淺析渣漿泵機封的失效方式
關鍵詞：渣漿泵機械密封失效
1 概述
由于渣漿泵用機械密封結構較復雜，要求有較高的加工精度與安裝技術等，由于使用工況嚴酷，含有固體顆粒，腐蝕與磨蝕并存，因此機械密封引起的渣漿泵設備故障率很高，機械密封一旦失效，會導致整機停止工作。所以全面正確地分析機封失效原因，并及時采取相應準確預防和糾正措施排除故障，是渣漿泵可靠運行的關鍵。
2 失效方式
機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。機械密封中流體可能泄漏的途徑有：旋轉環與軸之間的密封、靜止環與壓蓋之間的密封、壓蓋與殼體之間的密封、旋轉環與靜止環的端面彼此貼合作相對滑動的動密封。
2.1 安裝靜試時泄漏機械密封安裝調試好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環或靜環密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則是動、靜環摩擦副存在問題；如泄漏介質沿軸向噴射，則動環密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時存在，但一般有主次區別，只要觀察細致，熟悉結構，一定能正確判斷。
2.2 工作后械密封失效原因及措施
2.2.1 材質選擇不合理在設計過程中設計者有時會忽略動密封材質匹配的問題，致使密封端面磨損過速，縮短了機械密封的使用壽命和維護周期。密封端面材料組合不合適，表現為功率升高，密封面過熱、冒煙，析出大量磨損生成物，密封裝置產生振動，泄漏量不正常。造成機械密封的早期磨損、燒傷、刮傷、破壞、開裂等后果。應重新選擇相匹配的端面材料組合，大多數情況下，動、靜環材料以一軟一硬組對，根據需要，既可用硬材料做動環，也可用硬材料做靜環。普通形式的機械密封常用硬材料做動環、軟材料做靜環組對。但由于渣漿泵輸送的多為帶顆粒的介質，工作環境差，機械密封的動、靜環一般均用硬材料。
2.2.2 設計不合理
原因：①端面寬度設計不合理。②端面平面度差，介質泄漏過多，無法達到密封效果。③彈簧壓力調整不當。④密封腔孔徑過小。⑤泵軸的軸向竄量大。
措施：①寬度過大的縮小密封面寬度、減小彈簧壓力，降低比壓改善結構；寬度過小的加大端面寬度，增加比壓等，一般來說這種原因引起的發生率較低，只有其他可能排除后才考慮。②修理端面，這種情況在實際中發生率較高，在機械密封失效時，應注意。③如果是單彈簧式機械密封彈簧壓力不均是彈簧產品不合格，需更換彈簧有時也需調整單彈簧的平行度；如果是多彈簧式機械密封則是個別彈簧選取不當所致，只需所有彈簧統一型號或調整多彈簧孔深的均勻性。④擴大孔徑。⑤合理地設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心泵，比較理想的設計方案：一個是平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位；另一個是平衡鼓加軸向止推軸承，由平衡鼓平衡掉大部分軸向力，剩余的軸向力由止推軸承承擔，同時軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。第二種方案的關鍵是合理地設計平衡鼓，使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對于其他單級泵、中開泵等產品，在設計時采取一些措施保證泵軸的竄量在機械密封所要求的范圍之內。
2.2.3 泵體振動過大
原因分析：渣漿泵在工作中由于氣穴作用、喘振或是軸及軸承不正常、結合與安裝不當，造成機械密封無法正常密封，泄漏量大或不正常、振動、有音響等現象，會導致防轉機構滑動、傳動部件磨損，開裂，破壞，傳動軸也會過快磨損，縮短渣漿泵及其機械密封的正常使用壽命。
措施：①泵產品在設計過程中，要充分分析振動以消除振動源；②泵產品的制造裝配過程中，嚴格按標準和操作規程去執行，消除振動源；③泵、電機、底座、現場管路等輔助設備在現場安裝時，要嚴格把關，消除振動源；④現場生產、操作、維修、調節時，嚴格把關，消除振動源。
2.2.4 安裝不良
原因：
①動、靜環接觸表面不平，安裝時碰傷、損壞；
②動、靜環密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊；
③動、靜環表面有異物；
④動、靜環V形密封圈方向裝反，或安裝時反邊；
⑤軸套處泄漏，密封圈未裝或壓緊力不夠；
⑥彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長短不一；
⑦密封腔端面與軸垂直度不夠；
⑧軸套上密封圈活動處有腐蝕點。
措施：
①更換動、靜環或修復接觸表面；
②更換動、靜環，調整壓緊；
③清理動、靜環表面，保持接觸面的清潔，防止磨損；
④調整動、靜環V形密封圈的方向，在安裝時應注意密封圈的方向問題；
⑤檢查密封圈安裝是否正確，如壓緊力不夠，適當加大壓緊；
⑥調整單彈簧的平行度；統一多彈簧的型號；
⑦校正密封腔端面和中線的垂直度；
⑧更換軸套，并分析產生腐蝕點的原因，采取措施避免腐蝕點的產生。
2.2.5 密封端面磨損摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系數大、端面比壓(彈簧比壓)過大等，都會縮短機械密封的使用壽命。對于含有固體顆粒介質，密封面進入固體顆粒是導致密封失效的主要原因。密封面合理的間隙，以及機械密封的平衡程度，還有密封端面液膜的閃蒸等都是造成端面打開而使固體顆粒進入的主要原因。機械密封的平衡程度β也影響著密封的磨損。一般情況下，平衡程度β=75%左右***適宜。
2.2.6 高溫效應
原因分析：
①熱裂是高溫泵(如油渣泵、回煉油泵、常減壓塔底泵等)***常見的失效現象。
②石墨炭化是使用碳-石墨環時密封失效的主要原因之一。
③輔助密封件(氟橡膠、乙丙橡膠、全橡膠)在超過許用溫度后，將會迅速老化、龜裂、變硬失彈。
措施：①冷卻，加強注液潤滑，更換材質，改變密封形式；②改進冷卻系統，降低密封溫度，或更換密封環材質；③更換材質，改善冷卻裝置。
3 結束語
選擇正確的安裝方式、合理的密封材料以及符合實際工況的結構設計，嚴格遵守機械密封的使用要求，全面正確分析渣漿泵用機械密封失效的各種原因，采取相應準確的應對措施來保證機械密封的可靠性，是渣漿泵機械密封可靠運行的保證。
