齒輪泵用機(jī)械密封種類繁多,型號(hào)各異,但泄漏點(diǎn)主要有五處:
(一)密封端蓋與齒輪泵體間的密封. (二)軸套與軸間的密封;(三)動(dòng)環(huán)與軸套間的密封;(四)動(dòng),靜環(huán)間密封;(五)對(duì)靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封;
1.安裝靜試時(shí)泄漏
機(jī)械密封安裝調(diào)試好后,一般要進(jìn)行靜試,觀察泄漏量.如泄漏量較小,多為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問(wèn)題;泄漏量較大時(shí),則表明動(dòng),靜環(huán)摩擦副間存在問(wèn)題.在初步觀察泄漏量,判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上,再手動(dòng)盤車觀察,若泄漏量無(wú)明顯變化則靜,動(dòng)環(huán)密封圈有問(wèn)題;如盤車時(shí)泄漏量有明顯變化則可斷定是動(dòng),靜環(huán)摩擦副存在問(wèn)題;如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射,則動(dòng)環(huán)密封圈存在問(wèn)題居多,泄漏介質(zhì)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(shí)存在,但一般有主次區(qū)別,只要觀察細(xì)致,熟悉結(jié)構(gòu),一定能正確判斷.
2.試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的泄漏.齒輪泵用機(jī)械密封經(jīng)過(guò)靜試后,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,會(huì)抑制介質(zhì)的泄漏.因此,試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后,基本上都是由于動(dòng),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:
(l)操作中,因抽空,氣蝕,憋壓等異常現(xiàn)象,引起較大的軸向力,使動(dòng),靜環(huán)接觸面分離;(2)對(duì)安裝機(jī)械密封時(shí)壓縮量過(guò)大,導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損,擦傷;(3)動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊,彈簧無(wú)法調(diào)整動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量;(4)靜環(huán)密封圈過(guò)松,當(dāng)動(dòng)環(huán)軸向浮動(dòng)時(shí),靜環(huán)脫離靜環(huán)座;(5)工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì),運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)人摩擦副,探傷動(dòng),靜環(huán)密封端面;(6)設(shè)計(jì)選型有誤,密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等.上述現(xiàn)象在試運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn),有時(shí)可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)整靜環(huán)座等予以消除,但多數(shù)需要重新拆裝,更換密封.
由于兩密封端面失去潤(rùn)滑膜而造成的失效:
a)因端面密封載荷的存在,在密封腔缺乏液體時(shí)啟動(dòng)齒輪泵而發(fā)生干摩擦;b)介質(zhì)的低于飽和蒸汽壓力,使得端面液膜發(fā)生閃蒸,喪失潤(rùn)滑;c)如介質(zhì)為易揮發(fā)性產(chǎn)品,在機(jī)械密封冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)垢或阻塞時(shí),由于端面摩擦及旋轉(zhuǎn)元件攪拌液體產(chǎn)生熱量而使介質(zhì)的飽和蒸汽壓上升,也造成介質(zhì)壓力低于其飽和蒸汽壓的狀況.
由于腐蝕而引起的機(jī)械密封失效:
a)密封面點(diǎn)蝕,甚至穿透.b)由于碳化鎢環(huán)與不銹鋼座等焊接,使用中不銹鋼座易產(chǎn)生晶間腐蝕;c)焊接金屬波紋管,彈簧等在應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕的共同作用下易發(fā)生破裂.
由于高溫效應(yīng)而產(chǎn)生的機(jī)械密封失效:
a)熱裂是高溫齒輪油泵,如渣油泵,回?zé)捰捅?常減壓塔底泵等常見(jiàn)的失效現(xiàn)象.在密封面處由于干摩擦,冷卻水突然中斷,雜質(zhì)進(jìn)入密封面,抽空等情況下,都會(huì)導(dǎo)致環(huán)面出現(xiàn)徑向裂紋;b)石墨炭化是使用碳—石墨環(huán)時(shí)密封失效的主要原因之一.由于在使用中,如果石墨環(huán)一旦超過(guò)許用溫度(一般在-105～250℃)時(shí),其表面會(huì)析出樹(shù)脂,摩擦面附近樹(shù)脂會(huì)發(fā)生炭化,當(dāng)有粘結(jié)劑時(shí),會(huì)發(fā)泡軟化,使密封面泄漏增加,密封失效;c)輔助密封件(如氟橡膠,乙丙橡膠,全橡膠)在超過(guò)許用溫度后,將會(huì)迅速老化,龜裂,變硬失彈.現(xiàn)在所使用的柔性石墨耐高溫,耐腐蝕性較好,但其回彈性差.而且易脆裂,安裝時(shí)容易損壞.
由于密封端面的磨損而造成的密封失效:
a)摩擦副所用的材料耐磨性差,摩擦系數(shù)大,端面比壓(包括彈簧比壓)過(guò)大等,都會(huì)縮短機(jī)械密封的使用壽命.對(duì)常用的材料,按耐磨性排列的次序?yàn)?碳化硅—碳石墨,硬質(zhì)合金—碳石墨,陶瓷—碳石墨,噴涂陶瓷——碳石墨,氮化硅陶瓷——碳石墨,高速鋼——碳石墨,堆焊硬質(zhì)合金——碳石墨.b)對(duì)于含有固體顆粒介質(zhì),密封面進(jìn)入固體顆粒是導(dǎo)致使密封失效的主要原因.固體顆粒進(jìn)入摩擦副端面起研磨劑作用,使密封發(fā)生劇烈磨損而失效.密封面合理的間隙,以及機(jī)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(kāi)而使固體顆粒進(jìn)入的主要原因.c)機(jī)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.β<75%,磨損量雖然降低,但泄漏增加,密封面打開(kāi)的可能性增大.對(duì)于高負(fù)荷(高PV值)的機(jī)械密封,由于端面摩擦熱較大,β一般取65%～70%為宜,對(duì)低沸點(diǎn)的烴類介質(zhì)等,由于溫度對(duì)介質(zhì)氣化較敏感,為減少摩擦熱的影響,β取80%～85%為好.
因安裝,運(yùn)轉(zhuǎn)或設(shè)備本身所產(chǎn)生的誤差而造成機(jī)械密封泄漏:
1)由于安裝不良,造成機(jī)械密封泄漏.主要表現(xiàn)在以下幾方面:1)動(dòng),靜環(huán)接觸表面不平,安裝時(shí)碰傷,損壞;2)動(dòng),靜環(huán)密封圈尺寸有誤,損壞或未被壓緊;3)動(dòng),靜環(huán)表面有異物;4)動(dòng),靜環(huán)V型密封圈方向裝反,或安裝時(shí)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(zhǎng)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(dòng)處有腐蝕點(diǎn).
2)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中,機(jī)械密封發(fā)生泄漏的原因主要有:1)齒輪泵葉輪軸向竄動(dòng)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),轉(zhuǎn)軸發(fā)生周期性振動(dòng)及工藝操作不穩(wěn)定,密封腔內(nèi)壓力經(jīng)常變化等均會(huì)導(dǎo)致密封周期性泄漏;2)摩擦副損傷或變形而不能跑合引起泄漏;3)密封圈材料選擇不當(dāng),溶脹失彈;4)大彈簧轉(zhuǎn)向不對(duì);5)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)太大;6)動(dòng),靜環(huán)與軸套間形成水垢使彈簧失彈而不能補(bǔ)償密封面的磨損;7)密封環(huán)發(fā)生龜裂等.