渣浆泵 机械密封失效原因分析及解决措施-渣浆泵机封
发布时间：2015.01.07 新闻来源：渣浆泵机封|天长市
龙源泵阀有限公司 浏览次数：
一、前言
机械密 封具有泄漏量小，能耗低，寿命长，使用范围广等优点，近年来 被广泛应用于泵类设备的轴封，随着机 械密封技术水平不断提高，可靠性也越来越高，提高了电力、冶金选 矿等用户使用机械密封的经验和信心，使其在 渣浆泵中的应用不断得到推广。
但由于 渣浆泵用机械密封结构较复杂，要求有 较高的加工精度与安装技术等，由于使用工况严酷，含有固体颗粒，腐蚀与磨蚀并存，因此机 械密封引起的渣浆泵设备故障率很高，机械密封一旦失效，会导致整机停止工作。所以全 面正确地分析机封失效原因，并及时采取 相应准 确预防和纠正措施排除故障，是渣浆 泵可靠运行的关键。
二、装配引起泄漏失效
机械密 封安装时极易出现问题，动、静环摩 擦副配合面在安装之前或安装过程中可能已经变形、擦伤或开裂，端面间 夹杂污物或杂质，弹簧弹 力不均造成端面不平等原因都会引起机封失效。
机械密 封安装调试好后，一般要进行静压试验，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动 环或静环密封圈存在问题;泄漏量较大时，则表明动、静环摩 擦副问存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄 漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏 量无明显变化则静、动环密封圈有问题;如盘车 时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题;如泄漏 介质沿轴向喷射，则动环 密封圈存在问题居多，泄漏介 质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为 静环密封圈失效。此外，泄漏通 道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，一定能正确判断。
机封装 配时应注意以下3个问题：
①弹簧压缩量适度。弹簧压缩量过大，可导致 摩擦副急剧磨损，瞬间烧损;过度压 缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效;弹簧压 缩量过度易导致疲劳损坏，使动环密封圈变形，影响密封效果。
②动环密封圈松紧适当。动环密封圈过紧，会加剧 密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏，也会增 大动环轴向调整、移动的阻力，在工况 变化频繁时无法适时进行调整。
③要避免 静环密封圈配合过紧。静环密 封罔基本处于静止状态，相对较 紧密封效果会好些，但过紧也是有害的，容易引 起静环密封因过度变形，影响密封效果;当静环 材质是碳化硅时，一般较脆，过度受 力极易引起碎裂;静环过紧会导致安装、拆卸困难，极易损坏静环。
三、试运转的泄漏失效
渣浆泵 用机械密封经过静压试验后，运转时 高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转 时机械密封泄漏在排除轴问及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩 擦副受破坏所致。
引起摩 擦副密封失效的因素主要有：
①操作中，因抽空、气蚀和 憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离。
②安装机 械密封时压缩量过大，导致摩 擦副端面严重磨损、擦伤。
③动环密封圈过紧，弹簧无 法调整动环的轴向浮动量。
④静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座。
⑤工作介 质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副，损伤动、静环密封端面。
⑥设计选型有误，密封端 面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。
上述现 象在试运转中经常出现，有时可 以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。
四、正常运 转中突然泄漏失效
渣浆泵 在运转中突然泄漏，少数是 因正常磨损或已达到使用寿命，而大多 数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的，主要原因有如下几点：
①抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏。
②对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质汽化，导致密封失效。
③密封冷却水中断。
④对较长时间停运，重新起 动时没有手动盘车，摩擦副 因粘连而扯坏密封面。
⑤介质中腐蚀性、聚合性 以及结胶性物质增多。
⑥环境温度急剧变化。
⑦工况频繁变化或调整。
⑧突然停 电或故障停机等。离心泵 在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会 酿成较大事故或损失，须予以 重视并采取有效措施。
