人们在剖析质量毛病缘由时,常常习气在多级离心泵机械密封本身方面查找缘由,例如:机械密封的选型能否适宜,资料选择能否正确,密封面的比压能否正确,摩擦副的选择能否合理等等。而很少在多级离心泵机械密封的外部条件方面去查找缘由,从泵用机械密封的外部条件的角度剖析了影响密封效果的几种要素和应采取的合理措施。
一、机械密封的原理及请求
机械密封是靠一对相对运动的环的端面A互相贴合构成的微小轴向间隙起密封作用,这种安装称为机械密封。机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副,动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上,并在两环端面上产生恰当的比压和坚持一层极薄的液体膜而到达密封的目的。压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,也坚持端面贴合,保证密封介质不外漏,并避免杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙B、静环与压盖的间隙C的作用,同时对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实践运转中不是一个孤立的部件,它是与泵的其它零部件一同组合起来运转的,同时经过其根本原理能够看出,机械密封的正常运转是有条件的,例如:泵轴的窜量不能太大,否则摩擦副端面不能构成正常请求的比压;机械密封处的泵轴不能有太大的挠度,否则端面比压会不平均等等。只要满足相似这样的外部条件,再加上良好的机械密封本身性能,才干到达理想的密封效果。?
二、外部条件影响的缘由剖析
2.1泵轴的轴向窜量大机械密封的密封面要有一定的比压,这样才干起到密封作用,这就请求机械密封的弹簧要有一定的缩量,给密封端面一个推力,旋转起来使密封面产生密封所请求的比压。为了保证这一个比压,机械密封请求泵轴不能有太大的窜量,普通要保证在0.5 mm以内。但在实践设计当中,由于设计的不合理,常常泵轴产生很大的窜量,对机械密封的运用是十分不利的。这种现象常常呈现在多级离心泵中,特别是在泵启动过程中,窜量比拟大。
均衡盘工作时自动改动均衡盘与均衡环之间的轴向间隙b,从而改动均衡盘前后两侧的压差,产生一个与轴向力方向相反的作用力来均衡轴向力。由于转子窜动的惯性作用和瞬态泵工况的动摇,运转的转子不会静止在某一轴向均衡位置。均衡盘一直处在左右窜动的状态。均衡盘在正常工作中的轴向窜量只要0105~011 mm,满足机械密封的允许轴向窜量015 mm的请求,但均衡盘在泵启动、停机、工况剧变时的轴向窜量可能大大超越机械密封允许的轴向窜量。
多级离心泵经过长时间运转后,均衡盘与均衡环摩擦磨损,间隙b随着增大,机械密封轴向窜量不时增加。由于轴向力的作用,吸入侧的密封面的压紧力增加,密封面磨损加剧,直至密封面损坏,失去密封作用。吐出侧的机械密封,随着均衡盘的磨损,转子部件的轴向窜量大于密封请求的轴向窜量,密封面的压紧力减小,达不到密封请求,zui终使泵两侧的机械密封全部失去密封作用。
2.2轴向力偏大
机械密封在运用过程中是不可以接受轴向力的,若存在轴向力,对机械密封的影响是严重的。有时由于泵的轴向力均衡机构设计的不合理及制造、装置、运用等方面的缘由,形成轴向力没有被均衡掉。机械密封接受一个轴向力,运转时密封压盖温度将偏高,关于聚丙烯类的介质,在高温下会被熔融,因而泵启动后很快就失去密封效果,泵静止时则密封端面呈现连续的喷漏现象。
2.3泵轴的挠度偏大
机械密封又称端面密封,是一种旋转轴向的接触式动密封,它是在流体介质和弹性元件的作用下,两个垂直于轴心线的密封端面严密贴合、相对旋转,从而到达密封效果,因而请求两个密封之间要受力平均。但由于泵产品设计的不合理,泵轴运转时,在机械密封装置处产生的挠度较大,使密封面之间的受力不平均,招致密封效果不好。
2.4没有辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理
