動、靜壓力來獲得開啟力和閉合力,使密封間隙大小及端面流體膜穩定性不再依賴機組工況。改進后的非接觸式機械密封結構如圖2所示。同軸設置有旋轉密封環和靜止密封環,并以其軸向端面實現密封。動環為可作軸向位移且兩軸向端面均為密封面的鐵磁材料或永磁材料結構,兩個靜環分別設置于動環的軸向兩側,與動環相對的端面為密封面。動環與兩靜環之間存在一定大小的間隙,分別為h1和h2。兩個靜環分別開有一個大小相同的環形槽,槽內纏繞面積相等的線圈組。在兩靜環的邊緣分別裝有一個傳感器,以便檢測動環的偏移量信號。
2.3 非接觸式磁力機械密封工作原理
圖3 密封控制系統工作原理
上述非接觸式磁力機械密封工作時,動環隨轉軸轉動,由通電控制結構向兩靜環中的線圈通電,兩靜環分別對動環產生方向相反的電磁吸引力,該電磁作用力與密封端面間介質流體壓力綜合后形成對動環的大小相等、方向相反的吸引力,使動環懸浮于兩靜環之間的平衡位置,兩側密封端面間隙處于設計狀態,實現密封環間的非接觸式機械密封。運行過程中,當出現擾動,導致動環發生軸向位移偏離了平衡位置,即其動環兩側的密封間隙發生了增大/減小的改變,設置在各密封間隙部位的傳感器結構即可將相應的位置偏移量信號反饋到其所連接的通電控制結構,與預設范圍進行比較運算和放大處理后,轉換為相應增大或減小的控制電流,分別加載到兩靜環中的對應電磁線圈上,改變其兩側電磁鐵對動環的磁性作用力,通過兩側電磁鐵的合力使動環重新恢復到設定的平衡位置。
以上是基于TRIZ理論完成的一種非接觸式磁力機械密封設計,體現了TRIZ理論在創新設計中應用的高效性。該裝置改善了非接觸式機械密封運行的穩定性,使其能夠適用于轉速更加廣泛的場合。
3.結論
本文運用TRIZ理論對非接觸式機械密封進行了創新設計,在分析實際問題的基礎上,確定了結構的穩定性和監控與測試的困難性、適應性或多用性和裝置的復雜性之間的沖突領域,用TRIZ中的標準參數來描述沖突,查找矛盾矩陣,確定發明原理,設計出非接觸式磁力機械密封。此設計解決了一直困擾傳統非接觸式機械密封的問題,即無法主動調整密封端面間隙和密封端面間隙大小及端面流體膜穩定性嚴重依賴于機組工況的問題,使密封的穩定性不再受機組轉速的約束和影響,因此適用于轉速更加廣泛的場合且都能具有良好的動態性能,增強了非接觸式機械密封運行的可靠性和穩定性,具有良好的可實施性。
參考文獻:
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作者簡介:
關鍵詞 機械密封;工作原理;泄漏
中圖分類號TH45 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)55-0064-02
高密度聚乙烯裝置的低壓溶劑回收壓縮機K-5001為立式四列往復式迷宮型壓縮機,規格為ZW-71.43/0.23~16,由XXX設計院設計, XXX壓縮機制造廠制造,屬于國產攻關的第一臺壓縮機。此設備為裝置的核心設備,一旦壓縮機停機,提供反應環境的溶劑異丁烷物資將不能正常回收,將導致整個裝置停車,更嚴重的將影響上游裝置的停車,直接影響裝置乃至公司的經濟效益。
1 機械密封結構與原理
1.1 機械密封結構
圖1為此壓縮機機械密封結構圖,與其他機械密封類似,都是由動環、靜環、彈簧、彈簧座、緊定螺釘、防轉銷、傳動銷組成的,從圖上可以看出,機械密封泄漏的途徑主要有六處;
泄漏一:墊片(序號7)作為機身與靜環(序號1)之間的密封,此處密封為靜密封,發生泄漏的可能性較小,墊片材質、尺寸滿足要求,正常安裝即可;
泄漏二:動環(序號2)與靜環(序號1)之間:此處密封為動密封,發生泄漏的可能性最大。動、靜環摩擦副是一對相對加工精度要求較高的產品,設備運行時,動靜環之間形成油膜,摩擦副表面出現的任何微小的變化都會導致機械密封的泄漏;
泄漏三:O型圈(序號4)與曲軸之間,此O型圈防止油沿軸向泄漏。一旦O型圈出現故障,油將沿著軸向外泄漏,其中兩次導致機械密封的泄漏都是由于此處的O 型圈發生斷裂造成的,第一次O型圈備件采用瞬干膠粘結,長時間在油的浸泡作用下,瞬干膠溶解導致O型圈斷裂,第二次新加工制作的O型圈不能滿足耐油要求,最終變形斷裂。
泄漏四:O型圈與軸之間,同泄漏三相同;
泄漏五:同泄漏點二,端蓋側動環與靜環之間;
泄漏六:同泄漏點一,是靜環與外側端蓋之間的密封。
1.2 機械密封的工作原理
機械密封工作時,由密封流體的壓力和彈性元件的彈力等引起的軸向力使動環和靜環互相貼合并相對運動,由于兩個密封端面的緊密配合,使密封端面之間的交界(密封界面)形成一個微小間隙,當有壓介質通過此間隙時,形成極薄的液膜,產生阻力,阻止介質泄漏,同時液膜又使得端面得以,獲得長期密封效果。
2 機械密封失效原因分析
2.1 機械密封失效經過
高密度聚乙烯裝置在2010年9月22日停車檢修過程中,發生了五次機械密封泄漏現象。
第一次,在啟動回收壓縮機數小時后,機械密封大量泄漏,打開檢查,發現機械密封動環斷裂,檢修人員更換新機械密封。
第二次,壓縮機啟動幾分鐘后,機械密封又發生了泄漏。打開檢查,發現機械密封外側動環和靜環均發生斷裂。
第三次,在廠家技術人員指導下,進行第二套機械密封的安裝。在壓縮機啟動幾分鐘后,機械密封就發生泄漏,打開檢查,發現外側動環和靜環斷裂,外側軸瓦局部發生脫落。此次對軸瓦進行了更換,并且對機械密封系統進行了改造,從供油總管與機械密封腔內增加管線,保證機械密封腔內供油充足,重新更換了機械密封。啟動壓縮機,運行正常,裝置按照程序開車。
第四次,在壓縮機正常運行兩個星期后,機械密封發生泄漏,打開檢查發現O型圈斷裂(此O型圈為安裝前粘接),機械密封動靜環只是發生了偏磨,并無斷裂破損現象,重新更換新的機械密封和O型圈,啟動壓縮機,正常運行。
第五次,壓縮機運行一星期后,機械密封發生了泄漏,打開檢查發現機械密封動靜環完好,但新加工的O型圈嚴重變形并且斷裂,發現此種O型圈不滿足耐油的要求。更換原廠新O型圈,壓縮機運行正常。
2.2 原因分析及改進措施
2.2.1 機械密封失效原因
此次機械密封失效主要原因如下:
1)備件質量,元件制造精度不能滿足要求,從第一套機械密封來看,圓柱銷加工粗糙,不能保證動環在彈簧力的作用下及時補償變形量,雖然在安裝前對其進行了打磨,但是其精度不能保證。第四次更換的O型圈不是整體加工,而是粘接的,造成機械密封在更換不久就發生O型圈在粘結處斷裂;
2)設計缺陷,在壓縮機機械密封設計過程中,也存在問題,此機械密封為雙端面機械密封,外側的動靜環在長周期運行過程中,機組內部不能為其提供充足的,也是導致機械密封損壞的原因;
3)工藝條件,密封圈加工未考慮工藝條件,廠家制造的靜密封O型圈在加工過程中未考慮現場實際工況,造成了機械密封的泄漏。
2.2.2 機械密封失效解決措施
1)從設備本身講,首先,對原廠采購的機械密封備件嚴格把關,將上述不足之處反饋給機械密封制造廠家,以便對其進行改進;其次,對設備進行改進,從供油總管上向外側動靜環腔內加引油管,連續向動靜環摩擦副供油,給摩擦副提供沖洗、冷卻和的條件,并且將軸承座的回油孔減小,保證密封腔內有一定的壓力。此外,廠家在加工過程中必須按照現場實際工況加工備件;
2)從工藝操作方面講,在啟動前按照啟動步驟對設備進行盤車,設備運行過程中,盡量減小生產的波動,設備振動越小對機械密封長周期運行越有利;
3)從現場安裝方面講,首先檢查機械密封各組件是否齊全;其次,密封表面粗糙度達到設計要求;第三,保證軸套表面光滑;第四,保證機械密封的壓縮量;最后每次盡量更換靜密封圈[1]。
3 結論
通過以上分析,我們了解了機械密封失效的原因。通過改進,壓縮機恢復了正常運行。在以后的工作中,多總結經驗以保證設備的正常運行。
【關鍵詞】化工機械密封;泄漏;措施
【分類號】:TD327.3
引言
化工機械設備對密封性能的要求很高,但是以目前的技術條件而言,要實現化工機械設備的無泄漏還很難,磁力泵隔離套、屏蔽泵屏蔽套的使用壽面、材料的孔蝕、靜密封的可靠性等等,均是對化工機械封閉性能產生影響的重要因素。
1、化工機械密封概述
化工機械密封也被叫做端面密封,通常被應用在對壓縮機,泵等設備中的旋轉軸的密封方面。化工機械的主要部件是靜環和動環,將密封圈作為其輔助密封件,化工機械密封的傳動件是各種螺釘,彈箕座和鍵等,推環和彈簧是化工機械密封的彈力補償機構。化工機械密封的原理是基于不少于一對的與旋轉軸線垂直的端面,由于流體壓力和補償機構彈力的作用,與輔助密封相配合,從而端面能夠在保持相對滑動的同時,緊密貼合,因此,可以預防流體泄露。