渣浆泵 用机械密封通常需接人冷却水，泵使用前，必须先接通轴封水，停泵5min后，方可关闭，因为冷 却水中断而烧损机封的事故经常出现，用户需特别重视。
泵频繁 起动或突然断电引起管路中的浆液倒灌，泵腔内 压力急剧增大会导致机封动静环打开，从而使机封失效，因此要 求机械密封生产厂设计机封结构时，要充分考虑这些因素，避免由 此产生的停机故障。
对于泵较长时间停运，停运前 必须用清水清洗泵腔和机封，重新起 动时应手动盘车，确保摩擦副没有粘连。
五、磨损腐蚀失效
由于渣 浆泵输送浆液中磨蚀性颗粒介质的存在，采用一 般的机械密封常会构成如下5种危害：
①密封端面的加剧磨损。密封面 之间因颗粒泄漏进入端面，起着磨料作用，加速了密封面的磨损。渣浆泵机封
②介质侧颗粒堵塞。由于颗粒的堆积，架桥，阻碍了弹簧、销和辅 助密封圈的运动，从而导 致补偿环的追随性和浮动性下降。
③大气侧颗粒堵塞。
由于密封面内径和轴(或轴套)之间的间隙较小，泄漏的 固体颗粒不能及时排出，易堆积、阻塞，阻碍了 辅助密封圈的运动，从而导致密封失败。
④磨蚀。指密封 元件表面由于受到磨蚀性颗粒的作用而产生的局部咬蚀、撕裂，在有颗 粒介质的情况下，发生得更加严重。
⑤传动元件的磨损。由于传 动销这些元件处于颗粒介质中，运动时 由于颗粒的研磨作用加剧了元件本身的磨损。
在选型时，应使机 械密封产品尽量避免颗粒的作用，不致产生上述失效，机械密 封解决颗粒介质作用的问题有两大途径：一是对 机械密封设置一些附加的内部结构或采取辅助措施(如螺旋密封、封液、冲洗水、水箱或 油箱建立液障防止颗粒堆积等)，或者外部装置(如旋流固液分离器、磁滤器等)，尽量避免上述5种失效出现，使机械 密封处于良好的工作状态。
为了保 证摩擦副在颗粒介质中具有耐磨损和耐磨蚀的目的，摩擦副 材料的硬度必须高于磨粒的硬度。通常可 选用硬对硬组对，材质可 为碳化钨或碳化硅。
根据有关资料介绍，对在磨 蚀性颗粒介质中高硬度摩擦副磨损机理的研究所得出的结论，摩擦副 宽度应比一般机械密封的宽，以获得 较高的使用寿命。动、静环的宽度相等，有利于 防止颗粒对密封端面的磨损，同时，有足够的面积，以避免大的失配。因此，能够适 应比一般机械密封端面大得多的径向和轴向跳动。
与一般机械密封不同，轴套与 密封环之间的间隙应较大，当有物料泄漏时，能及时排出，避免颗 粒的堆积和阻塞。密封腔 的设计必须有适当的空间，使密封 腔的物料能流动，不堆积沉淀，并易冷却和润滑密封。为了减 少泵内介质压力对密封端面比压的影响，采用平 衡型机械密封结构。
六、结束语
只有全 面正确分析渣浆泵用机械密封失效的各种原因，才能采 取相应准确的应对措施来保证机械密封的可靠性。选择正确的安装方式、合理的 密封材料以及符合实际工况的结构设计，严格遵 守机械密封的使用要求，是渣浆 泵机械密封可靠运行的保证。
机械密 封具有泄漏量小，能耗低，寿命长，使用范围广等优点，近年来 被广泛应用于泵类设备的轴封，随着机 械密封技术水平不断提高，可靠性也越来越高，提高了电力、冶金选 矿等用户使用机械密封的经验和信心，使其在 渣浆泵中的应用不断得到推广。
但由于 渣浆泵用机械密封结构较复杂，要求有 较高的加工精度与安装技术等，由于使用工况严酷，含有固体颗粒，腐蚀与磨蚀并存，因此机 械密封引起的渣浆泵设备故障率很高，机械密封一旦失效，会导致整机停止工作。所以全 面正确地分析机封失效原因，并及时采取 相应准 确预防和纠正措施排除故障，是渣浆 泵可靠运行的关键。
二、装配引起泄漏失效
机械密 封安装时极易出现问题，动、静环摩 擦副配合面在安装之前或安装过程中可能已经变形、擦伤或开裂，端面间 夹杂污物或杂质，弹簧弹 力不均造成端面不平等原因都会引起机封失效。
机械密 封安装调试好后，一般要进行静压试验，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动 环或静环密封圈存在问题;泄漏量较大时，则表明动、静环摩 擦副问存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄 漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏 量无明显变化则静、动环密封圈有问题;如盘车 时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题;如泄漏 介质沿轴向喷射，则动环 密封圈存在问题居多，泄漏介 质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为 静环密封圈失效。此外，泄漏通 道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，一定能正确判断。
机封装 配时应注意以下3个问题：
①弹簧压缩量适度。弹簧压缩量过大，可导致 摩擦副急剧磨损，瞬间烧损;过度压 缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效;弹簧压 缩量过度易导致疲劳损坏，使动环密封圈变形，影响密封效果。
②动环密封圈松紧适当。动环密封圈过紧，会加剧 密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏，也会增 大动环轴向调整、移动的阻力，在工况 变化频繁时无法适时进行调整。
