影響多級(jí)泵泵用機(jī)械密封的外部條件

目前，不銹鋼多級(jí)泵類產(chǎn)品廣泛采用機(jī)械密封。隨著產(chǎn)品技術(shù)的提高和節(jié)能減排的要求，機(jī)械密封的應(yīng)用前景將更加廣闊。
機(jī)械密封的密封效果會(huì)直接影響整機(jī)的運(yùn)行。特別是在石油化工行業(yè)，由于存在易燃、易爆、易揮發(fā)、劇毒的介質(zhì)，水泵在機(jī)械密封中的泄漏會(huì)嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。
嚴(yán)重的安全事故也會(huì)發(fā)生。
在分析質(zhì)量不合格的原因時(shí)，人們往往習(xí)慣于尋找機(jī)械密封本身的原因，比如機(jī)械密封的選擇是否合適，材料選擇是否正確，密封的具體壓力是否合適。密封面是否正確，摩擦副的選擇是否合理等。
但是很少?gòu)臋C(jī)械密封的外部條件中找出原因，比如泵為機(jī)械密封創(chuàng)造的條件是否合適，輔助系統(tǒng)的配置是否合適，以及這些原因往往非常重要。
本文作者從泵用機(jī)械密封外部條件的角度分析了影響密封效果的幾個(gè)因素以及應(yīng)采取的合理措施。

 1.機(jī)械密封的原理和要求密封件
 機(jī)械密封件是由一對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的環(huán)的端面相互連接而成的軸向小間隙。這種裝置稱為機(jī)械密封。
 機(jī)械密封通常由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓縮元件和密封元件組成。
其中動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的端面形成一對(duì)摩擦副。動(dòng)環(huán)端面靠密封腔內(nèi)液體的壓力壓緊靜環(huán)端面，使兩環(huán)端面產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔?，并保持一層極柱.
薄的液膜達(dá)到密封的目的。
壓縮元件產(chǎn)生壓力，可使泵端面保持非工作狀態(tài)，保證密封介質(zhì)不外漏，防止雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。
密封元件起到密封動(dòng)環(huán)與軸之間的間隙B、靜環(huán)與壓蓋之間的間隙C的作用，同時(shí)緩沖泵的振動(dòng)和沖擊。
機(jī)械密封在實(shí)際運(yùn)行中并不是一個(gè)孤立的部件。它與泵的其他部件結(jié)合運(yùn)行。同時(shí)，從其基本原理可以看出，機(jī)械密封的正常運(yùn)行是有條件的，如：泵軸
竄氣量不能太大，否則摩擦副端面不能形成正常所需的比壓；機(jī)械密封處的泵軸不能有太大的偏轉(zhuǎn)，否則端面比壓不均等。
只有滿足這樣的外部條件，再加上機(jī)械密封本身的良好性能，才能達(dá)到理想的密封效果。
 2. 外部條件影響的原因分析
 2.1 泵軸軸向位移較大
機(jī)械密封的密封面必須具有一定的比壓，才能達(dá)到密封效果。這就要求機(jī)械密封的彈簧有一定的壓縮量，給密封端面施加一個(gè)推力，并旋轉(zhuǎn)使密封面產(chǎn)生所需的密封比。
壓力。
為了保證這個(gè)比壓力，機(jī)械密封要求泵軸不能有太大的位移，一般在0.5mm以內(nèi)。
但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)不合理，泵軸經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生很大的排量，這對(duì)機(jī)械密封的使用非常不利。
這種現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在多級(jí)離心泵中，尤其是在泵啟動(dòng)時(shí)
中，竄氣量比較大。
 平衡盤工作時(shí)，平衡盤與平衡環(huán)軸向間隙b自動(dòng)變化，從而改變前后壓差平衡板的兩側(cè)，并產(chǎn)生與軸向力相反的力以平衡軸向力。
由于轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的慣性效應(yīng)和瞬態(tài)泵工況的波動(dòng)，運(yùn)行中的轉(zhuǎn)子不會(huì)靜止在某個(gè)軸向平衡位置。