2、機械密封原理分析
機械密封是一種由彈性元件對動環和靜環端面密封的預緊和介質壓力與彈性元件壓力的壓緊而達到密封軸向端面的密封裝置,又稱端面密封。動環和靜環等端面密封副壓緊元件是機械密封的主要部件,O形、X形、U形、矩形柔性石墨等密封圈是主要的輔助密封件,彈力補償部件主要有彈簧和推環等部件,除了上述幾種部件還有傳動件和緊固件,都是機械密封的主要組成部分。
機械密封的原理:軸通過傳動座與推環帶動動環旋轉,靜環則保持不動,在彈簧彈力與介質壓力的共同作用下動靜環之間的密封斷面緊密配合,從而形成密封包裝介質不泄漏。彈簧的推動可以對摩擦副的磨損形成一定的補償。動環O型密封圈保證了動環與軸之間介質通過不產生泄漏,而防止介質沿靜環和壓蓋之間的泄漏是通過靜環O型密封圈達到。
3、化工設備機械密封泄漏原因
在日常實際生產中, 機械密封常見的故障主要是設備產生振動、發熱的的現象,機械密封的軸向泄漏以及端面泄漏等三種。出現這幾種泄漏的主要原因有動作性損壞,密封面性破損及密封面平面度損壞等多因素同時出現而造成的泄漏。
3.1 動作性損壞泄漏
靜環和動環在軸的快速旋轉帶動下長久處在往復運動狀態,使密封斷面產生了變化,這也也使軸向的移動量增加,尤其是在壓力與熱能變化的長期的作用下,是機械密封的精度逐漸降低,長時間的作用就造成密封軸套、端面、螺栓以及彈簧等部件發生了變形,造成隨動性消失,產生了機械密封的泄漏。主要有以下幾種原因:
(1)滑動密封面的老化、磨損使軸及軸套損壞,彈簧座彎曲、變形。
(2)含油較高的油類分解焦化及含有碳化物的顆粒附著溶液中析出餾分的結晶造成微量泄漏粘合。
(3)有時堵塞中有異物進入造成彈簧的作用受到限制,使滑動部件的動作失調,密封面表面磨損,破壞了其密封性。即使及時將漿料填積,也會影響到設備機械密封的動作性。
3.2 密封面性損壞泄漏
對于端面的密封不只是依靠端面液膜的密封功能來實現密封的目的,同時還靠面液膜的作用來保證用面的正常運行。
(1)當由于摩擦使溫度快速升高時,沒有能夠及時的消除熱積累,造成密封面的密封液蒸發,液蒸發后會產生干摩擦,這樣會增加密封的損傷速度,容易產生突發性泄漏,所以我們在日常工作中要按照操作規程,認真嚴格的檢查水冷系統的冷卻條件。
(2)端面液膜的損壞會造成密封液膜性破損,導致干摩擦現象的發生,干摩擦會使密封面變得不均勻,也使磨損變快,嚴重者會造成碳化硅與超硬質合金等耐磨材料產生裂紋。
3.3 密封面平面度損壞的泄漏
產生的不均性滑痕及面部切斷痕多是由于密封面度損壞造成的。
(1)如泵密封箱端面和攪拌器頭變形、損傷和螺栓連接力不均勻導致靜電環密封表面變形引起的泄漏。
(2)在滑塊熱裝時,溫度變化過大及熱膨脹都會使密封表面發生變形。在高的結構熱應力與熱變形力同時作用下過大,會使密封性變差導致泄漏。
4、機械密封泄漏處理措施
4.1 合理的設計
動環和靜環密封面處于工作狀態時,會有熱量持續產生,這樣會使密封裝置的溫度不斷升高,如果熱量不能短時間降低會造成動環間的液體發生汽化現象,導致液膜被破壞發生磨損現象。同時溫度的升高也會致使密封元件發生變形及老化,所以密封裝置長時間處于高溫狀態會很快失效。我們應該從源頭上預防和解決此類現象的發生,這就要求在設計時充分考慮機械密封裝置在不同工作環境下應該采取適宜的冷卻措施。
4.2 合理選型
原材料的合理正確的選擇是機械密封裝置密封效果良好的重要前提,同時也是對化工設備使用壽命延長的保障,在實際工作中硬質合金、碳化硅和浸漬樹脂、石墨等材料是構成現階段動靜環的主要原材料。在機械密封裝置選材料選擇過程中,要考慮原材料主要性能,要保證材料具有良好耐磨性、優質導熱性、較高的強度,同時還要求能夠具備彈簧、密封圈的材質以及應用環境等諸多因素。
4.3 規范安裝
在設備安裝過程中能夠實現良好密封主要取決于是否能夠按照標準規范的安裝機械密封。如果安裝不符合要求會使機械密封引起泄漏,因此在安裝機械密封是應當注意合理選擇配合尺寸,并進行有針對性的合理調整。
(1)做好機械密封配合。在安裝機械密封部位的軸制造公差為h8,表面粗糙度為1.6μm。安裝動環密封圈的軸端部位應倒角并修光,軸的軸向竄動量不得大于0.5mm,軸的靜環下的徑向擺動不得大于0.5mm。軸與法蘭的垂直度不得大于0.5mm。
(2)規范機械密封安裝方法。平衡型機械密封動環密封圈與動環密封腔應該有3-5mm的間隙。在安裝靜環時候,端面應用千分表找正并保證端面正面與軸線下垂直度允許0.5mm。彈簧的壓縮量要求允許誤差±0.2mm。機械密封安裝后應有24h以上的無載荷的運轉。
5、結束語
化工機械密封有點非常多, 在化工行業得到了越來越多的應用,然而,由于化工生產的特殊性與復雜性,化工機械密封容易發生泄漏, 化工機械密封泄漏失效問題對化工機械密封造成了很大的影響。因此,必須采取合理的化工機械密封設計,結合化工過程生產的實際情況, 選擇合適的化工機械密封的結構和材料,盡可能的延長化工機械密封的使用壽命,提高化工機械密封的性能。化工機械密封也正在從簡單到復雜,逐漸向完善方向發展,因此,在化工機械密封使用過程中,基于設計,制造以及應用等各個方面,不斷提高化工機械密封技術的發展,從而在某種程度上進一步推動化工行業的發展。
參考文獻
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【關鍵詞】 機械密封 密封點
機械密封是輸油泵密封的關鍵部件,機械密封性能的優劣不僅決定著泵運行過程中對輸送介質的密封性能,其安裝的作業水平也直接影響著泵體的運行工況及機械密封使用壽命。
1 機械密的特性及工作原理
機械密封,是一種常見的泵體軸封裝置,其主要工作原理是通過一對或數對垂直于泵軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏。機械密封與軟填料密封比較,有如下優點:(1)密封更為可靠,在長周期的運行中,機械密封狀態相對穩定,泄漏量很小,按粗略統計,其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100;(2)使用壽命長,在油、水類介質中一般可達1~2年或更長時間;(3)摩擦功率消耗小,泵軸轉動時機械密封對泵軸的摩擦功率僅為軟填料密封的10%~50%;(4)軸或軸套基本上不會因為密封受摩損;(5)維修周期長,端面磨損后可自動補償,一般情況下,毋需經常性的維修;(6)抗振性好 對旋轉軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感;(7)適用范圍廣,機械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉速,以及各種腐蝕性介質和含磨粒介質等的密封。
但其缺點有:(1)結構較復雜,對制造加工要求高,一次性投資高;(2)安裝與更換比較麻煩,并要求作業人員有一定的安裝技術水平;(3)發生偶然性事故時,處理較困難。
常用機械密封結構如圖所示。由靜止環(靜環)1、旋轉環(動環)2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉環輔助密封圈6靜止環輔助密封圈8等元件組成,防轉銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環轉動。旋轉環和靜止環往往還可根據它們是否具有軸向補償能力而稱為補償環或非補償環。
機械密封中流體可能泄漏的途徑有四種,如圖中A、B、C、D四點所示(如圖1)。
C、D泄漏通道分別是靜止環與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封,二者均屬靜密封(沒有相對運動)。B通道是旋轉環(動環)與軸之間的密封,在機封實際安裝過程中,旋轉環(動環)與軸緊密結合,其相對運動可忽略不計,因此,B通道仍然是一個相對靜密封。由于密封面沒有相對運動,靜密封通道相對來說比較容易封堵,一般使用橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈等靜密封元件即可實現有效密封。
