機械密封最大的敵人(rén)是抽空
據中國石化(huà)行業統計，80%以上(shàng)的離心泵采用機械密封密封。離心泵的機械密封由于其工作(zuò)條件的不同，在輸送物料過程中經常發生(shēng)物料洩漏，污染環境，浪費能(néng)源。
機械密封是離心泵的主要易損件之一(yī)，泵的失效主要是由密封失效引起的。據統計，機械密封的失效導緻泵的故障占設備故障率的50%以上(shàng)，因此有必要對離心泵機械密封的洩漏進行分(fēn)析和改進，以降低(dī)泵的故障率。
一(yī)、離心泵工作(zuò)原理(lǐ)及機械密封裝置的作(zuò)用
離心泵通過電機、聯軸器(qì)，使其葉輪高速旋轉，在葉片之間(jiān)的液體(tǐ)受到葉片的推動，在離心力的作(zuò)用下(xià)，不斷地從中心被甩向四周，當泵内液體(tǐ)從葉輪中心被抛向邊緣時(shí)，中心處形成了(le)低(dī)壓區，由于進泵前的液體(tǐ)壓強大于泵吸入口處的壓強，在壓強差的作(zuò)用下(xià)，液體(tǐ)便經吸入管連續地吸入泵内，以補充被排出液體(tǐ)的位置，隻要葉輪不停地旋轉，液體(tǐ)便不斷地吸入和排出。
泵軸穿過泵殼時(shí)，動靜之間(jiān)有間(jiān)隙存在時(shí)，泵内的液體(tǐ)就(jiù)會從間(jiān)隙漏至泵外，若吸入端是真空，則外界空氣會漏入泵内，嚴重影響泵的工作(zuò)，為(wèi)了(le)減少洩漏，一(yī)般在動靜間(jiān)隙處裝有軸端密封裝置。軸封裝置是離心泵的重要部件，它直接關(guān)系到離心泵能(néng)否正常工作(zuò)。現(xiàn)在軸封裝置一(yī)般采用機械密封。
二、機械密封原理(lǐ)
機械密封是一(yī)種依靠彈性元件對動、靜環端面密封副的預緊和介質壓力與彈性元件壓力的壓緊而達到密封的軸向端面密封裝置。
機械密封通常由靜環、動環、壓緊元件和密封元件組成。動環和靜環的端面組成一(yī)對摩擦副，動環靠密封室中液體(tǐ)的壓力使其端面壓緊在靜環端面上(shàng)，并在兩環端面上(shàng)産生(shēng)适當的比壓和保持一(yī)層極薄的液體(tǐ)膜而達到密封的目的。
壓緊元件産生(shēng)壓力，可使泵在不運轉狀态下(xià)，也(yě)保持端面貼合，保證密封介質不外漏，并防止雜質進入密封端面。密封圈起密封動環與軸的間(jiān)隙、靜環與壓蓋的間(jiān)隙的作(zuò)用，同時(shí)對泵的振動、沖擊起緩沖作(zuò)用。機械密封在實際運行中不是一(yī)個(gè)孤立的部件，它是與泵的其它零部件一(yī)起組合起來(lái)運行的。
三、機械密封的輔助設施—沖洗裝置
沖洗裝置是機械密封最主要的輔助設施，泵在運轉過程中，密封腔中沉積或形成雜質，必須進行沖洗。否則會因結晶的析出、顆粒雜質的沉澱，使機械密封動、靜環失去浮動性，彈簧失靈。更嚴重的是顆粒磨損、雜質進入摩擦副會加劇(jù)磨損，導緻機械密封迅速失效。所以，一(yī)般情況下(xià)泵用機械密封均應進行沖洗。
關(guān)于機械密封的沖洗方案(如(rú)下(xià)圖展示)，有非常多種，适用于不同的工作(zuò)場(chǎng)合，小編講在下(xià)期中，專門進行詳細介紹。
四、機械密封洩漏的原因分(fēn)析