③要避免 静环密封圈配合过紧。静环密 封罔基本处于静止状态，相对较 紧密封效果会好些，但过紧也是有害的，容易引 起静环密封因过度变形，影响密封效果;当静环 材质是碳化硅时，一般较脆，过度受 力极易引起碎裂;静环过紧会导致安装、拆卸困难，极易损坏静环。
三、试运转的泄漏失效
渣浆泵 用机械密封经过静压试验后，运转时 高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转 时机械密封泄漏在排除轴问及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩 擦副受破坏所致。
引起摩 擦副密封失效的因素主要有：
①操作中，因抽空、气蚀和 憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离。
②安装机 械密封时压缩量过大，导致摩 擦副端面严重磨损、擦伤。
③动环密封圈过紧，弹簧无 法调整动环的轴向浮动量。
④静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座。
⑤工作介 质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副，损伤动、静环密封端面。
⑥设计选型有误，密封端 面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。
上述现 象在试运转中经常出现，有时可 以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。
四、正常运 转中突然泄漏失效
渣浆泵 在运转中突然泄漏，少数是 因正常磨损或已达到使用寿命，而大多 数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的，主要原因有如下几点：
①抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏。
②对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质汽化，导致密封失效。
③密封冷却水中断。
④对较长时间停运，重新起 动时没有手动盘车，摩擦副 因粘连而扯坏密封面。
⑤介质中腐蚀性、聚合性 以及结胶性物质增多。
⑥环境温度急剧变化。
⑦工况频繁变化或调整。
⑧突然停 电或故障停机等。离心泵 在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会 酿成较大事故或损失，须予以 重视并采取有效措施。
渣浆泵 用机械密封通常需接人冷却水，泵使用前，必须先接通轴封水，停泵5min后，方可关闭，因为冷 却水中断而烧损机封的事故经常出现，用户需特别重视。
泵频繁 起动或突然断电引起管路中的浆液倒灌，泵腔内 压力急剧增大会导致机封动静环打开，从而使机封失效，因此要 求机械密封生产厂设计机封结构时，要充分考虑这些因素，避免由 此产生的停机故障。
对于泵较长时间停运，停运前 必须用清水清洗泵腔和机封，重新起 动时应手动盘车，确保摩擦副没有粘连。
五、磨损腐蚀失效
由于渣 浆泵输送浆液中磨蚀性颗粒介质的存在，采用一 般的机械密封常会构成如下5种危害：
①密封端面的加剧磨损。密封面 之间因颗粒泄漏进入端面，起着磨料作用，加速了密封面的磨损。渣浆泵机封
②介质侧颗粒堵塞。由于颗粒的堆积，架桥，阻碍了弹簧、销和辅 助密封圈的运动，从而导 致补偿环的追随性和浮动性下降。
③大气侧颗粒堵塞。
由于密封面内径和轴(或轴套)之间的间隙较小，泄漏的 固体颗粒不能及时排出，易堆积、阻塞，阻碍了 辅助密封圈的运动，从而导致密封失败。
④磨蚀。指密封 元件表面由于受到磨蚀性颗粒的作用而产生的局部咬蚀、撕裂，在有颗 粒介质的情况下，发生得更加严重。
⑤传动元件的磨损。由于传 动销这些元件处于颗粒介质中，运动时 由于颗粒的研磨作用加剧了元件本身的磨损。
在选型时，应使机 械密封产品尽量避免颗粒的作用，不致产生上述失效，机械密 封解决颗粒介质作用的问题有两大途径：一是对 机械密封设置一些附加的内部结构或采取辅助措施(如螺旋密封、封液、冲洗水、水箱或 油箱建立液障防止颗粒堆积等)，或者外部装置(如旋流固液分离器、磁滤器等)，尽量避免上述5种失效出现，使机械 密封处于良好的工作状态。
为了保 证摩擦副在颗粒介质中具有耐磨损和耐磨蚀的目的，摩擦副 材料的硬度必须高于磨粒的硬度。通常可 选用硬对硬组对，材质可 为碳化钨或碳化硅。
根据有关资料介绍，对在磨 蚀性颗粒介质中高硬度摩擦副磨损机理的研究所得出的结论，摩擦副 宽度应比一般机械密封的宽，以获得 较高的使用寿命。动、静环的宽度相等，有利于 防止颗粒对密封端面的磨损，同时，有足够的面积，以避免大的失配。因此，能够适 应比一般机械密封端面大得多的径向和轴向跳动。
与一般机械密封不同，轴套与 密封环之间的间隙应较大，当有物料泄漏时，能及时排出，避免颗 粒的堆积和阻塞。密封腔 的设计必须有适当的空间，使密封 腔的物料能流动，不堆积沉淀，并易冷却和润滑密封。为了减 少泵内介质压力对密封端面比压的影响，采用平 衡型机械密封结构。
六、结束语
只有全 面正确分析渣浆泵用机械密封失效的各种原因，才能采 取相应准确的应对措施来保证机械密封的可靠性。选择正确的安装方式、合理的 密封材料以及符合实际工况的结构设计，严格遵 守机械密封的使用要求，是渣浆 泵机械密封可靠运行的保证。
本文共分
1
页