A通道則是旋轉環與靜止環的端面彼此貼合作相對滑動的動密封,它是機械密封裝置中的主密封,也是決定機械密封性能和壽命的關鍵。因此,密封端面的加工精度要求很高,同時為了使密封端面間保持必要的液膜(液膜常為輸送介質),必須嚴格腔制端面上的單位面積壓力。如果壓力過大,不易形成穩定的液膜,會加速端面的磨損,壓力過小,則密封端面間隙過大,泄漏量增加。所以,要獲得良好的密封性能又有足夠壽命,在安裝機械密封時,一定要保證端面單位面積壓力值在最適當的范圍,對安裝的技術水平要求較高。
2 庫鄯輸油管道庫爾勒原油站主泵機械密封技術分析
庫爾勒原油站主泵為德國梯森系列輸油泵,其機械密封為福斯廠生產產品,型號為UC 4000 HP,規格為5×4U,其設計精巧、加工精度高、密封性能優良(如圖2、表1)。
福斯機械密封結構特點為:
(1)密封各部件配合精度高;在機械密封的維修更換過程中,我們發現,福斯廠生產的機械密封靜環凸緣(S11)與泵體口環處的配合、動環軸套(S1)與泵軸的配合均十分精密,其精度均在毫米級,其中,動環軸套(S1)與泵軸的配合間隙僅為0.25毫米。雖然高精度的機械配合大大提升了機封性能及使用壽命,但也為安裝作業提出了較高的要求。
(2)機械密封動靜環加工精細,材料先進,質量過硬,密封本身性能優良;通過對福斯機械密封的實物分析,我們發現相對其他品牌機械密封,福斯廠密封柔性件使用了材質較為先進的氟橡膠材料,大大提升了設備使用壽命,在動靜環(S14/S15)與軸套(S1)及凸緣(S11)的結合上也采用了較為先進的設計理念,其獨特的動環軸向補償彈簧(S16)為一體式,有效規避了多彈簧推力不均導致密封面受力不均的問題,大幅提高了動密封的密封性能及壽命,另外,彈簧座(S17)與動環(S15)間的接觸采用了唇形密封圈(S4)進行緩沖,既提高了靜密封效率,也有效緩解了動環做軸向補償時彈簧彈力的沖擊。
關鍵詞:巴西坎迪奧塔1×350MW火電機組、60HZ、凝結水泵機械密封、泄漏
Abstract: Brazil Candy Horta 1 ×350MW units in condensate system design with 2 sets of condensate pump, during the normal operation of a preparation; according to the Shanghai KSB manufacturers design, condensate pump cylinder body is a vacuum sealing water system design, use of mechanical seal.
Key words: Brazil Candy Horta is 1 × 350MW, 60HZ thermal power unit, condensate pump, mechanical seal leakage
中圖分類號:TM3 文獻標識碼:A 文章編號:
機械密封各個接口功能說明如下表:
凝結水泵機械密封密封水系統主要流程特點及密封原理介紹:
1、為保證可靠性,進水管路有兩路水源,一路是凝泵出口母管,另一路是電廠的除鹽水母管。
2、除鹽水母管供水管路有兩個作用,一是機組啟動前,由于凝結水母管沒有壓力,用除鹽水母管水源作為啟動用水;二是當機組運行中,運行凝泵如果突然跳閘,凝結水母管壓力下跌,此時作為事故用水3、根據廠家設計,進水壓力控制在0.2-0.6MPa左右,壓力過高,超過機械密封的密封壓力,將使軸封向外漏水。
凝結水泵機械密封現狀:1、機組運行1年后,密封水進、出水壓力表現異常,具體運行情況如下: 1.1、機組真空建立前,通過調節機械密封入口密封水手動閥門,可以保證運行凝泵和備用凝泵的密封水入口壓力在0.2-0.6MPa、出口壓力在0.1-0.15MPa,符合設計要求; 1.2、機組真空建立后,運行、備用凝泵機械密封的密封水進出口壓力降至0,經多次調節密封水進出口閥門,運行凝泵機械密封進口密封式壓力最高達到0.1MPa,而其余壓力均為0,不符合設計要求的壓力范圍。
1.3、運行凝泵機械密封漏水、備用凝泵機械密封漏氣,嚴重影響凝結水泵的出口流量和壓力參數,造成泵出力不足,尤其是當負荷在280MW以上時,不得不投運2臺凝泵。
密封水壓力表現異常原因分析因Q、D接口僅作為沖洗水,與密封水壓力沒有直接關系,在此撇開不予討論。密封水進出水壓力低甚至降至0,必然是因為在機組真空建立后、密封水需求流量增大造成的。為此需要分析,廠家設計的密封水系統還有哪些可改進之處,可以降低密封水的需求量,以達到機械密封處密封水進出口壓力平衡。
通過查看凝泵圖紙,并對照現場情況,發現機械密封上除了Q、D、F、F'的四個接口,還有兩個不明接口與水泵本體有連接,
結構多出的兩個接口,根據凝結水泵總圖和工作原理分析,A接口使密封水腔室與次級葉輪出口相連,作用是使運行泵的軸封水由自身供給;B接口使環形回水腔室與泵入口側(即負壓區)相連。
改進方案1、接口B口徑為DN32,雖然在軸封盒內部有回水節流孔(如上圖所示),但經計算,節流孔總通流面積已大于DN25的通流面積,無法起到節流作用。如在接口B處進一步節流,將明顯降低密封水用量。節流方式通常有加裝節流孔板,或加裝閥門調節,為方便起見,此處加裝一只DN32球閥進行節流。2、根據實際運行密封水壓力低甚至降為零的情況,密封水從接口B流入泵內,通流量已經偏大,因此,再設置接口F'作為第二個密封水回水通道顯得多余,因此取消F'出水管路,將此接口僅作為測量軸封盒腔室內部壓力檢測用。此出水管路取消,進一步簡化了密封出水回收問題。3、接口A是泵利用自身次級葉輪出口供密封水,由于密封水從接口B處流入泵內的流量已考慮用閥門進行有效控制,因此密封水供水量不足已不再成為問題,為便于密封水壓力調節,此管路也加裝DN32球閥以方便平衡。
為方便監視機械密封進出口密封水管道壓力,需在密封水進、出口管道閥門后分別安裝量程為1MPa和0.6MPa的壓力表。
運行情況及調整要點 密封水系統管道改進后,密封壓力能滿足廠家技術要求,消除了運行隱患。根據運行調整過程中的壓力變化特征,提出如下運行調整原則和重點注意事項: 1、運行凝泵應以監視控制密封水出口壓力為主,控制在0.1-0.15MPa范圍內。接口F'是距離密封水進水接口F最遠的部位,因此也是軸封盒腔室內部壓力最低的部位。此處壓力控制在0.1MPa以上,則表明軸封盒腔室各處均已處于正壓,這樣,就杜絕了凝泵軸封處向內漏空氣的可能。 2、運行凝泵機械密封入口密封壓力僅作為觀察參考,注意不宜過高即可,控制在0.2-0.6MPa。密封水進口壓力越高,機械密封向外漏水的可能性就越大。此外,壓力過高還會使泵組向下的軸向推力增大,導致泵組推力瓦溫升高。 3、運行凝泵停止轉備用后,如局部結構示意圖所示,節流套處由正壓變為負壓,注入軸封盒的密封水將有一部分從節流套與節流襯套間隙處進入泵內,使密封水供水量減少、泄水量增大,因此密封水出口壓力會從0.1-0.2MPa變為負壓。為了使軸封盒腔室壓力恢復到正壓,勢必要開大密封水進口閥門,或關小B接口至泵入口管道閥門,由于閥門開度發生變化,這樣到下一次泵啟動時,密封水進口管道壓力會超出設計值0.2-0.6MPa較多,有可能會超過壓力表量程導致壓力表損壞。因此運行泵轉備用后,不必使密封水出口壓力恢復到設計值0.1-0.15MPa,根據經驗,恢復到0-0.1MPa即可(具體視機械密封的嚴密程度而定,以保證凝水溶氧不明顯上升為原則)。 4、運行人員對機械密封沖洗水路(接口Q、D)的結構原理要有正確認識,不要將其視為“第二道水封”,其水封作用是很有限的,應對沖洗水量加以控制,有少量滴出即可,開大了會造成無謂的浪費。
結論
對于抽送負壓介質的泵,只要相關密封水輔助系統配置得當,采用機械密封完全可以保證密封可靠,避免影響溶氧指標和泵出力不足的隱患。
凝結水泵軸封結構優化設計、采用機械密封的做法是成功的,解決了凝結水泵軸封泄漏問題,提高了設備可靠性和技術裝備水平。
與填料密封結構的凝泵相比,機械密封結構的凝泵幾乎沒有除鹽水損耗,按每臺泵減小軸封泄漏量1.25t/h、年運行8000小時計算,每臺機組年節約除鹽水量20000噸,十分可觀。另外機械密封的磨擦阻力損失比填料密封小得多,使得泵浦效率得到一定的提高,因此也有一定的節電效應。
參考文獻
(1)巴西項目凝結水泵設備供貨合同CCE-013
關鍵詞:機械密封;故障處理;原因分析
機械密封在旋轉設備上的應用非常廣泛,機械密封的密封效果將直接影響整機的運行,嚴重的還將出現重大安全事故。
