化工离心泵机械密封失效原因研究

2020-01-19金馀强侯爱雪大连海特泵业有限公司

环球市场 2020年34期

金馀强侯爱雪大连海特泵业有限公司

机械密封的专利诞生要追溯到一百多年前的英国，经过漫长的时间推移，泵端面的密封技术已经获得了突飞猛进的发展，近年来甚至产生了非接触式的机械密封方法，为密封技术的发现带来了新的思路。过往的密封大多采用填料密封法，与当下的机械密封相比，不仅密封性能差，而且无法维持长时间、稳定的密封状态，而且填料在使用过后很难再重复利用，容易造成污染，所以渐渐被机械密封所取代，谈谈机械密封的失效原因可以为日后继续进行技术攻关提供借鉴。

一、机械密封原理

机械密封的原理实际上并不复杂，相关的雏形很早就已经出现，随着现代科学技术的发展，在原有基础上进行的技术改革使得机械密封系统越来越复杂，密封效果也越来越明显，其中最主要的，便是借助弹性元件，利用加压的方式来将密封端面之间的缝隙减少，并且利用介质和动环、静环的平行运动构成了复杂的系统。除了基本的弹性元件、动环、静环以及压紧元件之外，密封圈也发挥了重要的作用，比如说，在动环和静环之间不可避免的存在缝隙，密封圈可以有效填补这一空间，降低介质的泄露风险，并且在泵中担当一个缓冲的作用，避免较大的冲击对泵体产生损坏。由于整个作用过程需要系统的紧密配合，因此，出现问题的概率并不低，除了元器件的质量问题以外，不合理的操作方法也是其中的一大原因，在现代化工生产企业当中，离心泵往往都承担着重要的生产任务，一旦出现问题，后果不堪设想。正因为如此，在使用离心泵时，为了防止出现密封失效问题，操作人员首先要对机械密封的原理非常熟悉，在出现问题时要依据经验做一个最基本的判断，确定一个大致的问题区间，为后续的维修工作提供方便。

二、机械密封失效原因分析

泵的正常运行需要一个良好的条件，需要内部各个部分之间的紧密配合，如果说彼此之间存在这样那样的问题，就势必会影响到密封效果。在现代的工业生产当中，最注重的一点便是稳定性，换句话说，减少出现问题的可能性，一旦机器运作出现问题，且不论停止工作所带来的时间和金钱损失，维修的成本也是企业的一大负担，因此，对机械密封失效的原因进行总结，有利于减少事故的发生，也可以为企业节省维护成本。以下是详细的介绍。

（一）泵抽空或汽蚀

如果介质的温度升高过快，很容易导致大量的汽化而为液体和空气的大量涌入创造条件，尤其是随之而来的气压失常会导致高压气流冲击气泡空间，造成离心泵在运行当中出现大幅度的振动，更加剧了泄漏状况。

（二）泵振动过大

泵虽然在生活中并不罕见，但是其制造难度却不低，尤其是应用在大型生产领域中的化工离心泵，对于制造工艺和精度的要求更高，如果说由于制造精度的欠缺，导致零部件之间不能够完美的严丝合缝，而是出现了振动的情况，那么就容易出现泄露的问题。尤其是泵作为剧烈运动的机械，任何细小的振动都有可能被无限放大对生产效率和机械的运行状态造成严重的影响。其中的轴向振动尤为严重，极端条件下，甚至可能导致动环和静环之间产生缝隙甚至相互分离、脱落，这对于机械本身来说，是非常严重的损伤。

（三）泵轴弯曲

机械密封的原理比较简单，实际上就是利用弹性和流体介质，通过机械机构施加压力的方式来促使两个密封的端面紧密结合，这种结合需要端面所收到的力是均匀分布的，所以也就对加压的机械结构提出了更高的要求，如果说机械泵轴出现弯曲，那么在其他所有条件都没有出现变化的情况下，密封端面所受到的力就会发生变化，这种力的变化就很难再使动环和静环再保持平行的状态，以至于密封面之间出现缝隙，最终导致出现泄露问题。

三、应采取的措施

通过以上内容的介绍可以看到，虽然泵表现出的问题只是一个机械密封失效，牵扯出的问题却非常复杂，尤其是导致该问题产生的因素较多，短时间内很难通过检测来精确的确认问题的源头，所以，建立起常态化的应急预案机制是非常有必要的，除此之外，企业要安排经验丰富的操作人员来负责泵的运作，避免出现低级的操作失误而混淆了维修重点，除此之外，本文给出以下具体的解决方法，希望能够有所帮助。

（一）消除泵抽空和汽蚀的措施

介质温度过高是导致泵抽空和产生汽蚀的重要原因，因此，在正常的工作状态下，一定要避免介质温度过度升高，可以设置常态化的温度检测机制，定时利用传感器来收集相关数据。其次，适当提高入口静压可以帮助凝结水泵有效的解决以上问题。

（二）消除泵振动过大的措施

泵振动过大的原因一部分来自转子的径向跳动，因此，只要对转子径向跳动的幅度进行限制，就可以极大程度上解决这一问题，一般来说，想要取得明显的效果，转子径向跳动的幅度要限制在0.03～0.05mm 这一范围内，确保泵体不会有过大的振动幅度。其次，泵中的一大驱动核心便是电机，电机同心度的高低也会直接影响到泵体的振动幅度，所以电机同心度不可以掉以轻心，振幅应当控制在0～0.03mm 这一范围内；当然，整个过程要严格按照相关的规章制度，坚决避免工作人员不专业的操作行为影响到现场的维修工作，帮助消除振动。