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水泵的工作特點需要機械密封具有較高的精密度和可靠性，其密封性能對機組的高效運行和使用壽命的延長具有至關(guān)重要的作用。上海申銀泵業(yè)從機械密封的組成與原理出發(fā)，分析了機械密封發(fā)生滲漏的現(xiàn)象及其原因，并結(jié)合實踐經(jīng)驗，對防止?jié)B漏的發(fā)生提出了有效對策。以期減少人為的設(shè)計缺陷或使用問題，使機械密封性能長期、可靠，保證水泵機組運行的安全性和高效性。
一、水泵機械密封漏水的現(xiàn)象及其原因分析
1.1 水泵機械密封的組成與工作原理
水泵在輸送高溫高壓水時常選擇機械密封的方式防止其泄漏，而滲漏造成的機械事故占水泵全部維修量的50%左右，可見，機械密封的可靠性對水泵的高效運行和使用壽命的延長具有至關(guān)重要的作用。機械密封一般由旋動環(huán)、靜止環(huán)、密封圈或密封墊等輔助元件以及彈性補償元件等幾部分組成。其工作原理是將一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面相互貼合且相對轉(zhuǎn)動，并使端面間維持一層極薄的液膜，在輔助密封的配合下，使端面受到介質(zhì)流體壓力與補償機械彈力的作用，保持緊密的貼合度以達到密封的目的。
1.2 漏水現(xiàn)象及其原因分析
1.2.1 設(shè)計環(huán)節(jié)造成的漏水現(xiàn)象
合理的設(shè)計是機械密封實現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)，但實際工程中水泵的整體設(shè)計優(yōu)化、設(shè)備配件的選用、各元件材質(zhì)的選擇都直接影響著水泵的密封性能。以水泵中的磁性分離器為例，該元件不但具有無法分離過濾非金屬顆粒、體積大、不易檢修等缺點，還可能由于磁性吸附水中的金屬性物質(zhì)，使這些物質(zhì)與非金屬材質(zhì)的旋動環(huán)或靜止環(huán)產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致元件的磨損，磨損生產(chǎn)的非金屬物質(zhì)又因不能被吸附過濾而進入系統(tǒng)使磨損加劇，長期運行必然會導(dǎo)致密封性能的下降。
1.2.2 安裝環(huán)節(jié)造成的漏水現(xiàn)象
安裝環(huán)節(jié)的施工不當也可能造成密封損害。如在機械密封中起軸向定位作用的內(nèi)六角螺釘若安裝不緊，就會使密封發(fā)生軸向竄動，當竄動量過大，壓縮彈簧不能使靜止環(huán)緊貼在旋動環(huán)上時，就會導(dǎo)致泄漏;環(huán)密封圈的軸端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋端面不夠光潔，可能使旋動環(huán)和靜止環(huán)在安裝時受損;而機械密封的彈簧壓縮量也是安裝的重點，一旦誤差應(yīng)>±2 mm，就可能因壓縮量過大導(dǎo)致端面比壓和摩擦熱量的增加，使端面的磨損和熱變形加劇，或因壓縮量過小造成靜止環(huán)端面的比壓不足，影響密封效果。
1.2.3 使用環(huán)節(jié)中的漏水現(xiàn)象
(1)壓力造成滲漏。使用中當密封腔內(nèi)壓力>3 MPa時，可能導(dǎo)致端面比壓過大, 液膜難以成，密封端面磨損嚴重，發(fā)熱量增多，造成密封面熱變形。而泵在啟動、停機過程中，由于泵進口堵塞，抽送介質(zhì)中含有氣體等原因，可能使密封腔出現(xiàn)負壓，繼而引起密封端面干摩擦，內(nèi)裝式機械密封會產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。(2)介質(zhì)問題。首先，由于密封圈等輔助元件常采用不耐酸堿和高溫的有機材料，當介質(zhì)中含有弱酸、弱堿時，長期的使用會使其失去彈性甚至腐爛;而介質(zhì)中出現(xiàn)固體顆粒等物質(zhì)時，也會劃傷端面造成磨損，同時水垢、油污等也可能在軸表面造成堆積。此外，水溫超標也是導(dǎo)致機械密封性能下降的主要原因，因此當熱交換器的冷卻能力不足時，密封的使用壽命常會大大縮短。(3)旋動環(huán)和靜止環(huán)疲勞損壞。給水泵軸線不一致或者軸承間隙調(diào)整不當都會引起給水泵的振動，而振動會導(dǎo)致機械密封組件中的動靜部分發(fā)生摩擦，即使其接觸面的水膜發(fā)生破壞，導(dǎo)致其失去水膜潤滑而損壞。(4)生產(chǎn)管理缺失。機組工作中未按操作規(guī)程進行，開停機不當或人為操作錯誤導(dǎo)致供電波動使水泵倒轉(zhuǎn)等都可能引起密封發(fā)生泄漏。
