渣漿泵機械密封失效原因分析及解決措施-渣漿泵機封
發(fā)布時間：2015.01.07 新聞來源：渣漿泵機封|天長市龍源泵閥有限公司 瀏覽次數(shù)：
一、前言
機械密封具有泄漏量小，能耗低，壽命長，使用范圍廣等優(yōu)點，近年來被廣泛應用于泵類設備的軸封，隨著機械密封技術水平不斷提高，可靠性也越來越高，提高了電力、冶金選礦等用戶使用機械密封的經(jīng)驗和信心，使其在渣漿泵中的應用不斷得到推廣。
但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。
二、裝配引起泄漏失效
機械密封安裝時極易出現(xiàn)問題，動、靜環(huán)摩擦副配合面在安裝之前或安裝過程中可能已經(jīng)變形、擦傷或開裂，端面間夾雜污物或雜質，彈簧彈力不均造成端面不平等原因都會引起機封失效。
機械密封安裝調試好后，一般要進行靜壓試驗，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題;泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)摩擦副問存在問題。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(huán)密封圈有問題;如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題;如泄漏介質沿軸向噴射，則動環(huán)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(huán)密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時存在，但一般有主次區(qū)別，只要觀察細致，熟悉結構，一定能正確判斷。
機封裝配時應注意以下3個問題：
①彈簧壓縮量適度。彈簧壓縮量過大，可導致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損;過度壓縮使彈簧失去調節(jié)動環(huán)端面的能力，導致密封失效;彈簧壓縮量過度易導致疲勞損壞，使動環(huán)密封圈變形，影響密封效果。
②動環(huán)密封圈松緊適當。動環(huán)密封圈過緊，會加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏，也會增大動環(huán)軸向調整、移動的阻力，在工況變化頻繁時無法適時進行調整。
③要避免靜環(huán)密封圈配合過緊。靜環(huán)密封罔基本處于靜止狀態(tài)，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害的，容易引起靜環(huán)密封因過度變形，影響密封效果;當靜環(huán)材質是碳化硅時，一般較脆，過度受力極易引起碎裂;靜環(huán)過緊會導致安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。
三、試運轉的泄漏失效
渣漿泵用機械密封經(jīng)過靜壓試驗后，運轉時高速旋轉產(chǎn)生的離心力，會抑制介質的泄漏。因此，試運轉時機械密封泄漏在排除軸問及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。
引起摩擦副密封失效的因素主要有：
①操作中，因抽空、氣蝕和憋壓等異常現(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離。
②安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷。
③動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調整動環(huán)的軸向浮動量。
④靜環(huán)密封圈過松，當動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座。
⑤工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進入摩擦副，損傷動、靜環(huán)密封端面。
⑥設計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。
上述現(xiàn)象在試運轉中經(jīng)常出現(xiàn)，有時可以通過適當調整靜環(huán)座等予以消除，但多數(shù)需要重新拆裝，更換密封。
四、正常運轉中突然泄漏失效
渣漿泵在運轉中突然泄漏，少數(shù)是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的，主要原因有如下幾點：
①抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導致密封破壞。
②對泵實際輸出量偏小，大量介質泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質汽化，導致密封失效。
③密封冷卻水中斷。
④對較長時間停運，重新起動時沒有手動盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面。
⑤介質中腐蝕性、聚合性以及結膠性物質增多。
⑥環(huán)境溫度急劇變化。
⑦工況頻繁變化或調整。
⑧突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏，如不能及時發(fā)現(xiàn)，往往會釀成較大事故或損失，須予以重視并采取有效措施。
