機(jī)械密封是指由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。彈力加載機(jī)構(gòu)與輔助密封是金屬性紋管的機(jī)械密封我們稱為金屬波紋管密封。在輕型密封中,還有使用橡膠波紋管作輔助密封的,橡膠波紋管彈力有限,一般需要輔以彈簧來(lái)滿足加載彈力。“機(jī)械密封”通常被人們簡(jiǎn)稱為“機(jī)封”。
1.常見(jiàn)的滲漏現(xiàn)象
機(jī)械密封滲漏的比例占全部維修泵的50%以上,機(jī)械密封的運(yùn)行好壞直接影響到水泵的正常運(yùn)行,現(xiàn)總結(jié)分析如下。
1.1周期性滲漏
(1)泵轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量大,輔助密封與軸的過(guò)盈量大,動(dòng)環(huán)不能在軸上靈活移動(dòng)。在泵翻轉(zhuǎn),動(dòng)、靜環(huán)磨損后,得不到補(bǔ)償位移。
對(duì)策:在裝配機(jī)械密封時(shí),軸的軸向竄動(dòng)量應(yīng)小于0.1mm,輔助密封與軸的過(guò)盈量應(yīng)適中,在保證徑向密封的同時(shí),動(dòng)環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動(dòng)(把動(dòng)環(huán)壓向彈簧能自由地彈回來(lái))。
(2)密封面潤(rùn)滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
對(duì)策:油室腔內(nèi)潤(rùn)滑油面高度應(yīng)加到高于動(dòng)、靜環(huán)密封面。
(3)轉(zhuǎn)子周期性振動(dòng)。原因是定子與上、下端蓋未對(duì)中或葉輪和主軸不平衡,汽蝕或軸承損壞(磨損),這種情況會(huì)縮短密封壽命和產(chǎn)生滲漏。
對(duì)策:可根據(jù)維修標(biāo)準(zhǔn)來(lái)糾正上述問(wèn)題。
1.2小型潛污泵機(jī)封滲漏引起的磨軸現(xiàn)象
(1)715kW以下小泵機(jī)封失效常常產(chǎn)生磨軸,磨軸位置主要有以下幾個(gè):動(dòng)環(huán)輔助密封圈處、靜環(huán)位置、少數(shù)彈簧有磨軸現(xiàn)象。
(2)磨軸的主要原因:①BIA型雙端面機(jī)械密封,反壓狀態(tài)是不良的工作狀態(tài),介質(zhì)中的顆粒、雜質(zhì)很容易進(jìn)入密封面,使密封失效。②磨軸的主要件為橡膠波紋管,且是由于上端密封面處于不良潤(rùn)滑狀態(tài),動(dòng)靜環(huán)之間的摩擦力矩大于橡膠波紋管與軸之間的傳遞轉(zhuǎn)矩,發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。③動(dòng)、靜環(huán)輔助密封由于受到污水中的弱酸、弱堿的腐蝕,橡膠件已無(wú)彈性。有的已腐爛,失去了應(yīng)有的功能,產(chǎn)生了磨軸的現(xiàn)象。
(3)為解決以上問(wèn)題,現(xiàn)采取如下措施:①保證下端蓋、油室的清潔度,對(duì)不清潔的潤(rùn)滑油禁止裝配。②機(jī)封油室腔內(nèi)油面線應(yīng)高于動(dòng)靜環(huán)密封面。③根據(jù)不同的使用介質(zhì)選用不同結(jié)構(gòu)的機(jī)封。對(duì)高揚(yáng)程泵應(yīng)重新設(shè)計(jì)機(jī)封結(jié)構(gòu),對(duì)腐蝕性介質(zhì)橡膠應(yīng)選用耐弱酸、弱堿的氟橡膠。機(jī)封靜環(huán)應(yīng)加防轉(zhuǎn)銷。
2.由于壓力產(chǎn)生的滲漏
