机械密封的论文

浅 析 机 械 密 封 郎 丰 涛 2010 年 9 月 23 随着工业企业流程化 自动化水平的不断提高 设备稳定性 可靠性显得尤为重要 目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛 而随着产品技术水平的提高和节约能源的要 求 机械密封的应用前景将更加广泛 据统计 60 机械设备非计划停车事故与密封故障 造成泄漏有直接联系 密封性能已成为评定机械产品质量的一个重要指标 随着密封技术 水平的不断提高 机械密封以其性能可靠 泄漏量少 使用寿命长 功耗低 无需经常 检修 广泛应用于冶金 石油 化工企业工业泵中 本人通过近些年对机械密封的使用 总结出机械密封在工业泵上检修 维护的一些经验 是密封的泄漏的得到了一些改善 一 泵用机械密封工作原理 机械密封是靠一对或几对垂直轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力 或 磁力 作用下 依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合 并相对滑动 从而防止流体泄漏 二 机械密封的泄漏点 1 是静环与压盖密封的泄露 2 是压盖与壳体密封的泄露 3 是旋转环与轴密封的泄露 4 是旋转环与静止环的断面彼此结合作相对滑动的动密封 第 1 2 3 种情况都属于静密封 而第 4 种情况就属于动密封了 因此 对密封端面 的加工要求很高 平面度为 0 0009mm 表面粗糙度 硬环 Ra 0 1 m 软环 Ra 0 2 m 为了使密封端面间保持必要的润滑油膜 必须严格控制端面上的单位面积 压紧力 端面上单位压力过大 不易形成稳定的润滑液膜 会加速断面的磨损 断面上单 位压力过小 泄漏量增加 所以 要获得良好的密封性能有较长的寿命 在安装机械密封 时 一定要保持端面单位压力值在最适当的范围内 三 泄漏原因分析及检修 1 安装静试时泄漏 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 较大时 则表明动 静环密封圈存在问题 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可判定式动 静环摩擦副存在问题 如泄漏介质 沿轴向喷射 则动环密封存在问题居多 泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出 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 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 抑制介质泄漏 因此 试运转时机械密封泄漏在排除轴间极端盖密封失效后 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原因主要有 1 操作中 因抽空 气浊 憋压等异常现象 引起较大的轴向力 使动 静环接触面 分离 2 安装机械密封时压缩量过大 导致摩擦副断面严重磨损 擦伤 3 动环密封圈过紧 弹簧无法调整动环的轴向浮动量 4 静环密封圈过松 当动环轴向浮动时 静环脱离静环座 5 工作介质中有颗粒状物质 运转中进入摩擦副 擦伤动 静环密封端面 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 3 正常运转中突然泄漏 离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已达到使用寿命 而大多数是由于工况变化较大或操作 维护不当引起的 1 抽空 气浊或较长时间憋压 导致密封破坏 2 泵实际输出量偏小 大量介质泵内循环 热量积聚 引起介质气化 导致密封失效 3 回流量偏大 导致吸入管侧容器 罐 池 底部沉渣泛起 损坏密封 4 较长时间停运 重新启动时没有手动盘车 摩萨副因粘连而扯坏密封面 5 介质中腐蚀性 聚合性 结胶性物质增多 6 环境温度急剧变化 7 工况频繁变化或调整 8 突然停电或故障停机等 离心泵在正常运转中突然泄漏 如不能及时发现 往往会 酿成较大事故或损失 须予以重视并采取优先措施 4 影响机械密封效果的因素 机械加工精度不够 机械加工精度不够 原因有很多 有的是机械密封本身的加工精度不够 这方面的原 因容易引起人们的注意 也容易找到 但有时是泵其它部件的加工精度不够 这方面的原 因 不容易引起人们的注意 例如 泵轴 轴套 泵体 密封腔体的加大精度不够等原因 这些原因的存在对机械密封的密封效果是非常不利的 振动偏大 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 泵轴的轴向窜量大 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 轴向力偏大 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 四 泵用机械密封维护 检修中应注意的几项问题 1 润滑 对机械密封端面应进行适当润滑 这样可减少磨损和延长寿命 部分摩擦热也可由润滑剂 带走 一般润滑剂可由介质本身承担 因此密封端面 动环 静环 见弹簧压力不应过大 2 冲洗冷却 泵用机械密封工作使端面上产生的热量应及时传递出去 否则端面间的液膜就会汽化而形 成干摩擦 必须考虑冲洗冷却措施 一般冲洗冷却液采用内部密封介质 也可采用外部供 水冷却冲洗 在机械密封使用中应绝对保证冲洗冷却液的供应及冲洗冷却液的畅通 必要 时应定期清理 3 新旧密封更新 相对而言使用新机械密封的效果好于旧的 但新机械密封的质量或材质选择不当时 配合 尺寸误差较大会影响密封效果 在聚合性渗透性介质中 静环如无过度磨损 还是不更换 为好 因为静环在静