平衡盤始終處于左右擺動(dòng)的狀態(tài)。
平衡盤在正常運(yùn)行時(shí)的軸向位移只有0105～011mm，滿足機(jī)械密封允許軸向位移015mm的要求，但平衡盤軸向位移可能在泵啟動(dòng)、停止或工作條件發(fā)生劇烈變化時(shí)。
大大超過(guò)了機(jī)械密封允許的軸向位移。
 泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，平衡盤和平衡環(huán)摩擦磨損。隨著間隙b的增大，機(jī)械密封的軸向位移繼續(xù)增大。
由于軸向力，吸力側(cè)密封面的壓縮力增大，密封面磨損增加，直至密封面損壞，失去密封效果。
對(duì)于排放側(cè)的機(jī)械密封，隨著平衡盤的磨損，轉(zhuǎn)子部件的軸向位移大于密封所需的軸向位移，密封面的壓緊力減小，不符合密封要求。
所有機(jī)械密封都失去密封作用。
 2.2 軸向力過(guò)大
 機(jī)械密封在使用過(guò)程中不能承受軸向力。如果有軸向力，對(duì)機(jī)械密封的影響會(huì)很嚴(yán)重。
有時(shí)由于泵的軸向力平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用不合理而導(dǎo)致軸向力不平衡。
機(jī)械密封承受軸向力，運(yùn)行時(shí)密封壓蓋溫度會(huì)很高。對(duì)于聚丙烯基介質(zhì)，在高溫下會(huì)熔化，管道離心泵因此在泵啟動(dòng)后很快就會(huì)失去密封效果，在泵靜止時(shí)會(huì)出現(xiàn)密封端面。
間歇性爆裂現(xiàn)象。
 2.3 泵軸撓度過(guò)大
機(jī)械密封又稱端面密封，是一種旋轉(zhuǎn)軸向接觸動(dòng)密封。在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下，垂直于軸線的兩個(gè)密封端面緊密貼合并相對(duì)旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到
密封效果，要求兩個(gè)密封件之間受力均勻。
但由于泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理，泵軸運(yùn)行時(shí)，機(jī)械密封安裝時(shí)產(chǎn)生的撓度較大，使密封面間受力不均，導(dǎo)致密封不良
 2.4 沒(méi)有輔助沖洗系統(tǒng)或輔助沖洗系統(tǒng)設(shè)置不合理
 機(jī)械密封的輔助沖洗系統(tǒng)非常重要。能有效保護(hù)密封面，冷卻、潤(rùn)滑、沖走雜物。
有時(shí)設(shè)計(jì)者沒(méi)有正確配置輔助沖洗系統(tǒng)，無(wú)法達(dá)到密封效果；有時(shí)雖然設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)了輔助系統(tǒng)，但由于沖洗液中含有雜質(zhì)，沖洗液的流量和壓力不夠，沖洗口位置不合理。
，密封效果也達(dá)不到。
 2.5 振動(dòng)過(guò)大
 機(jī)械密封的振動(dòng)過(guò)大，最終會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封的損失密封效果。
但是，機(jī)械密封振動(dòng)過(guò)大的原因往往不是機(jī)械密封本身的原因。泵的其他部分是振動(dòng)源，如泵軸設(shè)計(jì)不合理。
,加工原因，軸承精度不夠，聯(lián)軸器平行度差，徑向力大等
 2.6 泵氣蝕的原因
由于裝置系統(tǒng)運(yùn)行不合理，泵進(jìn)口汽蝕性能差，泵轉(zhuǎn)速高，泵進(jìn)口發(fā)生局部汽蝕。氣蝕發(fā)生后，水中會(huì)有氣泡，一方面會(huì)沖擊機(jī)械密封面。
外表面導(dǎo)致表面損壞；另一方面，動(dòng)靜環(huán)吻合面的流膜中也會(huì)含有氣泡，不能形成穩(wěn)定的流膜，造成動(dòng)靜環(huán)吻合面干摩擦，損壞機(jī)械密封裝置。
 2.7 加工精度不足
 加工精度不足的原因是多方面的。部分原因是機(jī)械密封本身的加工精度不夠。這個(gè)原因很容易引起人們的注意，也很容易找到。
但有時(shí)泵的其他部分的加工精度不夠。這并不容易引起人們的注意。
例如：泵軸、軸套、泵體、密封腔的提高精度不夠。
這些原因的存在對(duì)機(jī)械密封的密封效果非常不利。