csjx_wjx@163.com    0731-82207207

服务热线

0731-82207207

小程序样本选型

微信公众号

机械密封在旋转设备上的故障原因及故障处理

2015-03-13

陈霄
(河南洛阳中信重工高级技工学校)
  机械密封在石油、冶金、化工企业及电厂的旋转设备(工业泵)中应用非常广泛,其密封效果将直接影响整机运行的稳定性和可靠性,已成为评定机械产品质量的一个重要指标。笔者从机械密封的内外部条件的角度,分析影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
  一、机械密封的原理
  机械密封又叫端面密封,它是一种旋转机械的轴封装置,指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合,并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用是将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。
  机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转,动环和静环紧密贴合组成密封面,以防止介质泄漏。动环靠液体的压力及补偿机械外弹力使其端面压紧在静环端面上,产生适当的比压并保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,也保持端面贴合,保证密封介质不外漏,并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴、静环与压盖的间隙的作用,同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。
  二、机械密封的故障及原因
  据统计,有50%~60%设备非计划停车故障与机械密封泄露直接有关。
  1.机械密封零件的故障表现
  旋转设备在运行当中,密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况,弹簧用久了会松弛、断裂和被腐蚀。辅助密封圈会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
  2.机械密封振动、发热故障原因
  设备旋转过程中,会使动静环贴合端面粗糙,动静环与密封腔的间隙太小,由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良,或是冷却不足,或端面在安装时夹有颗粒杂质,也会引起机械密封的振动和发热。
  3.机械密封介质泄漏故障原因
  (1)静压试验时泄漏。在安装时造成的密封端面被碰伤、变形、损坏,清理不净、夹有颗粒状杂质,或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧,机器、设备精度不够,使密封面没有完全贴合,都会造成介质泄漏。如果是轴套漏,则是轴套密封圈装配时未被压紧,或压缩量不够、损坏。
  (2)周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大,都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压,才能起到密封作用,这就首先要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量,其次要求泵轴不能有太大的窜量,一般要保证在0.25mm以内。
  (3)机械密封的经常性泄漏。其原因有多方面:,由密封端面缺陷引起的经常性泄漏;第二,由辅助密封圈引起的经常性泄漏;第三,由弹簧缺陷引起的泄漏。转子振动,传动、紧定和止推零件质量不好或松动,机械密封辅助机构、介质的问题等也都会引起经常性泄漏。
  (4)机械密封振动偏大。其原因除机械密封本身的原因外,泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等也会引起振动偏大。
  三、处理措施
  1.机械密封振动、发热的处理
  动静环间至少保证0.75mm的间隙,以形成液体膜。如果是摩擦副配对不当,就要更改动静环材料,使其耐温、耐腐蚀,以减少机械密封的振动和发热。
  2.机械密封泄漏的处理
  引起机械密封泄漏的原因有多种,要具体问题具体处理。为了Z大限度地减少泄漏量,安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配,同时还要注意以下事项。
  (1)装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、润滑油、揩拭材料要十分干净。
  (2)修整倒角倒圆。
  (3)装配时,橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤,以免胀大变形,过早老化;动静环组的装配,应到位、灵活;弹性开口环应定位可靠;必须保证动环在轴上轴向移动灵活。
  3.泵轴窜量大的处理
  合理地设计轴向力的平衡装置,消除轴向窜量。对于多级离心泵,设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承,由平衡盘平衡轴向力,由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
  4.增加辅助冲洗系统
  必须冲洗密封腔中密封介质的颗粒、杂质,否则会因此使机械密封的弹簧失灵,如果颗粒进入摩擦副,会导致机械密封被迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的,它可以有效地保护密封面,起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。
  5.泵振动的处理
  在泵产品的制造装配过程中,泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时,要严格把关,消除振动源。以上简单阐述了机械密封在旋转设备上的故障原因和出现故障后的处理措施,以后再遇到机械密封的故障问题时,首先要考虑机械密封本身的影响因素,然后还要考虑机械密封外部的一些影响因素,从而不断提高机械密封的效果。
来源:《职业》2012年06期

©Copyright  长沙市佳信机电有限公司      湘ICP备2022008471号-1   技术支持    佰联轴承网