(1)高壓和壓力波造成的機(jī)械密封滲漏由于彈簧比壓力及總比壓設(shè)計(jì)過(guò)大和密封腔內(nèi)壓力超過(guò)3MPa 時(shí),會(huì)使密封端面比壓過(guò)大,液膜難以形成,密封端面磨損嚴(yán)重,發(fā)熱量增多,造成密封面熱變形。
對(duì)策:在裝配機(jī)封時(shí),彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行,不允許有過(guò)大或過(guò)小的現(xiàn)象,高壓條件下的機(jī)械密封應(yīng)采取措施。為使端面受力合理,盡量減小變形,可采用硬質(zhì)合金、陶瓷等耐壓強(qiáng)度高的材料,并加強(qiáng)冷卻的潤(rùn)滑措施,選用可*的傳動(dòng)方式,如鍵、銷等。
(2)真空狀態(tài)運(yùn)行造成的機(jī)械密封滲漏泵在起動(dòng)、停機(jī)過(guò)程中,由于泵進(jìn)口堵塞,抽送介質(zhì)中含有氣體等原因,有可能使密封腔出現(xiàn)負(fù)壓,密封腔內(nèi)若是負(fù)壓,會(huì)引起密封端面干摩擦,內(nèi)裝式機(jī)械密封會(huì)產(chǎn)生漏氣(水)現(xiàn)象,真空密封與正壓密封的不同點(diǎn)在于密封對(duì)象的方向性差異,而且機(jī)械密封也有其某一方向的適應(yīng)性。
對(duì)策:采用雙端面機(jī)械密封,這樣有助于改善潤(rùn)滑條件,提高密封性能。
3.由于介質(zhì)引起的滲漏
(1)大多數(shù)潛污泵機(jī)械密封拆解后,靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的輔助密封件無(wú)彈性,有的已經(jīng)腐爛,造成了機(jī)封的大量滲漏甚至有磨軸的現(xiàn)象。由于高溫、污水中的弱酸、弱堿對(duì)靜環(huán)和動(dòng)環(huán)輔助橡膠密封件的腐蝕作用,造成了機(jī)械滲漏過(guò)大,動(dòng)、靜環(huán)橡膠密封圈材料為丁腈-40,不耐高溫,不耐酸堿,當(dāng)污水為酸性堿性時(shí)易腐蝕。
對(duì)策:對(duì)腐蝕性介質(zhì),橡膠件應(yīng)選用耐高溫、耐弱酸、弱堿的氟橡膠。
(2)固體顆粒雜質(zhì)引起的機(jī)械密封滲漏如果固體顆粒進(jìn)入密封端面,將會(huì)劃傷或加快密封端面的磨損,水垢和油污在軸(套)表面的堆積速度超過(guò)摩擦副的磨損速度,致使動(dòng)環(huán)不能補(bǔ)償磨耗位移,硬對(duì)硬摩擦副的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命要比硬對(duì)石墨摩擦副的長(zhǎng),因?yàn)楣腆w顆粒會(huì)嵌入石墨密封環(huán)的密封面內(nèi)。
對(duì)策:在固體顆粒容易進(jìn)入的位置應(yīng)選用碳化鎢對(duì)碳化鎢摩擦副的機(jī)械密封。
4.因其他問(wèn)題引起的機(jī)械密封滲漏
(1)彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行,不允許有過(guò)大或過(guò)小的現(xiàn)象,誤差±2mm,壓縮量過(guò)大增加端面比壓,摩擦熱量過(guò)多,造成密封面熱變形和加速端面磨損,壓縮量過(guò)小動(dòng)靜環(huán)端面比壓不足,則不能密封。
(2)安裝動(dòng)環(huán)密封圈的軸(或軸套) 端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋(或殼體) 的端面應(yīng)倒角并修光,以免裝配時(shí)碰傷動(dòng)靜環(huán)密封圈。
5.機(jī)械密封應(yīng)注意的問(wèn)題
5.1安裝時(shí)注意事項(xiàng)
(1)要十分注意避免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差。