從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應采取的合理措施。
1 機械密封的原理及要求
機械密封又叫端面密封,它是一種旋轉機械的軸封裝置,指由至少一對垂直于旋轉軸線的的端面在液體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變為較難泄漏的端面密封。它廣泛應用于泵、釜、壓縮機及其他類似設備的旋轉軸的密封。
機械密封通常由動環、靜環、壓緊元件和密封元件組成。其中動環隨泵軸一起旋轉,動環和靜環緊密貼合組成密封面,以防止介質泄漏。動環靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環端面上,并在兩環端面上產生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力,可使泵在不運轉狀態下,也保持端面貼合,保證密封介質不外漏,并防止雜質進入密封端面。密封元件起密封動環與軸的間隙、靜環與壓蓋的間隙的作用,同時彈性元件對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中是與泵的其它零部件一起組合起來運行的,機械密封的正常運行與它的自身性能、外部條件都有很大的關系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術要求,使機械密封發揮它應有的作用。
2 機械密封的故障表現及原因
2.1 機械密封的零件的故障旋轉設備在運行當中,密封端面經常會出現磨損、熱裂、變形、破損等情況,彈簧用久了也會松弛、斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現裂口、扭曲和變形、破裂等情況。
2.2 機械密封振動、發熱故障原因
設備旋轉過程中,會使動靜環貼合端面粗糙,動靜環與密封腔的間隙太小,由于振擺引起碰撞從而引起振動。有時由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良,或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質,也會引起機械密封的振動和發熱。
2.3 機械密封介質泄漏的故障原因
(1)靜壓試驗時泄漏。機械密封在安裝時由于不細心,往往會使密封端面被碰傷、變形、損壞,清理不凈、夾有顆粒狀雜質,或是由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊,機器、設備精度不夠,使密封面沒有完全貼合,都會造成介質泄漏。如果是軸套漏,則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。(2)周期性或陣發性泄漏。機械密封的轉子組件周期性振動、軸向竄動量太大,都會造成泄漏。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0.25mm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。(3)機械密封的經常性泄漏。機械密封經常性泄漏的原因有很多方面。第一方面,由于密封端面缺陷引起的經常性泄漏。第二方面,是輔助密封圈引起的經常性泄漏。第三方面,是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面,還包括轉子振動引起的泄漏,傳動、緊定和止推零件質量不好或松動引起泄漏,機械密封輔助機構引起的泄漏,由于介質的問題引起的經常性泄漏等。(4)機械密封振動偏大。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僅僅是機械密封本身的原因,泵的其它零部件也是產生振動的根源,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。
3 處理故障采取的措施
如果機械密封的零件出現故障,就需要更換零件或是提高零件的機械加工精度,提高機械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對機械密封的效果非常有利。為了提高密封效果,對動靜環的摩擦面的光潔度和不平度要求較高。動靜環的摩擦面的寬度不大,一般在2~7毫米之間。
3.1 機械密封振動、發熱的處理
如果是動靜環與密封腔的間隙太小,就要增大密封腔內徑或減小轉動外徑,至少保證0.75mm的間隙。如果是摩擦副配對不當,就要更改動靜環材料,使其耐溫,耐腐蝕。這樣就會減少機械密封的振動和發熱。
3.2機械密封泄漏的處理
機械密封的泄漏是由于多種原因引起,我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量,安裝機械密封時一定要嚴格按照技術要求進行裝配,同時還要注意以下事項。
(1)裝配要干凈光潔。機械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干凈。動靜環的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。(2)修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑,軸和端蓋的有關圓角要砂光擦亮。(3)裝配輔助密封圈時,橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌,以免脹大變形,過早老化。動靜環組裝完后,用手按動補償環,檢查是否到位,是否靈活;彈性開口環是否定位可靠。動環安裝后,必須保證它在軸上軸向移動靈活。
3.3 泵軸竄量大的處理
合理地設計軸向力的平衡裝置,消除軸向竄量。為了滿足這一要求,對于多級離心泵,設計方案是:平衡盤加軸向止推軸承,由平衡盤平衡軸向力,由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。
3.4 增加輔助沖洗系統
密封腔中密封介質含有顆粒、雜質,必須進行沖洗,否則會因結晶的析出,顆粒、雜質的沉積,使機械密封的彈簧失靈,如果顆粒進入摩擦副,會導致機械密封的迅速破壞。因此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、、沖走雜物等作用。
3.5 泵振動的處理措施
關鍵詞:機械密封 故障處理 原因分析
機械密封在旋轉設備上的應用非常廣泛,機械密封的密封效果將直接影響整機的運行,嚴重的還將出現重大安全事故。從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應采取的合理措施。
1機械密封的原理及要求
機械密封通常由動環、靜環、壓緊元件和密封元件組成。其中動環隨泵軸一起旋轉,動環和靜環緊密貼合組成密封面,以防止介質泄漏。動環靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環端面上,并在兩環端面上產生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力,可使泵在不運轉狀態下,也保持端面貼合,保證密封介質不外漏,并防止雜質進入密封端面。密封元件起密封動環與軸的間隙、靜環與壓蓋的間隙的作用,同時彈性元件對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中是與泵的其它零部件一起組合起來運行的,機械密封的正常運行與它的自身性能、外部條件都有很大的關系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術要求,使機械密封發揮它應有的作用。
2機械密封的故障表現及原因
2.1機械密封的零件的故障旋轉設備在運行當中,密封端面經常會出現磨損、熱裂、變形、破損等情況,彈簧用久了也會松弛、斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現裂口、扭曲和變形、破裂等情況。
2.2機械密封振動、發熱故障原因
