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上海千實(shí)有限公司解讀離心機(jī)的機(jī)械密封泄漏的原因分析
機(jī)械密封是離心泵的主要易損件之一，因而泵的故障多數(shù)是由密封失效所導(dǎo)致的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械密封失效導(dǎo)致泵的故障占設(shè)備故障率的50%以上，所以有必要對離心泵的機(jī)械密封泄漏進(jìn)行分析改進(jìn)，以降低泵的故障率。
離心泵工作原理及機(jī)械密封裝置的作用
離心泵通過電機(jī)、聯(lián)軸器，使其葉輪高速旋轉(zhuǎn)，在葉片之間的液體受到葉片的推動(dòng)，在離心力的作用下，不斷地從中心被甩向四周，當(dāng)泵內(nèi)液體從葉輪中心被拋向邊緣時(shí)，中心處形成了低壓區(qū)，由于進(jìn)泵前的液體壓強(qiáng)大于泵吸入口處的壓強(qiáng)，在壓強(qiáng)差的作用下，液體便經(jīng)吸入管連續(xù)地吸入泵內(nèi)，以補(bǔ)充被排出液體的位置，只要葉輪不停地旋轉(zhuǎn)，液體便不斷地吸入和排出。
泵軸穿過泵殼時(shí)，動(dòng)靜之間有間隙存在時(shí)，泵內(nèi)的液體就會(huì)從間隙漏至泵外，若吸入端是真空，則外界空氣會(huì)漏入泵內(nèi)，嚴(yán)重影響泵的工作，為了減少泄漏，一般在動(dòng)靜間隙處裝有軸端密封裝置。軸封裝置是離心泵的重要部件，它直接關(guān)系到離心泵能否正常工作?，F(xiàn)在軸封裝置一般采用機(jī)械密封。
新安裝(或更換)的機(jī)械密封投入運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泄漏量應(yīng)在允許范圍內(nèi)。如果密封本身的結(jié)構(gòu)、制造質(zhì)量、安裝和使用等方面都無問題，其壽命要超過8000h。實(shí)際工作中，不少密封的使用壽命遠(yuǎn)沒有達(dá)到該值前就失效了，這是由于工藝條件、設(shè)備運(yùn)行狀況和操作存在一定的問題造成的。根據(jù)近幾年來機(jī)械密封運(yùn)行工況和失效后的拆檢情況來看，其常見原因如下：
1、密封環(huán)熱裂紋
機(jī)械密封拆開時(shí)可發(fā)現(xiàn)，硬環(huán)表面有過熱回火色，石墨環(huán)表面有環(huán)狀溝紋、橡膠圈老化等。
主要原因是：①由于介質(zhì)溫度過高泵體內(nèi)形成汽蝕，汽蝕發(fā)生后，水力沖擊帶動(dòng)密封做迅速的軸向振蕩，使動(dòng)靜環(huán)及輔助密封圈等零件嚴(yán)重的磨損，使機(jī)械密封裝置損壞。②潤滑不良，密封環(huán)端面沒有形成液體潤滑膜或密封環(huán)端面間液膜汽化，形成干摩擦；③冷卻系統(tǒng)散熱不良；
2、離心泵的振動(dòng)
由于制造和安裝精度等原因，所有的離心泵都存在著振動(dòng)。振動(dòng)的原因主要為轉(zhuǎn)子不平衡、機(jī)泵不同心、滾動(dòng)軸承故障等。從軸承箱表面測到的振幅不能大于0.06mm，超過該值就要停泵處理。振動(dòng)可分解為三個(gè)方向：垂直、水平和軸向，其中以軸向振動(dòng)對密封的危害。當(dāng)泵振動(dòng)加劇時(shí)，動(dòng)靜環(huán)之間發(fā)生分離。瞬間的分離在液膜壓力作用下致使密封面開啟，出現(xiàn)大量泄漏，如果這時(shí)介質(zhì)中固體顆粒含量超過5%時(shí)，由于振動(dòng)引起端面分離，顆粒嵌入較軟的石墨環(huán)端面，造成硬質(zhì)環(huán)密封面的過度磨損。拆卸檢查時(shí)可發(fā)現(xiàn)，在硬密封面上有清晰的摩擦痕跡，進(jìn)入固體顆粒時(shí)有劃痕。
3、彈性元件失彈
主要特征是拆卸檢查彈性元件時(shí)，彈性元件彈力不足，有變形、自由高度明顯減小。該情況發(fā)生概率比較小主要原因是：①大部分用來制作彈簧和波紋管的材料在高溫下長期工作均會(huì)出現(xiàn)彈力下降的缺陷，從而使密封端面的閉合力不足而導(dǎo)致密封端面泄漏嚴(yán)重。金屬波紋管的高溫失彈即是該類機(jī)械密封的一種普遍而典型的失效形式；②彈簧在高溫下長期工作發(fā)生蠕變、疲勞失效等；③彈簧在高溫下長期工作腐蝕失效。
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