密封技术在水泵维修中的应用
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[摘 要]水泵机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有五处：轴套与轴间的密封；动环与轴套间的密封；动、静环间密封；对静环与静环座间的密封；密封端盖与泵体间的密封。一般来说，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决。其余的泄漏直观上很难辨别和判断，须在长期管理、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、分析、研判，才能得出正确结论。笔者根据多年工作经验，简要谈谈密封技术在水泵维修中的应用。
[关键词]密封技术；水泵；维修
中图分类号：TG903 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0061-01
一、机械泄漏原因分析的原则
对于每一套机械密封，无论因何失效，都应进行详细的分析研究，并做好有关的数据记录。当密封件损坏后，不能仅局限于从被损件本身查找失效原因，而应将拆卸下来的机械密封妥善地收集起来，并清洗干净，按照静止和转动两大部分分别放置。一般检查的顺序是：首先，分析受损伤的密封件对密封性能的影响，然后依次对密封环、传动件、弹性元件、辅助密封圈、紧固螺钉等的磨损痕迹进行仔细检查。对于附属件，如压盖、轴套、密封腔体以及密封系统等也应进行全面的检查。此外，还要了解泵的运行环境和工作条件，以及以往密封失效的相关记录。在此基础上进行综合分析，就可快速找出导致密封失效的根本原因。
二、机械密封的结构组成及工作原理
机械密封亦称端面密封，其至少有一对垂直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械外弹力（磁力）的作用下，加之辅助橡胶或氟塑料密封的配合，与另一端面保持紧密贴合并相对滑动，从而构成有效防止工作介质泄漏的密封结构。由于两个密封端面的紧密贴合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，造成阻力，阻止介质泄漏，又使端面得以，由此获得长期的密封效果。机械密封与软填料密封相比具有：密封可靠、使用寿命长、摩擦功率消耗小、维修周期长、抗振性好等优点。但机械密封存在结构较复杂，零部件加工制造要求高，安装与更换比较麻烦，要求操作员工有一定的技术水平，特别是当机械密封在运行中出现偶发故障时，处理比较困难。当前常见的机械密封主要由静止环、旋转环、弹性元件、紧定螺钉、辅助密封件、压盖等零配件组成。根据泵用机械密封国家标准（GB6556―86）规定，常用的有两种型式，分别是单端面机械密封和双端面机械密封，对于在机械密封中起关键作用的旋转环和静止环，由于它们是机械密封中最主要的零配件，其性能好坏直接关系到密封效果和寿命，因此，对密封环的材料、结构、形状、尺寸以及表面加工质量等都有较高的要求。
三、泄漏原因分析及判断
1.安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，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、静环摩擦副间存在问题。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。
2.试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，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间及端盖密封失效后，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、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）对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，运转中进人摩擦副，探伤动、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。
3.正常运转中突然泄漏。离心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。（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，引起介质气化，导致密封失效；（3）回流量偏大，导致吸入。（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、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。
4.周期性渗漏。周期性泄露有一下及格原因：（1）泵转子轴向窜动量大，辅助密封与轴的过盈量大，动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转，动、静环磨损后，得不到补偿位移。（2）密封面油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。（3）转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡，汽蚀或轴承损坏（磨损），这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。
5.因其他问题引起的机械密封渗漏。机械密封中还存在设计、选择、安装等不够合理的地方。（1）弹簧压缩量一定要按规定进行，不允许有过大或过小的现象，误差±2mm，压缩量过大增加端面比压，摩擦热量过多，造成密封面热变形和加速端面磨损，压缩量过小动静环端面比压不足，则不能密封。（2）安装动环密封圈的轴（或轴套）端面及安装静环密封圈的密封压盖（或壳体）的端面应倒角并修光，以免装配时碰伤动静环密封圈。（3）水泵壳体变形对机械密封影响严重。
机械密封本身是一种要求较高的精密部件，对设计、机械加工、装配质量都有很高的要求。在使用机械密封时，应分析使用机械密封的各种因素，使机械密封适用于各种泵的技术要求和使用介质要求且有充分的条件，这样才能保证密封长期可靠地运转。因此，检修装配人员在安装使用机械密封时，应分析使用机械密封的各种因素，使机械密封适用于泵的技术要求，具备充分的条件，这样才能保证密封长期可靠地运转。机械密封的泄漏处理，须在长期巡检、维修实践基础上，对泄漏症状进行观察、分析、判断，才能得出正确结论。
参考文献
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