設備旋轉過程中,會使動靜環貼合端面粗糙,動靜環與密封腔的間隙太小,由于振擺引起碰撞從而引起振動。有時由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良,或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質,也會引起機械密封的振動和發熱。
2.3機械密封介質泄漏的故障原因
(1)靜壓試驗時泄漏。機械密封在安裝時由于不細心,往往會使密封端面被碰傷、變形、損壞,清理不凈、夾有顆粒狀雜質,或是由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊,機器、設備精度不夠,使密封面沒有完全貼合,都會造成介質泄漏。如果是軸套漏,則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。(2)周期性或陣發性泄漏。機械密封的轉子組件周期性振動、軸向竄動量太大,都會造成泄漏。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0.25mm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。(3)機械密封的經常性泄漏。機械密封經常性泄漏的原因有很多方面。第一方面,由于密封端面缺陷引起的經常性泄漏。第二方面,是輔助密封圈引起的經常性泄漏。第三方面,是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面,還包括轉子振動引起的泄漏,傳動、緊定和止推零件質量不好或松動引起泄漏,機械密封輔助機構引起的泄漏,由于介質的問題引起的經常性泄漏等。(4)機械密封振動偏大。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僅僅是機械密封本身的原因,泵的其它零部件也是產生振動的根源,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。
3處理故障采取的措施
如果機械密封的零件出現故障,就需要更換零件或是提高零件的機械加工精度,提高機械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對機械密封的效果非常有利。為了提高密封效果,對動靜環的摩擦面的光潔度和不平度要求較高。動靜環的摩擦面的寬度不大,一般在2~7毫米之間。
3.1機械密封振動、發熱的處理
如果是動靜環與密封腔的間隙太小,就要增大密封腔內徑或減小轉動外徑,至少保證0.75mm的間隙。如果是摩擦副配對不當,就要更改動靜環材料,使其耐溫,耐腐蝕。這樣就會減少機械密封的振動和發熱。
3.2機械密封泄漏的處理
機械密封的泄漏是由于多種原因引起,我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量,安裝機械密封時一定要嚴格按照技術要求進行裝配,同時還要注意以下事項。
(1)裝配要干凈光潔。機械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干凈。動靜環的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。
(2)修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑,軸和端蓋的有關圓角要砂光擦亮。
(3)裝配輔助密封圈時,橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌,以免脹大變形,過早老化。動靜環組裝完后,用手按動補償環,檢查是否到位,是否靈活;彈性開口環是否定位可靠。動環安裝后,必須保證它在軸上軸向移動靈活。
3.3泵軸竄量大的處理
合理地設計軸向力的平衡裝置,消除軸向竄量。為了滿足這一要求,對于多級離心泵,設計方案是:平衡盤加軸向止推軸承,由平衡盤平衡軸向力,由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。
3.4增加輔助沖洗系統
密封腔中密封介質含有顆粒、雜質,必須進行沖洗,否則會因結晶的析出,顆粒、雜質的沉積,使機械密封的彈簧失靈,如果顆粒進入摩擦副,會導致機械密封的迅速破壞。因此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、、沖走雜物等作用。
3.5泵振動的處理措施
關鍵詞:水泵;機械密封
中圖分類號: U464.138+.1文獻標識碼: A
前言
機械密封亦稱端面密封, 其特有的顯著優點是功耗低、泄漏量小、維護少等。機械密封有一對垂直于旋轉軸線的端面, 在流體壓力及補償機械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對滑動,從而防止流體泄漏(機械密封有多道O環密封且動、靜密封面較精密),在各類化工和水系使用的泵類產品中的應用非常廣泛。下面本文針對水泵的機械密封泄漏成因及處理對策進行分析。
一、水泵機械密封處泄漏水的成因與處理辦法
機械密封故障在運行中表現為振動、發熱、磨損,最終以介質泄漏的形式出現。水泵機械密封處泄漏水的成因的很多,比較常見的有:
1、真空狀態運行造成的機械密封泄漏:水泵在起動或停機過程中,常常出現泵進口堵塞和抽送介質中含有氣體等 ,就可能使密封腔出現負壓,引起密封端面干摩擦, 內裝式機械密封會由此產生漏水現象, 真空密封與正壓密封的不同點在于密封對象的方向性差異, 而且機械密封也有其某一方向的適應性。
處理辦法: 采用雙端面機械密封,改善條件, 提高密封性能。
2、壓力波和高壓造成的機械密封滲漏:彈簧比壓力及總比壓設計過大和密封腔內壓力超過3MPa時,會使密封端面比壓過大, 液膜難以形成, 密封端面磨損嚴重,發熱量增多, 易造成密封面熱變形而出現才漏水。
處理辦法: 在裝配機械密封時, 彈簧壓縮量一定要按規定進行, 不允許有過大或過小的現象,可采用材料為硬質合金、陶瓷等耐壓強度高的彈簧,加強冷卻的措施, 并選用如鍵、銷等可靠的傳動方式。
3、造成機械密封周期性滲漏的原因與處理辦法:
1)機械密封安裝過緊或過松,泵轉子軸向竄動量大, 輔助密封與軸的過盈量大, 動環不能在軸上靈活移動,動、靜環在泵的翻轉中磨損后, 得不到補償位移而產生滲漏。
2)水質差,含有小顆粒及介質中鹽酸鹽含量高,形成磨料磨損機封的平面或拉傷表面產生溝槽、環溝等現象而產生滲漏。
3)安裝泵蓋時,可能沒有裝平,造成軸與泵蓋不垂直造成動靜平面不能吻合,開機時間不長,造成單邊磨損而產生滲漏。
4)水泵機械密封也有可能在安裝動、靜環時,將橡膠件損壞,或動、靜環表面碰傷,或橡膠件表面疏松、毛糙,老化失去彈性、變形、破損密封環失效而產生滲漏。
5)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,表現為從軸向噴水。
處理辦法:在重新裝配機械密封時, 控制好軸的軸向竄動量(小于0.1mm ), 輔助密封與軸的過盈量適中,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,更換失效彈簧,改進水壓或介質,排盡管道及泵腔內空氣,更換新的密封環,更換泵蓋或用生料帶纏繞靜環外圈,或加密封膠作應急處理,無法修復時更換機械密封。
3、密封缺陷引起的機械密封經常性泄漏與處理辦法
1)密封端面寬度太小、磨損、熱裂、變形、破損(尤其是非金屬密封端面),補償能力消失,密封效果差。
2)鑲裝或粘接動、靜環的接合縫泄漏(鑲裝工藝差,存在殘余變形;材料不均勻;粘接劑不均、變形)。
3)動、靜環損傷或出現裂紋,動、靜環密封端面變形(端面所受彈簧作用力太大,摩擦增大產生熱變形或偏磨,安裝時用力不均引起變形)。
4)由于彈簧缺陷引起的泄漏:a、彈簧端面偏斜。b、彈簧壓縮量(機械密封壓縮量)太小或太大,引起石墨動環龜裂。c、彈簧松弛、斷裂和腐蝕。d、多彈簧型機械密封,各彈簧之間的自由高度差太大。e、彈簧壓縮量有過大或過小的現象(誤差超出±2mm) , 壓縮量過大增加端面比壓, 摩擦熱量過多, 造成密封面熱變形和加速端面磨損, 壓縮量過小動靜環端面比壓不足, 則不能密封。。
5)由于加工工藝不當等原因,密封零件有殘余變形,或密封零件結構不合理,強度不夠,受力后變形。