机械密封的辅助冲洗系统是十分重要的,它能够有效地维护密封面,起到冷却、光滑、冲走杂物等作用。有时设计员没有合理地配置辅助冲洗系统,达不到密封效果;有时固然设计人员设计了辅助系统,但由于冲洗液中有杂质,冲洗液的流量、压力不够,冲洗口位置设计不合理等缘由,也同样达不到密封效果。
2.5振动偏大
机械密封振动偏大,zui终招致失去密封效果。但机械密封振动偏大的缘由常常不是机械密封自身的缘由,泵的其它零部件是产生振动的本源,如泵轴设计不合理、加工的缘由、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等缘由。
2.6泵汽蚀的缘由
由于安装系统操作不合理以及泵进口汽蚀性能不好、泵的转速偏高,在泵的入口处发作部分汽蚀,汽蚀发作后,水中会有气泡,它一方面会冲击机械密封面的表面面,使其外表呈现破损;另一方面会使动静环的吻合面的活动膜中也含有气泡,不能构成稳定的活动膜,形成动静环的吻合面的干摩擦,使机械密封安装损坏。
2.7机械加工精度不够
机械加工精度不够,缘由有很多,有的是机械密封自身的加工精度不够,这方面的缘由容易惹起人们的留意,也容易找到。但有时是泵其它部件的加工精度不够,这方面的缘由,不容易惹起人们的留意。例如:泵轴、轴套、泵体、密封腔体的加大精度不够等缘由。这些缘由的存在对机械密封的密封效果是十分不利的。
3.1消弭泵轴窜量大的措施
合理地设计轴向力的均衡安装,消弭轴向窜量。为了满足这一请求,关于多级离心泵,比拟理想的设计计划有两个:一个是均衡盘加轴向止推轴承,由均衡盘均衡轴向力,由轴向止推轴承对泵轴停止轴向限位;另一个是均衡鼓加轴向止推轴承,由均衡鼓均衡掉大局部轴向力,剩余的轴向力由止推轴承承当,同时轴向止推轴承对泵轴停止轴向限位。第二种计划的关键是合理地设计均衡鼓,使之可以真正均衡掉大局部轴向力。关于其它单级泵、中开泵等产品,在设计时采取一些措施保证泵轴的窜量在机械密封所请求的范围之内。
3.2消弭轴向力偏大的措施
合理地设计轴向力均衡机构,使之可以真正充沛地均衡掉轴向力,给机械密封发明一个良好的条件。关于一些电厂、石油、化工等范畴应用的重要产品,在产品出厂之前,必需做到台台实验检测和发现问题和处理问题。有些重要的泵能够在转子上设计一个轴向测力环,对轴向力的大小停止随时监测,发现问题及时处理。
3.3消弭泵轴挠度偏大的措施
这种现象大多存在卧式多级离心泵中,在设计时采取以下措施:
(1)减少两端轴承之间的间隔。泵叶轮的级数不要太多,在泵总扬程请求较高的状况下,尽量进步每级叶轮的扬程,减少级数。
(2)增加泵轴的直径。在设计泵轴直径的时分,不要简单地仅思索传送功率的大小,而要思索机械密封、轴挠度、起动办法和有关惯性负荷、径向力等要素。很多设计员没有充沛认识到这一点。
(3)进步泵轴资料的等级。
(4)泵轴设计完成后,对泵轴的挠度要停止校核检验计算。
3.4增加辅助冲洗系统
在条件允许的状况下,尽量设计辅助冲洗系统。冲洗压力普通请求高于密封腔压力0107~011 MPa,假如保送介质属于易汽化的,则应高于汽化压力01175~012 MPa。密封腔压力要依据每种泵的构造型式、系统压力等要素来计算。轴封腔压力很高时或者压力简直接近该密封运用zui高极限时,也可由密封腔引液体至低压区,使轴封液体活动以带走摩擦热。
3.5消弭泵进口汽蚀的措施
(1)进步泵的汽蚀性能程度,满足现场安装的汽蚀性能的请求。
(2)现场实验安装的请求要与泵汽蚀性能程度匹配。
(3)现场装置和工况调理要给泵发明有利的条件。
3.6消弭泵振动的措施
(1)泵产品在设计过程中,要充沛剖析振动的来源,以消弭振动源。
(2)泵产品的制造装配过程中,严厉按规范和操作规程去执行,消弭振动源。
(3)泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场装置时,要严厉把关,消弭振动源。
(4)现场消费、操作、维修、调理时,严厉把关,消弭振动源。