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    渣浆泵机械密封失效原因分析及解决措施-渣浆泵机封

    发布时间:2015.01.07 新闻来源:渣浆泵机封|天长市龙源泵阀有限公司 浏览次数:
    一、前言
      机械密封具有泄漏量小,能耗低,寿命长,使用范围广等优点,近年来被广泛应用于泵类设备的轴封,随着机械密封技术水平不断提高,可靠性也越来越高,提高了电力、冶金选矿等用户使用机械密封的经验和信心,使其在渣浆泵中的应用不断得到推广。
      但由于渣浆泵用机械密封结构较复杂,要求有较高的加工精度与安装技术等,由于使用工况严酷,含有固体颗粒,腐蚀与磨蚀并存,因此机械密封引起的渣浆泵设备故障率很高,机械密封一旦失效,会导致整机停止工作。所以全面正确地分析机封失效原因,并及时采取 相应准确预防和纠正措施排除故障,是渣浆泵可靠运行的关键。
      二、装配引起泄漏失效
      机械密封安装时极易出现问题,动、静环摩擦副配合面在安装之前或安装过程中可能已经变形、擦伤或开裂,端面间夹杂污物或杂质,弹簧弹力不均造成端面不平等原因都会引起机封失效。
      机械密封安装调试好后,一般要进行静压试验,观察泄漏量。如泄漏量较小,多为动环或静环密封圈存在问题;泄漏量较大时,则表明动、静环摩擦副问存在问题。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静、动环密封圈有问题;如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题;如泄漏介质沿轴向喷射,则动环密封圈存在问题居多,泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出,则多为静环密封圈失效。此外,泄漏通道也可同时存在,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。
      机封装配时应注意以下3个问题:
      ①弹簧压缩量适度。弹簧压缩量过大,可导致摩擦副急剧磨损,瞬间烧损;过度压缩使弹簧失去调节动环端面的能力,导致密封失效;弹簧压缩量过度易导致疲劳损坏,使动环密封圈变形,影响密封效果。
      ②动环密封圈松紧适当。动环密封圈过紧,会加剧密封圈与轴套间的磨损,过早泄漏,也会增大动环轴向调整、移动的阻力,在工况变化频繁时无法适时进行调整。
      ③要避免静环密封圈配合过紧。静环密封罔基本处于静止状态,相对较紧密封效果会好些,但过紧也是有害的,容易引起静环密封因过度变形,影响密封效果;当静环材质是碳化硅时,一般较脆,过度受力极易引起碎裂;静环过紧会导致安装、拆卸困难,极易损坏静环。
      三、试运转的泄漏失效
      渣浆泵用机械密封经过静压试验后,运转时高速旋转产生的离心力,会抑制介质的泄漏。因此,试运转时机械密封泄漏在排除轴问及端盖密封失效后,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因素主要有:
      ①操作中,因抽空、气蚀和憋压等异常现象,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,导致摩擦副端面严重磨损、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,损伤动、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。
      四、正常运转中突然泄漏失效
      渣浆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,主要原因有如下几点:
      ①抽空、气蚀或较长时间憋压,导致密封破坏。
      ②对泵实际输出量偏小,大量介质泵内循环,热量积聚,引起介质汽化,导致密封失效。
      ③密封冷却水中断。
      ④对较长时间停运,重新起动时没有手动盘车,摩擦副因粘连而扯坏密封面。
      ⑤介质中腐蚀性、聚合性以及结胶性物质增多。
      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,须予以重视并采取有效措施。
      渣浆泵用机械密封通常需接人冷却水,泵使用前,必须先接通轴封水,停泵5min后,方可关闭,因为冷却水中断而烧损机封的事故经常出现,用户需特别重视。
      泵频繁起动或突然断电引起管路中的浆液倒灌,泵腔内压力急剧增大会导致机封动静环打开,从而使机封失效,因此要求机械密封生产厂设计机封结构时,要充分考虑这些因素,避免由此产生的停机故障。
      对于泵较长时间停运,停运前必须用清水清洗泵腔和机封,重新起动时应手动盘车,确保摩擦副没有粘连。
      五、磨损腐蚀失效
      由于渣浆泵输送浆液中磨蚀性颗粒介质的存在,采用一般的机械密封常会构成如下5种危害:
      ①密封端面的加剧磨损。密封面之间因颗粒泄漏进入端面,起着磨料作用,加速了密封面的磨损。渣浆泵机封
      ②介质侧颗粒堵塞。由于颗粒的堆积,架桥,阻碍了弹簧、销和辅助密封圈的运动,从而导致补偿环的追随性和浮动性下降。
      ③大气侧颗粒堵塞。
      由于密封面内径和轴(或轴套)之间的间隙较小,泄漏的固体颗粒不能及时排出,易堆积、阻塞,阻碍了辅助密封圈的运动,从而导致密封失败。
      ④磨蚀。指密封元件表面由于受到磨蚀性颗粒的作用而产生的局部咬蚀、撕裂,在有颗粒介质的情况下,发生得更加严重。
      ⑤传动元件的磨损。由于传动销这些元件处于颗粒介质中,运动时由于颗粒的研磨作用加剧了元件本身的磨损。
      在选型时,应使机械密封产品尽量避免颗粒的作用,不致产生上述失效,机械密封解决颗粒介质作用的问题有两大途径:一是对机械密封设置一些附加的内部结构或采取辅助措施(如螺旋密封、封液、冲洗水、水箱或油箱建立液障防止颗粒堆积等),或者外部装置(如旋流固液分离器、磁滤器等),尽量避免上述5种失效出现,使机械密封处于良好的工作状态。
      为了保证摩擦副在颗粒介质中具有耐磨损和耐磨蚀的目的,摩擦副材料的硬度必须高于磨粒的硬度。通常可选用硬对硬组对,材质可为碳化钨或碳化硅。
      根据有关资料介绍,对在磨蚀性颗粒介质中高硬度摩擦副磨损机理的研究所得出的结论,摩擦副宽度应比一般机械密封的宽,以获得较高的使用寿命。动、静环的宽度相等,有利于防止颗粒对密封端面的磨损,同时,有足够的面积,以避免大的失配。因此,能够适应比一般机械密封端面大得多的径向和轴向跳动。
      与一般机械密封不同,轴套与密封环之间的间隙应较大,当有物料泄漏时,能及时排出,避免颗粒的堆积和阻塞。密封腔的设计必须有适当的空间,使密封腔的物料能流动,不堆积沉淀,并易冷却和润滑密封。为了减少泵内介质压力对密封端面比压的影响,采用平衡型机械密封结构。
      六、结束语
      只有全面正确分析渣浆泵用机械密封失效的各种原因,才能采取相应准确的应对措施来保证机械密封的可靠性。选择正确的安装方式、合理的密封材料以及符合实际工况的结构设计,严格遵守机械密封的使用要求,是渣浆泵机械密封可靠运行的保证。
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