6)動、靜環密封端面與軸中心線垂直度偏差過大,動、靜環密封端面相對平行度偏差過大,轉子組件軸向竄動量太大。
7)轉子組件周期性振動,密封腔內壓力經常大幅度變化,油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
8)輔助密封圈的故障:補償密封環的浮動性能太差(密封圈太硬或久用硬化或壓縮量太小,補償密封環的間隙過小),裝配性的故障有碰傷、掉塊、裂口、卷邊和扭曲;非裝配性的故障有變形、硬化、破裂和變質。
處理辦法:將油室腔內油面高度加到高于動、靜環密封面,增大密封端面寬度,增大冷卻液管道管徑或提高液壓,并相應增大彈簧作用力,對補償密封環間隙過小的,增大補償密封環的間隙,調整密封端面,調整推力軸承,使軸的竄動量不大于0.25mm,更換有缺陷的或已損壞的密封環。
4、因其他問題引起的機械密封泄漏及處理方法
1)冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質,密封端面粗糙、耐磨、耐腐蝕和耐溫性能不良,抗老化性能太差,摩擦副配對不當、以致過早發生變形、硬化、破裂、溶解等。
2)機械加工精度不夠, 聯軸器的平行度差、徑向力大,例如:泵軸、軸套、泵體、密封腔體的加大精度不夠等,動靜環與密封腔的間隙太小,由于振擺引起碰撞,泵軸的軸向竄量大。
3)動環密封圈的軸(或軸套) 端面及靜環密封圈的密封壓蓋(或密封腔) 的端面有毛刺和不光滑的倒角,安裝時密封圈發生碰壞、掉塊、裂口、卷邊或扭曲變形,壓縮量不對。
4)機械密封的輔助沖洗系統可以有效地保護密封面,起到冷卻、、沖走雜物等作用,沒有輔助沖洗系統或輔助沖洗系統設置不合理,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。
5)介質里含有懸浮性微粒或結晶,因長時間積聚,堵塞在動環與軸之間,彈簧之間,彈簧與彈簧座之間等,使補償密封環不能浮動,失去補償緩沖作用,介質里的懸浮微粒或結晶堵在密封端面間,使密封端面貼合不好并迅速磨損引起經常性泄漏。
處理方法:更改動靜環材料,使其耐溫,耐腐蝕。調整動靜環與密封腔的間隙,減小泵軸的軸向竄量。安裝動、靜環密封圈的軸(或軸套) 端面及密封壓蓋(或密封腔) 的端面時,倒角處理并鏟除毛刺。改善 介質質量,定期檢查保養彈簧。
3、結束語
隨著時代的發展,原材料與能源日趨緊張,依托降耗增效來控制生產成本已經成立各個企業必然選擇之路,機械密封由于其固有 “功耗低、泄漏量小、維護少”的顯著優點,為各類企業所青眼,已經被廣泛應用工農業生產的各類設備上,發展前景將更為廣闊,充分了解并掌握機械密封的工作原理、應用與保養和維護維修技術,更有助于保障企業的生產運行。
參考文獻
[1] 《如何提高泵用機械密封的性能及壽命》石油化工設備技術.1994(6) :23~261
關鍵詞:機械密封;泄露;原因分析;對策
機械密封具有功率損耗較小、使用時間長和泄漏量少等特點,在化學工業生產中應用廣泛。但是由于化工生產本身所有的腐蝕性強和高溫高壓等特點,如果機械密封在設計、選型和安裝等方面存在問題,很容易出現泄露的情況,從而造成資源的浪費。
1 機泵機械泄露的原因分析
1.1 制造質量方面的問題
機械密封制造的質量問題主要變現在如下方面:①輔助密封的材料質量不合格,例如深冷泵與鍋爐給水泵等,由于其材料耐高溫性能差,很容易在使用一段時間后出現泄漏問題;②制造廠商為縮短工期,在安裝材料后仍釋放其應力,致使端面變形;③制造廠商質量控制原因,如機床精度差和操作人員水平有限等,造成形位公差的控制出現問題。
1.2 安裝質量方面的問題
機械密封安裝質量方面的問題主要為密封預緊力和螺絲釘的預緊力不合適、轉子的竄量超標、安裝過程不規范、對中存在問題以致泵震動超標和靜環與軸線沒有垂直等,這些安裝方面存在的問題,最終都會導致機械密封工作的失敗,使機械設備出現泄漏現象。
1.3 機械施工工況改變方面的問題
機械密封施工工況改變方面的問題包含工藝介質改變,如介質密度增大所導致密封腔壓力增大,進而使端面的摩擦力相應增大,磨損的情況加劇;工藝參數發生改變,如溫度升高是密封腔中熱量增加,從而使密封的端面熱烈變形和密封“O”型環變硬老化等等。
2 機械密封泄露問題的應對措施
機械密封工作原理是利用靜環和動環端面的貼合與相對轉動,從而構成密封裝置,防止機械設備出現泄漏,其中靜環與動環的貼合情況是決定機械密封質量的關鍵所在。因此,避免機械密封出現問題不僅要做好日常的檢查與防范措施,而且更要做好更密封裝置的設計、選型和安裝等方面的工作。
2.1 機械密封常見問題的防范措施
從機泵出現的故障情況分析可知,很多密封問題都是由于日常維護和方法措施不當造成的,因此加強對機泵機械的維護保養,將泄漏情況防患于未然,對于保障機泵機械設備的正常運行非常重要。機械密封常見問題、原因和防范措施如下表1。
2.2 設計方面的改進措施
(1)在機械密封工作過程中,動環受到彈簧與液體的壓力作用,會緊貼在靜環上面與之相對旋轉,并進行軸向移動以補償磨損,如果不考慮端面夜魔壓力與密封圈的摩擦力,則靜環與動環密封端面的比壓與液體壓力、彈簧壓力、軸套直徑和密封端面的內外圓直徑密切相關。在機械密封工作中,比壓需要穩定在一定范圍內,過小會出現端面泄漏,過大會出現振動發熱,因此當比壓出現過小或者過大的時候,要及時的調整其值,如加大或者減小端面的寬度和增加彈簧力等。
(2)在機械密封工作過程中,靜環與動環之間密封面由于摩擦會產生熱量,從而使溫度不斷升高,使兩者之間的液體被汽化,進而破壞夜魔導致密封面被磨損,以及零件的老化變形,失去應有的作用。因此,要根據機械密封裝置的不同情況,采取合理的冷卻措施,具體情況如表2。
2.3 選型方面的改進措施
選用合適的密封裝置材料是保證機泵機械設備密封效果,延長零件使用時間的重要條件。靜環和動環常采用的材料主要為硬質合金、碳化硅和樹脂石墨等。在選擇的過程中,技術人員不僅要注重材料的導熱性、耐磨性、強度與剛度等,還要注意使用工況、彈簧材質和密封圈等因素,以免出現材料不耐高溫與腐蝕、容易振動發熱和硬度不夠等情況,從而導致機械密封不佳,出現泄漏的情況。
2.4 安裝方面的改進措施
實踐證明,安裝不符合相關規定和要求也是機械密封出現泄漏情況的主要原因之一,因此機械密封的正確合理安裝也是提高機械密封質量的有效途徑。對于在安裝中所出現的密封端面不平、密封圈和軸不合適、端蓋和軸出現偏移和密封圈安裝扭曲等問題,如果安裝人員提高自己的責任心和專業技能,嚴格按照操作流程作業,這些情況完全可以避免。因此,在機械密封的安裝過程中,安裝人員要選擇合理的尺寸并進行有效的調整。
2.4.1 配合部分安裝要求
安裝機械密封部位的軸制造公差為h8,表面的粗糙度為1.6μm,安裝動環密封圈的軸端部需要倒角和修光,軸的軸向竄動量需要≤0.5mm,軸的靜環下的徑向擺動≤0.5mm,軸和法蘭之間的出制度≤0.5mm。
2.4.2 機械密封安裝要求
在安裝平衡型的機械密封時,動環的密封圈與密封腔要保持3~5mm左右的間隙,安裝靜環的時候,其端面需要借助千分表進行找正,并且要使端正面和軸線的下垂直度有0.5mm,以及癱瘓壓縮量的安裝誤差控制在±0.2mm左右。在機械密封的安裝結束后,技術人員要使其進行>24h的空車跑合,以保證機械密封裝置的有效運轉。
3 結束語
總之,機泵性能的可靠性需要提高機械密封的可靠性,延長其使用時間,才能有效降低機泵機械的故障率,減少機泵機械出現泄漏情況。因此,不僅要做好機泵機械使設備的設計、選型和安裝工作,而且好要做好機械設備的日常維護和保養工作,這樣才能確保機械設備的正常運轉,從而降低機械維修的成本,提高企業的經濟效益。
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關鍵詞:化工機械;密封技術;泄漏;問題;對策
進行化工機械密封的時候要堅持密封可靠、使用壽命長、方便維修以及泄漏量少等原則,確保密封效果滿足使用要求。隨著機械化生產水平的提高,化工機械設備的密封效果已經成為衡量其綜合水平的重要因素,特別是化工企業機械密封效果的狀況直接關系著企業設備的穩定狀況和產品的質量,以及企業的安全生產。因此,加強對化工機械設備密封技術的研究尤為重要。
一、機械密封工作原理