①上緊壓蓋應(yīng)在聯(lián)軸器找正后進(jìn)行,螺栓應(yīng)均勻上支,防止壓蓋端面偏斜,用塞尺檢查各點(diǎn),其誤差不大于0.05毫米。
②檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙(即同心度),四周要均勻,用塞尺檢查各點(diǎn)允差不大于0.01毫米。
(2)彈簧壓縮量要按規(guī)定進(jìn)行,不允許有過(guò)大或過(guò)小現(xiàn)象,要求誤差2.00毫米。過(guò)大會(huì)增加端面比壓,加速端面磨損。過(guò)小會(huì)造成比壓不足而不能起到密封作用。
(3)動(dòng)環(huán)安裝后,將動(dòng)環(huán)壓向彈簧后應(yīng)能自動(dòng)彈回來(lái)。
5.2安裝時(shí)位置要求
5.2.1部件的確認(rèn)
把機(jī)械密封安裝到機(jī)器上時(shí),安裝前要很好的與總裝配圖相對(duì)照,確認(rèn)零件是否已準(zhǔn)備齊全,這時(shí)要注意密封磨擦副密封面、密封圈等有無(wú)傷痕、缺損等異?,F(xiàn)象,還要注意與填料、密封圈(O環(huán))等相接觸的軸或軸套表面、法蘭等部件上有無(wú)傷痕,若發(fā)現(xiàn)有異常的現(xiàn)象,則必須更換或修理后再使用。
在實(shí)際進(jìn)行安裝時(shí),不要將超過(guò)需要的零件帶到現(xiàn)場(chǎng),這樣,安裝完畢后零件如有剩余,則是安裝時(shí)有了漏裝的地方;若零件不足,則意味著不必要的地方也組裝上了零件,這也就起到了在安裝時(shí)自檢的作用。
5.2.2安裝位置
安裝要領(lǐng)隨機(jī)械密封型式、機(jī)器種類的不同而不同。這里不再贅述。
5.3安裝時(shí)技術(shù)要求
機(jī)械密封是屬于較高精度的機(jī)械部件,對(duì)其正確的安裝與操作對(duì)它的使用壽命有大大的影響。我們一般按照石油化工部規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
安裝機(jī)械密封的泵與機(jī)械密封配合部分的技術(shù)要求如下:
(1)軸彎曲度:最大不大于0.05毫米。
(2)轉(zhuǎn)子振擺:動(dòng)環(huán)密封圈處的軸套附近不大于0.06毫米。
(3)軸的軸向竄動(dòng)量不允許超過(guò)±0.5毫米,如果帶軸套,不允許軸套有松動(dòng)。
(4)聯(lián)軸器的找正誤差:對(duì)于齒式聯(lián)軸器不大于0.08~0.10毫米(P2008C),對(duì)于彈性聯(lián)軸器不大于0.05~0.06毫米;(習(xí)慣做法端跳<0.05,徑跳<0.10)。
(5)壓蓋(靜環(huán)座)與密封配合止口對(duì)軸中心線的同心度允差0.05毫米,與墊片接觸的平面對(duì)中心線的垂直度值允差0.03~0.05毫米,如果達(dá)不到要求,密封腔要進(jìn)行加工。
(6)安裝動(dòng)環(huán)密封圈的軸套端部,以及安裝靜環(huán)密封圈的壓蓋(或殼體)的端部應(yīng)倒角,并修光滑。
5.4拆卸時(shí)注意事項(xiàng)
(1)在安裝、拆卸機(jī)械密封時(shí)要仔細(xì),嚴(yán)禁動(dòng)用手錘和扁鏟,以免損壞密封元件。如果結(jié)垢拆卸不下時(shí),應(yīng)清洗干凈后再進(jìn)行拆卸。
(2)如果在泵兩端都用機(jī)械密封時(shí),在裝配,拆卸過(guò)程中互相照顧,防止顧此失彼。
(3)對(duì)運(yùn)行過(guò)的機(jī)械密封,凡有壓蓋松動(dòng)使密封發(fā)生移動(dòng)的情況,則動(dòng)靜環(huán)零件必須更換,不應(yīng)重新上緊繼續(xù)使用。因?yàn)樗蓜?dòng)后摩擦副原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡會(huì)發(fā)生變動(dòng),接觸面的密封性就很容易遭到破壞。