二、機械密封漏水的防止措施
2.1 設(shè)計過程中應(yīng)注意的問題
應(yīng)根據(jù)不同水泵的工作特點選擇不同的機械密封類型，在仔細分析材質(zhì)、使用壽命等特點的基礎(chǔ)上優(yōu)選各密封元件，并重點參考其耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞、抗振等方面的性能。雖然不同型號的機械密封在設(shè)計上存在較大的差異，但設(shè)計的重點始終應(yīng)體現(xiàn)在旋動環(huán)與靜止環(huán)間、軸套與旋動環(huán)間、靜止環(huán)與環(huán)座間、軸套與軸間以及密封端蓋與水泵泵體間等部位的密封，特別是前三個部位的設(shè)計質(zhì)量是防止?jié)B漏的關(guān)鍵。
2.2 使用過程中應(yīng)注意的問題
2.2.1 安裝中防止?jié)B漏的對策
應(yīng)切實提高安裝工程的質(zhì)量意識，嚴格執(zhí)行安裝、檢修的制度化和標準化。以密封圈的松緊度為例，旋動環(huán)密封圈過松會影響密封效果，但過緊也可能加劇其與軸套間的磨損，并易使旋動環(huán)出現(xiàn)疲勞和變形;而靜止環(huán)雖然相對應(yīng)更緊一些，但過緊也會導(dǎo)致變形或出現(xiàn)脆裂，因此必須依照安裝指導(dǎo)書測量和調(diào)整，保證其壓縮量符合要求。
2.2.2 機械密封使用中滲漏的預(yù)防和處理
日常機械密封的管路系統(tǒng)檢查與使用，是機械密封正常運行的保障，因此應(yīng)將設(shè)備管理的責任落實到人，制定嚴格的檢修維護制度并予以落實。檢查所有與機械密封運行有關(guān)的閥門，保證安監(jiān)儀表完好;檢查機械密封自循環(huán)水、水泵涵體、機械密封水管路、換熱器及機械密封水的冷卻水的暢通，溫度無異常變化，發(fā)現(xiàn)問題及時查明原因，并有針對性地解決。
由于磁性過濾器堵塞對機械密封的正常運行使用危害很大，因此要定期檢查清洗，發(fā)現(xiàn)元件損壞及時更換;應(yīng)保持機械密封水一路磁性濾網(wǎng)運行，另一路備用，定期切換使用，以保證其正常的運行狀態(tài)。定期清理工作結(jié)束，應(yīng)在進行注水排空氣后，再將磁性過濾器投入備用狀態(tài)。機械密封水系統(tǒng)的排氣管必須在高于換熱器機械密封水出口管路上加裝，正常運行前必須將機械密封水腔室及管路中的空氣徹底排出，低轉(zhuǎn)速運行時也可以排氣，但是注意掌握開度不要將排氣閥全開。如排氣不徹底會出現(xiàn)密封摩擦副之間沒有潤滑液，造成干磨和旋動環(huán)熱裂，嚴重影響機械密封的安全正常運行。此外，針對使用中的壓力問題，除在安裝時嚴格執(zhí)行規(guī)定的彈簧壓縮量外，還應(yīng)在高壓條件下采取特別處理措施。為使端面受力合理、減小變形，可采用硬質(zhì)合金、陶瓷等耐壓強度高的材料，并加強冷卻的潤滑措施。對真空狀態(tài)運行造成的機械密封滲漏，應(yīng)采用雙端面機械密封，以改善潤滑條件，提高密封性能。
三、結(jié)語
綜上所述，水泵的工作特點需要機械密封具有較高的精密度和可靠性，對其設(shè)計、加工、安裝和使用等各個環(huán)節(jié)都存在嚴格的工藝要求。在機械密封的使用中，除必須嚴格執(zhí)行工藝標準外，還應(yīng)努力改善其運行環(huán)境，合理選擇各種配件，制定并落實相關(guān)檢修及養(yǎng)護制度，減少人為的設(shè)計缺陷或使用問題，使機械密封性能長期、可靠，保證水泵機組運行的安全性和高效性。
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