機械密封工作原理是在補償彈性構件和流體壓力的作用下,在平面摩擦副的貼合面之間形成一層液體薄膜,配以輔助密封達到端面密封的效果。這層液體薄膜起到了平衡動壓力、靜壓力和的作用。機械密封是依靠固定在泵軸上動環和固定在泵殼上的靜環,動、靜環的兩端面間在彈簧力作用下保持緊密貼合接觸,達到阻漏的密封裝置。在化工行業多用于各類泵、釜、壓縮機等設備的旋軸的端面密封。
二、機械密封中存在的問題
(一)長期磨損導致密封泄漏。機械設備在運行階段會不斷的摩擦,進而就會造成機械的磨損,影響密封部件的完整性,導致密封效果受到影響,因此在進行化工材料泄漏原因分析的時候,可以參考設備密封部位磨損的情況進行。如果化工生產過程中,出現了泄漏現象,就會造成部件的磨損情況出現差異,這是因為運行良好的零部件磨損痕跡相對較為均勻,而泄漏情況出現后磨損痕跡就會發生變化,因此,可以根據磨損情況判斷泄漏與密封本身之間的影響關系。與此同時,假如密封裝置安裝時沒有安裝到位,就會使得安裝細節處存在輕微的偏差,這就可能由于本身安裝的問題引發泄露現象,這種情況下如果密封的位置不發生旋轉或運動,就不會產生磨損痕跡,但是泄漏問題從安裝完成開始就已經存在了。
(二)動密封點失效而導致的泄漏問題。動密封點失效的原因大致包含密封結構、軸的影響以及介質的影響、密封的端面四方面因素。1、密封的結構:影響密封效果的因素包含密封的浮動性,一般情況下,密封浮動性較高的材料密封效果也會相對較高,通常使用的四氟塑料密封圈在浮動性方面就比較差,其密封效果也是同類密封材料中最差的。2、軸的影響:軸的影響因素主要包括軸的粗細和運動兩方面:首先,軸的粗細程度要與密封面相符合,如果粗細程度不滿足使用要求,就可能會因為粗細的偏差引發泄露;其次,在設備運轉過程中,軸可能會隨著設備的運轉而轉動,如果擺動幅度較大就可能會引發泄露,與此同時,如果轉動的速度越快,就越有可能加重泄露的L險。3、介質的影響:介質的粘度與顆粒程度是影響泄露的關鍵因素,如果是易結垢且帶顆粒的介質,其引發泄露的概率較大,或者粘度較低的顆粒也會容易造成泄露,但是如果是干凈的介質并且粘度較高就不會容易出現泄漏問題。與此同時,介質壓力的大小也是影響泄露的重要因素,要控制好壓力的大小,盡量保障壓力不能太高。4、密封的端面問題:密封的端面直接影響著化工機械設備的密封效果,所以在安裝時應保持密封端面的平直度和垂直度。
(三)沖洗原因導致泄漏發生。沖洗之后可能會造成化工機械的密封效果變弱,形成這種情況的原因可以考慮以下幾點:過濾器由于沖洗形成堵塞導致沖洗液流量不足;沒有過濾器,致使沖洗液中的雜質進入密封面;沖洗液管道逆閥使工藝液體流進管道,增加顆粒和懸浮物,致使化工機械失效。
(四)其它原因。1、泵入口堵塞,有抽空現象、汽蝕現象嚴重、泵體長時間憋壓,導致密封破壞;2、冷卻水、油由于冷卻系統管路堵塞、損壞等故障,致使供應不足或中斷,從而導致密封破壞;3、啟泵前未按照操作規程將泵體排空、盤車,導致密封破壞;4、密封腔內有空氣,導致密封破壞;5、有化學腐蝕性強和顆粒介質通過吞化系統進入摩擦副,導致動、靜環的密封端面損壞;6、人為操作不當、機械故障,其它設備(例如各種保護)誤動作,導致密封破壞;7、突然停電或外因停機,導致密封破壞。
三、優化運行提高密封效果
(一)計劃檢修。充分利用每年兩次的春、秋檢,保證機械密封在檢修間隔期內的正常運行,實現密封嚴密可靠,從而保證化工機械的使用效率和效益。
(二)做好對機械設備的沖洗。進行化工機械設備沖洗的時候,要清楚沖洗工作通常包含兩種類型,即工作介質的工藝液的沖洗和自沖洗。出現化工機械泄漏的原因之一就是沖洗過程中使用的介質沒有達到沖洗規定的要求,如果對沖洗介質沒有進行嚴格的審查或者對沖洗時所用設備的選擇不嚴格,可能會引發泄露,因此要注重對沖洗介質和設備的選用,加大檢查力度;在對沖洗設備進行保管的時候,還應該注重對相關設備的檢查,及時清理設備中生成的污垢,確保清洗設備的衛生程度滿足使用要求,最大程度的減少可能引發泄露的因素。
(三)技術革新。根據設計要求及時進行新舊密封更新,利用密封拆修的時機組織技術人員學習,積極改良設備,優化運行,不斷革新技術,提高化工機械設備的密封效果。
四、結語
盡管化工中先進技術和設備的使用越來越普遍,增強了設備的可靠性,但是機械設備的密封效果仍然是化工企業運行的重要支撐,特別是機械密封技術的可靠程度直接影響著設備的使用。
參考文獻:
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[關鍵詞]重催原料泵 密封運行 周期短 解決辦法
中圖分類號:L84 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)40-0349-01
一、現狀調查
1、原料泵工藝流程
裝置用的混和蠟油和減壓渣油分別由輸轉9#、10#罐和一套、二套減壓渣油線用泵(P201/1-4)抽進裝置內的靜態混合器(D214)混和后,進入原料緩沖罐,然后用原料泵P201AB抽出與油漿換熱,原料泵P201AB是物料進出裝置的必要條件,此泵一旦出現問題無法運行整個裝置所需的原理無法供給,裝置將面臨著停工,所以原料泵P201在裝置中起著至關重要的作用。
2、近幾此P201AB的檢修時間和運行時間
從表1可以看出,原料泵P201A機械密封在檢修后大約300多小時后就出現密封泄漏現象,嚴重危害著裝置的平穩運行,造成經濟效益的損失和浪費,加重了檢修人員的檢修負擔,解決密封運轉周期短,提高密封壽命是一項十分艱巨和重要的任務
二、確定目標值
1、確定目標的必要性
P201AB原料泵是一重催裝置的源頭的設備,為后續工藝流程提供原料,一旦其出現問題整個生產就無法正常運行,密封泄漏后檢修時一項十分復雜的任務,機泵放空泵體內存留的大量原油無法繼續利用,對能源是一種浪費,同時檢修更換密封價格昂貴,增加了企業成本
2、確定目標的依據
通過對2011年到2013年原料泵機械密封檢修后泄漏時間調查,從表-1數據中可以看出密封檢修后運行時間較短,對裝置生產的平穩運行產生十分嚴重的影響,為煉油廠裝置的平穩運行。小組成員圍繞裝置機械密封泄漏開展QC活動,制定有效的措施并實施,提高密封運轉時間。本次活動確定目標充分考慮機械密封的結構和運轉環境,通過小組的努力一定會達到目標值。
三、確定主要原因
小組成員對因果分析圖中的末端因素進行逐一分析驗證,通過查找設備、工藝運行參數,設備故障統計,確定主要原因:
原因之一:介質溫度低、粘度大、含雜質。
一重催原料油泵P201AB,介質為原料油,操作溫度75℃,介質粘度較大,易在摩擦副處堆積粘結,導致動靜環密封面開啟,造成密封泄漏
結論:P201AB原料泵機械密封運行在高粘度介質中運行導致密封運行周期短,應采取措施改善密封運行環境,可以依據API682標準選用合適沖洗系統對密封運轉環境進行改善
原因之二:密封輔助系統不完善,密封運轉環境惡劣。
此方案雖然能優化密封運行環境但是其選用沖洗液冷卻水不能適用于介質,不能沖洗掉高粘度的介質,應采用水蒸汽降低介質粘度,對密封背部的介質有很好的沖洗作用,此外還應該增加PLAN11沖洗方案對密封進行沖洗。
我們還可以選用API682標準的PLAN32沖洗方案,但是考慮的成本問題,我們最終采用PLAN11+PLAN62組合方案
結論:機械密封輔助系統不完善致使密封運行環境惡劣,是密封運行周期短,產生泄漏的一個非常重要的原因。
原因之三:機械密封結構不合理。
該原料泵密封選用DTM90密封,為丹東克隆集團生產的多彈簧密封,補償系統采用小彈簧結構,外滲介質易阻塞彈簧的補償能力,造成密封的失效泄漏,針對介質的特性易選用此結構型式密封
將彈簧外置從而解決了彈簧的補償能力失效問題,動靜環密封面選用硬對硬材質,增加了耐磨性,減少淤塞,同時對機械密封的比壓和型式進行核對,為了使蒸汽均勻的進入密封背部在機械密封靜環背部加一水環套,使沖洗效果更好。
結論:這種結構型式解決了密封的彈簧補償失效問題和密封面的磨損問題,對密封運轉時間的增長有很好的作用。
原因之四:工藝操作不穩定。
在裝置開停工和切換泵的過程中可能出現操作不穩定,流量低,抽空現象,還可能存在預熱閥門開啟,跨線閥門未關閉引起的設備反轉問題,上述現象都能造成密封的磨損導致泄漏,同時在啟動泵的時候密封的輔助系統必須先投用。
結論:合理穩定的操作是機械密封壽命增加的一個重要條件。
四、對策實施