渣漿泵用機械密封通常需接人冷卻水，泵使用前，須***先接通軸封水，停泵5min后，方可關閉，因為冷卻水中斷而燒損機封的事故經(jīng)常出現(xiàn)，用戶需特別重視。
泵頻繁起動或突然斷電引起管路中的漿液倒灌，泵腔內(nèi)壓力急劇增大會導致機封動靜環(huán)打開，從而使機封失效，因此要求機械密封生產(chǎn)廠設計機封結構時，要充分考慮這些因素，避免由此產(chǎn)生的停機故障。
對于泵較長時間停運，停運前須***用清水清洗泵腔和機封，重新起動時應手動盤車，確保摩擦副沒有粘連。
五、磨損腐蝕失效
由于渣漿泵輸送漿液中磨蝕性顆粒介質的存在，采用一般的機械密封常會構成如下5種危害：
①密封端面的加劇磨損。密封面之間因顆粒泄漏進入端面，起著磨料作用，加速了密封面的磨損。渣漿泵機封
②介質側顆粒堵塞。由于顆粒的堆積，架橋，阻礙了彈簧、銷和輔助密封圈的運動，從而導致補償環(huán)的追隨性和浮動性下降。
③大氣側顆粒堵塞。
由于密封面內(nèi)徑和軸(或軸套)之間的間隙較小，泄漏的固體顆粒不能及時排出，易堆積、阻塞，阻礙了輔助密封圈的運動，從而導致密封失敗。
④磨蝕。指密封元件表面由于受到磨蝕性顆粒的作用而產(chǎn)生的局部咬蝕、撕裂，在有顆粒介質的情況下，發(fā)生得更加嚴重。
⑤傳動元件的磨損。由于傳動銷這些元件處于顆粒介質中，運動時由于顆粒的研磨作用加劇了元件本身的磨損。
在選型時，應使機械密封產(chǎn)品盡量避免顆粒的作用，不致產(chǎn)生上述失效，機械密封解決顆粒介質作用的問題有兩大途徑：一是對機械密封設置一些附加的內(nèi)部結構或采取輔助措施(如螺旋密封、封液、沖洗水、水箱或油箱建立液障防止顆粒堆積等)，或者外部裝置(如旋流固液分離器、磁濾器等)，盡量避免上述5種失效出現(xiàn)，使機械密封處于良好的工作狀態(tài)。
為了保證摩擦副在顆粒介質中具有耐磨損和耐磨蝕的目的，摩擦副材料的硬度須***高于磨粒的硬度。通常可選用硬對硬組對，材質可為碳化鎢或碳化硅。
根據(jù)有關資料介紹，對在磨蝕性顆粒介質中高硬度摩擦副磨損機理的研究所得出的結論，摩擦副寬度應比一般機械密封的寬，以獲得較高的使用壽命。動、靜環(huán)的寬度相等，有利于防止顆粒對密封端面的磨損，同時，有足夠的面積，以避免大的失配。因此，能夠適應比一般機械密封端面大得多的徑向和軸向跳動。
與一般機械密封不同，軸套與密封環(huán)之間的間隙應較大，當有物料泄漏時，能及時排出，避免顆粒的堆積和阻塞。密封腔的設計須***有適當?shù)目臻g，使密封腔的物料能流動，不堆積沉淀，并易冷卻和潤滑密封。為了減少泵內(nèi)介質壓力對密封端面比壓的影響，采用平衡型機械密封結構。
六、結束語
只有全面正確分析渣漿泵用機械密封失效的各種原因，才能采取相應準確的應對措施來保證機械密封的可靠性。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，是渣漿泵機械密封可靠運行的保證。
機械密封具有泄漏量小，能耗低，壽命長，使用范圍廣等優(yōu)點，近年來被廣泛應用于泵類設備的軸封，隨著機械密封技術水平不斷提高，可靠性也越來越高，提高了電力、冶金選礦等用戶使用機械密封的經(jīng)驗和信心，使其在渣漿泵中的應用不斷得到推廣。
但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。
二、裝配引起泄漏失效
機械密封安裝時極易出現(xiàn)問題，動、靜環(huán)摩擦副配合面在安裝之前或安裝過程中可能已經(jīng)變形、擦傷或開裂，端面間夾雜污物或雜質，彈簧彈力不均造成端面不平等原因都會引起機封失效。
機械密封安裝調試好后，一般要進行靜壓試驗，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題;泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)摩擦副問存在問題。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(huán)密封圈有問題;如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題;如泄漏介質沿軸向噴射，則動環(huán)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(huán)密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時存在，但一般有主次區(qū)別，只要觀察細致，熟悉結構，一定能正確判斷。
機封裝配時應注意以下3個問題：
①彈簧壓縮量適度。彈簧壓縮量過大，可導致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損;過度壓縮使彈簧失去調節(jié)動環(huán)端面的能力，導致密封失效;彈簧壓縮量過度易導致疲勞損壞，使動環(huán)密封圈變形，影響密封效果。
②動環(huán)密封圈松緊適當。動環(huán)密封圈過緊，會加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏，也會增大動環(huán)軸向調整、移動的阻力，在工況變化頻繁時無法適時進行調整。
③要避免靜環(huán)密封圈配合過緊。靜環(huán)密封罔基本處于靜止狀態(tài)，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害的，容易引起靜環(huán)密封因過度變形，影響密封效果;當靜環(huán)材質是碳化硅時，一般較脆，過度受力極易引起碎裂;靜環(huán)過緊會導致安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。