新(xīn)安裝(或更換)的機械密封投入運轉時(shí)洩漏量應在允許範圍内。如(rú)果密封本身(shēn)的結構、制造質量、安裝和使用等方面都無問題，其壽命要超過 8000h。實際工作(zuò)中，不少密封的使用壽命遠(yuǎn)沒有達到該值前就(jiù)失效了(le)，這(zhè)是由于工藝條件、設備運行狀況和操作(zuò)存在一(yī)定的問題造成的。根據近幾年來(lái)機械密封運行工況和失效後的拆檢情況來(lái)看，其常見原因如(rú)下(xià)：
1、密封環熱裂紋
機械密封拆開時(shí)可發現(xiàn)，硬環表面有過熱回火(huǒ)色，石墨環表面有環狀溝紋、橡膠圈老化(huà)等。
主要原因是：①由于介質溫度過高泵體(tǐ)内形成汽蝕，汽蝕發生(shēng)後，水力沖擊帶動密封做迅速的軸向振蕩，使動靜環及輔助密封圈等零件嚴重的磨損，使機械密封裝置損壞。②潤滑不良，密封環端面沒有形成液體(tǐ)潤滑膜或密封環端面間(jiān)液膜汽化(huà)，形成幹摩擦;③冷卻系統散熱不良;
2、離心泵的振動
由于制造和安裝精度等原因，所有的離心泵都存在着振動。振動的原因主要為(wèi)轉子(zǐ)不平衡、機泵不同心、滾動軸承故障等。從軸承箱表面測到的最大振幅不能(néng)大于0.06mm，超過該值就(jiù)要停泵處理(lǐ)。振動可分(fēn)解為(wèi)三個(gè)方向：垂直、水平和軸向，其中以軸向振動對密封的危害最大。當泵振動加劇(jù)時(shí)，動靜環之間(jiān)發生(shēng)分(fēn)離。瞬間(jiān)的分(fēn)離在液膜壓力作(zuò)用下(xià)緻使密封面開啓，出現(xiàn)大量洩漏，如(rú)果這(zhè)時(shí)介質中固體(tǐ)顆粒含量超過5%時(shí)，由于振動引起端面分(fēn)離，顆粒嵌入較軟的石墨環端面，造成硬質環密封面的過度磨損。拆卸檢查時(shí)可發現(xiàn)，在硬密封面上(shàng)有清晰的摩擦痕迹，進入固體(tǐ)顆粒時(shí)有劃痕。
3、彈性元件失彈
主要特征是拆卸檢查彈性元件時(shí)，彈性元件彈力不足，有變形、自由高度明顯減小。該情況發生(shēng)概率比較小
主要原因是：①大部分(fēn)用來(lái)制作(zuò)彈簧和波紋管的材料在高溫下(xià)長期工作(zuò)均會出現(xiàn)彈力下(xià)降的缺陷，從而使密封端面的閉合力不足而導緻密封端面洩漏嚴重。金(jīn)屬波紋管的高溫失彈即是該類機械密封的一(yī)種普遍而典型的失效形式;②彈簧在高溫下(xià)長期工作(zuò)發生(shēng)蠕變、疲勞失效等;③彈簧在高溫下(xià)長期工作(zuò)腐蝕失效。
五、結尾語
離心泵在低(dī)于最小流量值得狀态下(xià)工作(zuò)時(shí)，流體(tǐ)在泵内産生(shēng)嚴重的回流等現(xiàn)象，導緻産生(shēng)溫升和振動。
抽空現(xiàn)象是當離心泵發生(shēng)故障的衆多原因之一(yī)，當其發生(shēng)時(shí)會伴随以下(xià)狀況：
①、電機電流下(xià)降
②、壓力大幅波動
③、流量異常波動
④、發出雜音(yīn)異聲
⑤、泵體(tǐ)發生(shēng)振動
⑥、泵缸溫度升高