張耀武 范紅博 尹財貴 王曉波

摘 ?要：離心泵密封裝置普遍采用機械密封，本文主要介紹現(xiàn)場機械密封的泄露問題，并根據(jù)實際分析結(jié)果進行合理的改造，改善離心泵的泄露問題，延長設備運行周期。

關鍵詞：機械密封;泄漏;改造

離心泵是常見的一種機械設備，可以輸送流體性介質(zhì)，其密封形式多為機械密封。并且離心泵的使用壽命和機械密封的可靠性密切相關，現(xiàn)場運行工況復雜，輸送介質(zhì)種類多，機械密封工作環(huán)境惡劣，屬于離心泵的易損件，據(jù)統(tǒng)計由機械密封的損壞導致離心泵故障，占故障率的 61.9%以上。所以有必要詳細分析影響離心泵機械密封失效的主要因素，對其密封部位進行優(yōu)化并加以改造，以保證離心泵的使用壽命。

一、機械密封的結(jié)構(gòu)和工作原理

機械密封又常被稱為端面密封，是靠一對或者數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在流體的壓力和補償機構(gòu)的彈力作用下，與靜環(huán)保持貼合并配以輔助密封元件達到阻漏的軸向端面密封裝置，其基本組成包括：動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件。機械密封的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，主要密封元件為動環(huán)和靜環(huán)，輔助密封元件包括動環(huán)密封圈和靜環(huán)密封圈，壓緊元件是彈簧（或波紋管），傳動元件為傳動座。

式中：P c —密封端面比壓;

Fc—密封端面閉合力;

Fo—密封端面開啟力;

A—密封環(huán)帶面積;

Ps—彈簧比壓;

Pm—液膜壓力;

P—密封腔介質(zhì)壓力;

K—載荷系數(shù)，與密封結(jié)構(gòu)有關。

隨著輸送流體的壓力的不同，密封腔內(nèi)的溫度也發(fā)生改變，為了保證良好的密封效果，密封端面比壓要在合理的范圍內(nèi)，壓緊元件能夠自動調(diào)整壓縮量。

二、機械密封失效的原因和分析

（一）、離心泵機械密封泄漏位置

主要泄漏位置可分為動態(tài)密封位置和靜態(tài)密封位置，動態(tài)密封的位置包括：動環(huán)和靜環(huán)之間、動環(huán)與軸或者軸套之間、軸套和軸之間;靜態(tài)密封位置包括：靜環(huán)和壓蓋之間、泵蓋和壓蓋之間。

（二）、機械密封失效的原因和分析

催化劑廠三套分子篩裝置泵19/1、2，在使用過程中該泵的機械密封頻繁損壞，無法保證設備長周期運行要求。對機械密封運行工況和損壞后的拆檢情況進行分析，其常見原因如下：

1、輸送介質(zhì)對密封面的影響

該設備輸送介質(zhì)為二焙漿液，固含量高，流動性差。入口各管線易被介質(zhì)堵塞，導致進料不暢，抽空現(xiàn)象頻發(fā)，使機械密封摩擦副因干摩擦而產(chǎn)生失效占比高。

2、現(xiàn)場冷卻方式不合理

冷卻水線雖然已接通，但由于沖洗部位位于靜環(huán)盒尾部外表面，實際沖洗冷卻效果不佳。

3、機械密封安裝不良

由于安裝不良，容易引起機械密封失效，安裝方面的主要問題大致有以下幾點：

（1）安裝時劃傷，損壞靜環(huán)和動環(huán)的接觸面;

（2）動環(huán)和靜環(huán)之間表面有雜質(zhì)，損壞密封面;

（3）動環(huán)和靜環(huán)密封圈安裝時沒有壓緊或者密封圈被損壞;

（4）泵軸（或者軸套）與密封端面未保持垂直;

（5）機械密封彈簧不垂直，造成彈簧彈力不夠均勻。

三、應采取的措施及改造方案

通過對機械密封失效原因的分析，得出以下幾點應采取的解決措施和改造方案。

（一）、提高密封處冷卻效果，降低機械密封干摩擦現(xiàn)象。

重新測繪設計加工靜環(huán)盒及軸套。將冷卻水直接通入到密封端面處，加大冷卻效果，帶走摩擦熱，減少干摩擦導致燒機封現(xiàn)象。

（二）、1、加強巡檢，多加注意泵的底腳螺栓等固定件，若發(fā)現(xiàn)松動現(xiàn)象，及時加以緊固。

2、加強檢修質(zhì)量驗收工作，保證泵和電機的同心度符合安裝要求，軸向≤0.08mm，徑向≤0.10mm。

（三）、設備改造

1、重新測繪設計加工靜環(huán)盒及軸套。將冷卻水直接通入到密封端面處，加大冷卻效果，帶走摩擦熱，減少干摩擦導致燒機封現(xiàn)象。

2、為保證軸套與尾部軸封接觸密封。將原AQ38軸套進行加長改造。以葉輪端為基準，軸套由原來143mm加長至153mm，其余尺寸不變。

通過原來機械密封進行研究分析，發(fā)現(xiàn)當泵出現(xiàn)抽空時，機械密封沒有冷卻水，容易造成損壞。因此，對其冷卻水進行改造，如圖 4所示。經(jīng)過改造后，效果良好，機械密封的使用壽命得到延長，設備的故障率大大降低，保證了設備的長周期運行。

四、結(jié)論

機械密封失效除了自身質(zhì)量問題外，還和很多其他因素有關，如：安裝工藝、泵的運行工況、操作人員的操作水平等。因此一旦機械密封失效，一定要找出根源，對癥下藥，該船的泵的輔助系統(tǒng)的改造，就是分析故障原因后，找到了根源，對其進行優(yōu)化和改造，通過實際的運行，效果明顯，降低了船員的勞動強度，節(jié)約了大量的資金。

參考文獻：

[1]景亞兵.淺析離心泵機械密封的失效原因及解決措施[J].中國設備工程，2017，08（下）：52-54.