實施一:由程文杰提機泵結構變更方案交機動處,機動處審批同意后聯系裝置設備技術員外委化建施工完成,泵出口無預留沖洗孔,從泵出口放空線閥門前端引沖洗線至機械密封沖洗腔內完成自沖洗改造,沖洗線上加閥門和限流孔板控制沖洗液流量。
實施后,密封運轉時間有所改善,由檢修后運行時間360小時延長至1300小時左右。
實施二:由陳喜明提出增加封油或者蒸汽沖洗方案,程文杰查找API682標準,制定更改方案,增加封油和用蒸汽背部沖洗均適用與原料泵,但考慮到能耗與成本選用蒸汽背部沖洗的PLAN62沖洗方案,程文杰提出設備結構變更申請,陳喜明聯系裝置設備技術員提供蒸汽源,裝置設備技術員外委化建施工,割除原冷卻水沖洗管線,外引蒸汽管線替代冷卻水管線完成沖洗。
實施后,密封運行時間有比較明顯的改善。
實施三:針對機械密封本體結構這方面有程文杰聯系機械密封制造廠家,對機械密封的參數和其結構是否適合此工況進行了探討和咨詢,最終和廠家達成一致將此密封改為彈簧外裝式結構,密封面選用硬對硬結構型式,在靜環背部增加一水環套。
實施后,原料泵機械密封運轉時間能達到8000小時完成目標值。
實施四:針對操作不穩定,流量變化,設備反轉,密封輔助系統的投用順序引起的密封泄漏問題,我們聯系生產裝置技術員,展開對合理操作的培訓。
經過培訓操作工對此泵有了更深的認識和對此泵的操作熟練程度和水平有了提高。
五、效果檢查
小組經PDCA循環,經過3、4、5、月份的實施、檢查,并經6、 7、8、9四個月的鞏固后,密封的運轉時間明顯改善,至今未發生機械密封泄漏現象。
經濟效益分析:
活動前原料泵機械密封檢修次數大約每年5次,且檢修后密封一直存在微量泄漏,大約每分鐘5滴,活動后每年只檢修一次且不存在泄漏問題。
更換機械密封節約費用
此泵為兩端支撐結構,有兩套密封,檢修5次需更換10套機械密封,每套密封單價為5200元
5200*10-5200*2=41600元
檢修時泵內原油、軸承箱內油和機械密封常年滲漏造成經濟損失大約為50000元
共產生直接經濟效益為
41600+50000=91600元
同時無法用經濟衡量的時其穩定運行保障著裝置的穩定生產
六、鞏固措施
1、減少誤操作引起的密封泄漏;
2、檢查密封沖洗系統管線是否通暢;
3、提高安裝質量避免因安裝問題造成的機械密封泄漏。
七、遺留問題及打算
【關鍵詞】機械密封 靜環 動環
由于生產的需要,在聯合站的集輸工藝流程中常使用各種型號的離心泵,在卸油臺常使用泵將單井的拉油輸送到加熱爐進行加熱,然后進入分離器處理。 卸油臺現有三臺單級離心泵,在使用過程中常出現機械密封漏失,運行一段時間后發現漏失量增大,更換密封元件后仍不理想,因此,需要頻繁更換密封元件,不僅影響了生產,而且增加了成本及維修費用,也降低了生產效率。
為了保證泵的正常工作,應當防止液體外漏、內漏或外界空氣吸入泵內,因此必須在葉輪和泵殼間、軸與殼體間都裝有密封裝置。離心泵的密封部分包括葉輪與泵殼之間的密封和泵軸與泵殼之間的密封兩部分。
葉輪與泵殼之間的密封:轉動著的葉輪和泵殼之間有間隙存在,如果這個間隙過大,葉輪甩出來的液體的一部分就會從這個間隙返回葉輪的吸入口,這個漏失量最大可達總液量的5%。這個間隙過大會造成液體回流量增加,降低泵效;過小會使泵殼與葉輪可能因為磨損過大而報廢。所以,必須合理控制這個間隙。在葉輪與泵殼之間的密封中,采用密封環。密封環安裝在轉動的葉輪和靜止的泵殼之間,它可以減少高壓液體漏回葉輪吸入口,還起到承受磨損的作用,以延長葉輪和泵殼的使用壽命,減少修理費用。
泵軸與泵殼之間的密封:泵軸和泵殼之間存在間隙,在低壓時,可能使空氣進入泵內,影響泵的工作,甚至使泵不上液;在高壓時,有液體漏出,所以要有密封裝置,在離心泵上常用機械密封。機械密封是有動環和靜環構成軸封裝置,也叫端面密封,它是靠兩塊密封元件動環和靜環的光潔平直的端面相互貼合,并作相對運動的密封裝置;靠彈性元件和密封介質的壓力在旋轉的動環和靜環的接觸端面上產生壓緊力,使這兩個端面緊密貼合,端面間維持一層有薄的液體膜,從而達到密封的目的;這次液體膜具有流體的動壓力與靜壓力,起著和平衡壓力的作用。但在實際生產中,卻常發生機械密封漏失現象。
1 機械密漏失的原因分析
(1)動靜環密封面的泄漏,原因主要有:端面平面度,粗糙度未達到要求,或表面有劃傷;端面間有顆粒物質,造成兩端面不能同樣運行;安裝不到位,方式不正確。
(2)償環密封圈泄漏,原因主要有:壓蓋變形,預緊力不均勻;安裝不正確;密封圈質量不符合標準;密封圈選型不對。
實際使用效果表明,密封元件失效最多的部位是動,靜環的端面,離心泵機封動,靜環端面出現龜裂是常見的失效現象,主要原因有:
(1)安裝時密封面間隙過大,沒調好壓量導致機械密封滲漏。以及,沖洗液來不及帶走摩擦副產生的熱量;沖洗液從密封面間隙中漏走,造成端面過熱而損壞。
(2)液體介質汽化膨脹,使兩端面受汽化膨脹力而分開,當兩密封面用力貼合時,破壞膜從而造成端面表面過熱。
(3)液體介質性較差,加之操作壓力過載,兩密封面跟蹤轉動不同步。當有一個密封面滯后不能跟蹤旋轉,瞬時高溫造成密封面損壞。
(4)密封沖洗液孔板或過濾網堵塞,造成水量不足,使機封失效。
密封面表面滑溝,端面貼合時出現缺口導致密封元件失效,主要原因有:
(1)不清潔,有微小質硬的顆粒,以很高的速度滑入密封面,將端面表面劃傷而失效。
(2)件同軸度差,泵開啟后每轉一周端面被晃動摩擦一次,動環運行軌跡不同心,造成端面汽化,過熱磨損。
(3)水力特性的頻繁發生引起泵組振動,造成密封面錯位而失效。
(4)靜環、O型密封圈與靜環座之間發生相對轉動,造成磨損。機械密封的靜環座上沒有靜環定位銷子,這樣在泵運行時,會使靜環、O型密封圈與軸套上的動環一起旋轉,導致靜環、O型密封圈與靜環座之間產生相對轉動造成摩擦、磨損,密封失效。
(5)液體介質對密封元件的腐蝕,應力集中,軟硬材料配合,沖蝕,輔助密封0形環,與液體介質不相容,變形等都會造成機械密封表面損壞失效.
(6)機封選型不當,動環與泵蓋環形空間間隙小,磨損導致動環發熱,造成橡膠密封圈失效,彈簧壓偏,動靜環面有縫隙,滲漏嚴重。
(7)由于介質影響,軸套腐蝕嚴重,動環密封圈滲漏。
(8)停泵后出口閥門沒有及時關閉,導致泵反轉或電路原因導致電機反轉、造成葉輪松脫,軸套帶動動環發生軸向位移導致機械密封滲漏。
我們對更換的機械密封的動環、靜環,密封圈進行觀察,發現動靜環的端面有明顯的磨損痕跡,動環波紋管中間有沙子卡住,造成波紋斷裂,分析主要是輸送介質有雜質,其動環的波紋管要求精度高。
2 機械密封裝置的改進措施
針對離心泵機械密封漏失,我們進行了以下改進:
(1)安裝上要求達到其技術要求,調整好壓量,這是一個非常關鍵的指標,這就要求維修人員在安裝時有高超的技術,經過長期的摸索和經驗積累我們進行了總結,根據不同的泵型和所輸送的介質,得出了安裝時的壓量控制范圍。
(2)操作上提高操作員工的素質,加強設備的維護和保養,按時更換油,防止泵抽空,防止機油過熱變質等現象的發生。
(3)將原來的波紋管改成單根彈簧管,降低了其精度,更適合生產需要,因一套波紋管需要幾千元,而單彈簧僅需幾百元,降低了成本。
(4)對密封裝置進行強制冷卻,降低泵體及密封裝置的溫度,提高密封性能。
(5)在靜環上有兩個槽,在原靜環座上加工一個與此槽相對應的孔,然后安裝一個自制的定位銷,用來固定靜環,使其不能隨泵軸一起旋轉。既保護了靜環不被損壞,還起到了靜環的密封作用。
(6)在泵前加過濾器,減少沙粒、雜質等進入泵內,因為我們清過濾器時發現,油里有許多沙子,含有沙子的液體會使動環波紋管卡住,造成機械密封磨損嚴重,導致滲漏。及時,定期更換清洗過濾器。
3 改進后的應用效果
(1)由于密封裝置的改進,使泵的漏失量減小,從未超過標準;
(2)采用冷卻措施后,泵的工作溫度得到了控制,達到了技術要求;
(3)泵的維修周期更長,改進后的泵機械密封的使用壽命由改進前的20多天,延長到10個月以上,取得了很好的經濟效益,每臺泵每年少用波紋管10多套,維修的費用減少3萬多元。
(4)使用過程中其安全性得到了保證,確保生產的連續運行,同時也減少了工人的勞動強度,節約成本,提高了工作效率。
4 結論
(1)機械密封是密封系統的重點問題,這方面小的改進就能帶來大的經濟效益,該型號DYK80-50-250的泵均可改為單彈簧式進行推廣使用。
(2)泵輸送介質的不同,密封性能也不同,要根據輸送介質選擇合適的泵。
(3)設備在安裝、維修、操作過程中,要了解其工作原理、性能、和各種參數達到其技術要求。保證機械密封長時間運行。