三、試運轉的泄漏失效
渣漿泵用機械密封經(jīng)過靜壓試驗后，運轉時高速旋轉產(chǎn)生的離心力，會抑制介質的泄漏。因此，試運轉時機械密封泄漏在排除軸問及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。
引起摩擦副密封失效的因素主要有：
①操作中，因抽空、氣蝕和憋壓等異常現(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離。
②安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷。
③動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調整動環(huán)的軸向浮動量。
④靜環(huán)密封圈過松，當動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座。
⑤工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進入摩擦副，損傷動、靜環(huán)密封端面。
⑥設計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。
上述現(xiàn)象在試運轉中經(jīng)常出現(xiàn)，有時可以通過適當調整靜環(huán)座等予以消除，但多數(shù)需要重新拆裝，更換密封。
四、正常運轉中突然泄漏失效
渣漿泵在運轉中突然泄漏，少數(shù)是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的，主要原因有如下幾點：
①抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導致密封破壞。
②對泵實際輸出量偏小，大量介質泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質汽化，導致密封失效。
③密封冷卻水中斷。
④對較長時間停運，重新起動時沒有手動盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面。
⑤介質中腐蝕性、聚合性以及結膠性物質增多。
⑥環(huán)境溫度急劇變化。
⑦工況頻繁變化或調整。
⑧突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏，如不能及時發(fā)現(xiàn)，往往會釀成較大事故或損失，須予以重視并采取有效措施。
渣漿泵用機械密封通常需接人冷卻水，泵使用前，須***先接通軸封水，停泵5min后，方可關閉，因為冷卻水中斷而燒損機封的事故經(jīng)常出現(xiàn)，用戶需特別重視。
泵頻繁起動或突然斷電引起管路中的漿液倒灌，泵腔內(nèi)壓力急劇增大會導致機封動靜環(huán)打開，從而使機封失效，因此要求機械密封生產(chǎn)廠設計機封結構時，要充分考慮這些因素，避免由此產(chǎn)生的停機故障。
對于泵較長時間停運，停運前須***用清水清洗泵腔和機封，重新起動時應手動盤車，確保摩擦副沒有粘連。
五、磨損腐蝕失效
由于渣漿泵輸送漿液中磨蝕性顆粒介質的存在，采用一般的機械密封常會構成如下5種危害：
①密封端面的加劇磨損。密封面之間因顆粒泄漏進入端面，起著磨料作用，加速了密封面的磨損。渣漿泵機封
②介質側顆粒堵塞。由于顆粒的堆積，架橋，阻礙了彈簧、銷和輔助密封圈的運動，從而導致補償環(huán)的追隨性和浮動性下降。
③大氣側顆粒堵塞。
由于密封面內(nèi)徑和軸(或軸套)之間的間隙較小，泄漏的固體顆粒不能及時排出，易堆積、阻塞，阻礙了輔助密封圈的運動，從而導致密封失敗。
④磨蝕。指密封元件表面由于受到磨蝕性顆粒的作用而產(chǎn)生的局部咬蝕、撕裂，在有顆粒介質的情況下，發(fā)生得更加嚴重。
⑤傳動元件的磨損。由于傳動銷這些元件處于顆粒介質中，運動時由于顆粒的研磨作用加劇了元件本身的磨損。
在選型時，應使機械密封產(chǎn)品盡量避免顆粒的作用，不致產(chǎn)生上述失效，機械密封解決顆粒介質作用的問題有兩大途徑：一是對機械密封設置一些附加的內(nèi)部結構或采取輔助措施(如螺旋密封、封液、沖洗水、水箱或油箱建立液障防止顆粒堆積等)，或者外部裝置(如旋流固液分離器、磁濾器等)，盡量避免上述5種失效出現(xiàn)，使機械密封處于良好的工作狀態(tài)。
為了保證摩擦副在顆粒介質中具有耐磨損和耐磨蝕的目的，摩擦副材料的硬度須***高于磨粒的硬度。通常可選用硬對硬組對，材質可為碳化鎢或碳化硅。
根據(jù)有關資料介紹，對在磨蝕性顆粒介質中高硬度摩擦副磨損機理的研究所得出的結論，摩擦副寬度應比一般機械密封的寬，以獲得較高的使用壽命。動、靜環(huán)的寬度相等，有利于防止顆粒對密封端面的磨損，同時，有足夠的面積，以避免大的失配。因此，能夠適應比一般機械密封端面大得多的徑向和軸向跳動。
與一般機械密封不同，軸套與密封環(huán)之間的間隙應較大，當有物料泄漏時，能及時排出，避免顆粒的堆積和阻塞。密封腔的設計須***有適當?shù)目臻g，使密封腔的物料能流動，不堆積沉淀，并易冷卻和潤滑密封。為了減少泵內(nèi)介質壓力對密封端面比壓的影響，采用平衡型機械密封結構。
六、結束語
只有全面正確分析渣漿泵用機械密封失效的各種原因，才能采取相應準確的應對措施來保證機械密封的可靠性。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，是渣漿泵機械密封可靠運行的保證。
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