外部條件對泵用機(jī)械密封的影響分析

隨著技術(shù)水平的發(fā)展和節(jié)約能源的要求，為了提高泵的使用壽命，需要泵能夠連續(xù)、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此機(jī)械密封的密封效果會(huì)直接影響到整個(gè)泵的運(yùn)行，尤其有些泵存在易燃、易爆、易揮發(fā)、劇毒等介質(zhì)，一旦機(jī)械密封出現(xiàn)泄漏，將嚴(yán)重影響正常運(yùn)行，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)重大安全事故。有些時(shí)候我們在分析故障原因時(shí)，往往會(huì)在機(jī)械密封方面找原因，例如：機(jī)械密封的選型是否合適，材料選擇是否正確，密封面的比壓是否正確，摩擦副的選擇是否合理等等。而很少在機(jī)械密封的外部條件方面去查找原因，例如：泵給機(jī)械密封創(chuàng)造的條件是否合適，輔助系統(tǒng)的配置是否合適，而這些方面的原因往往是非常重要的。我們這里從泵用機(jī)械密封的外部條件的角度分析一下影響密封效果的幾種因素。
1機(jī)械密封的原理及要求
機(jī)械密封通常由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副，動(dòng)環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。彈力元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質(zhì)不外漏，并防止雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。機(jī)械密封在實(shí)際運(yùn)行中是需要與泵的其它零部件一起配合起來運(yùn)行的，并且要正常運(yùn)行也是有條件的，例如：泵軸的竄量不能太大，否則摩擦副端面不能形成正常要求的比壓；機(jī)械密封處的泵軸不能有太大的撓度，否則端面比壓會(huì)不均勻等等。只有滿足類似這樣的外部條再加上良好的機(jī)械密封自身性能，才能達(dá)到理想的密封效果。
2外部條件影響的原因分析
2.1泵軸的軸向竄量大
機(jī)械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，這就要求機(jī)械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個(gè)推力，旋轉(zhuǎn)起來使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證這一個(gè)比壓，機(jī)械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.5 mm以內(nèi)。但在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于設(shè)計(jì)的不合理，往往泵軸產(chǎn)生很大的竄量，對機(jī)械密封的使用是
常不利的。這種現(xiàn)象往往出現(xiàn)在多級離心泵中，尤其是在泵啟動(dòng)過程中，竄量比較大。最終使泵兩側(cè)的機(jī)械密封全部失去密封作用。
2.2軸向力偏大
機(jī)械密封在使用過程中是不能夠承受軸向力的，若存在軸向力，對機(jī)械密封的影響是嚴(yán)重的。有時(shí)由于泵的軸向力平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因，造成軸向力沒有被平衡掉。機(jī)械密封承受一個(gè)軸向力，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)密封壓蓋溫度將偏高，對于聚丙烯類的介質(zhì)，在高溫下會(huì)被熔融，因此泵啟動(dòng)后很快就失去密封效果，泵靜止時(shí)則密封端面出現(xiàn)間斷的噴漏現(xiàn)象。
2.3泵軸的撓度偏大
機(jī)械密封又稱端面密封，是一種旋轉(zhuǎn)軸向的接觸式動(dòng)密封，它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下，兩個(gè)垂直于軸心線的密封端面緊密貼合、相對旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到密封效果，因此要求兩個(gè)密封之間要受力均勻。但由于泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不合理，泵軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在機(jī)械密封安裝處產(chǎn)生的撓度較大，使密封面之間的受力不均勻，導(dǎo)致密封效果不好。
2.4沒有輔助沖洗系統(tǒng)或輔助沖洗系統(tǒng)裝置不合理
機(jī)械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的，它可以有效地保護(hù)密封面，起到冷卻、潤滑、清潔沖走雜物等作用。沒有合理地配置輔助沖洗系統(tǒng)，達(dá)不到密封效果：或即使配置了輔助系統(tǒng)，但由于沖洗液中有雜質(zhì)，沖洗液的流量、壓力不夠，沖洗口位置設(shè)計(jì)不合理等原因，也同樣達(dá)不到密封效果。
2.5振動(dòng)偏大
機(jī)械密封振動(dòng)偏大，最終導(dǎo)致失去密封效果。但機(jī)械密封振動(dòng)偏大的原因往往不是機(jī)械密封本身的原因，泵的其它零部件是產(chǎn)生振動(dòng)的根源，如泵軸設(shè)計(jì)不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大等原因。
2.6泵汽蝕的原因
由于裝置系統(tǒng)操作不合理以及泵進(jìn)口汽蝕性能不好、泵的轉(zhuǎn)速偏高，在泵的入口處發(fā)生局部汽蝕，汽蝕發(fā)生后，介質(zhì)中會(huì)有氣泡，它一方面會(huì)沖擊機(jī)械密封面的外表面，使其表面出現(xiàn)破損。另一方面會(huì)使動(dòng)靜環(huán)的摩擦面中也含有氣泡，不能形成穩(wěn)定的液膜，造成動(dòng)靜環(huán)的摩擦面的干磨，使機(jī)械密封裝置損壞。
以上可見外部條件不合理會(huì)對泵用機(jī)械密封造成很大影響。