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摘要:由于治金、石油、化工企业现场条件复杂,多级离心泵会较多的使用性能可靠、泄露量少、能量低和使用寿命长的机械密封结构。因为结合现场复杂的条件,多级离心泵使用机械密封这种类型更加便于泄漏的治理。
关键词:离心泵;密封;特点
设备稳定性与可靠性由于企业工业流程化和自动化的水平要求不断提高而变的极为重要。现场管理中重要指标极为重要,现场设备的泄漏也成为其中之一,密封性能也变得格外重要。由于治金、石油、化工企业现场条件复杂,多级离心泵会较多的使用性能可靠、泄露量少、能量低和使用寿命长的机械密封结构。
1.机械密封的结构特点
机械密封的型式是为了适用不同的工作条件,拥有多种形式。
(1)机械密封可以分为两种,一种单端面,另外一种是双端面,这种分类是根据密封端面的对数来分的。单端面跟双端面都是在密封装置上,只有一对密封端面的是单端面,双端面有两对密封端面,单端面结构简单不适用于强腐蚀、易燃爆、有毒有害介质和真空的场所,但是适用于结构复杂的双端面。
(2)机械密封可以分为两种,一种是平衡式,另一种是非平衡式,这种分类是根据密封的流体在密封的端面上乘作用的.压力来分的。平衡式与非平衡式都是作用于密封流体作用在密封端面上的压力,前者是部分卸荷或全部卸荷,后者是不卸荷。适用于中、高压条件的机械密封是前者,低压条件的机械密封适用于后者。
(3)机械密封可分为两种,一种是弹簧内置式密封,另外一种是弹簧外置式机械密封,这是根据弹簧是否在密封流体内来分的。弹簧内置式和弹簧外置式只是弹簧在密封流体的位置不同,前者弹簧再密封流体内,后者弹簧在密封流体外。
(4)机械密封也可分为两种,一种是单弹簧式,例外一种是多弹簧式,这是按照补偿机构中弹簧个数来分的。
(5)机械密封也可分为两种,一种是旋转式,另外一种是静止式,这是按照补偿机构是否随转轴旋转分的。旋转式跟静止式的都是作用于补偿环上,前者在补偿环随轴旋转,后者不随轴旋转。
2.机械密封的基本原理
机械密封可以分为两块元件,一块是静环,另外一块是动环,是由这两块元件组成,二者垂直于轴的光滑平直表面,相互配合时作相对转动,形成机械密封装置。它主要依靠弹性构件的压力来保持相对密封,如弹簧和密封介质产生压力,压力作用在旋转的动环和静环的接触面端面上,进而产生适当的压紧力,从而使得这两个端面紧密贴合,完成密封的效果。
(1)机械密封工作原理及结构
机械密封的工作原理是通过动环和静环密切配合,同时两者作相对转动,在进行密封工作时,动环受液体压力和弹力作用沿着轴向移动,同时动环紧贴在静环端面上并作相对运动,在运动过程中其与静环密封面上形成一层液膜,而液膜所起到的作用就是密封。结构式机械密封是一种轴封装置,主要依靠相对滑动的两端面在流体压力和弹性的作用下保持接合,然后配合辅助密封达到防泄漏的目的。静密封元件大多数的壳体用的都是橡胶0形圈和D流道,而其密封则是动密封,其中的动环与静环的端面彼此相对滑动,进而产生密封效果。
3.泄漏原因分析及检修
(1)静泄漏 静压实验是更换新机封后必须的步骤。判断标准有两种,一种是其静泄漏在正常范围之内,情况是是新机封的泄漏量要少于10滴分;另一种是动环、静环的密封圈的安装出现了问题,一般具体的情况是其泄漏量较大且向四周喷射,这时我们就需要对密封进行重新调配。
(2)运转过程中泄漏 这种情况的前提是其静密封点无泄漏。在运转过程中发生泄漏,主要是因为破坏了动环、静环之间的液膜,从而导致了其密封的失效。实际上引起密封失效的原因有多种,需要我们进行合理的分析 ①泵体内抽空了液体,而动、静环之间因为没有足够的液体,无法形成完整的液膜,导致了密封的失效。 ②在安装的过程中,由于无法有效的控制动环面的压缩量,会出现动环面的压缩量过大,而这会导致在运转过程中,动环、静环两端面发生严重的磨损、擦伤,液膜就会被破坏,造成其密封失效。 ③若动环密封圈的制造安装时过紧,就会导致动环的轴向浮动量不受控制。结果就是动、静环之间液膜的厚度不再随泵的工况发生相应的变化,其密封就会逐渐失效。 ④工作介质中混杂了颗粒状物质,在运转时颗粒就可以进入动环、静环端面,这会损伤端面,使得端面无法形成稳定液膜,造成密封失效。 ⑤当颗粒状物质进入泵的波纹管或环弹簧元件时,会影响两者的正常运转,将使得动环无法再调节轴向浮动量,就会造成动、静环两端面的间隙过大,造成密封失效。 在工作中出现上述问题,表明离心泵的情况已经较为严重,大多数时候都需要拆装,以便检修机械密封。
(3)正常运转中发生突然泄漏 离心泵在运转中突然泄漏有两种可能,一种是因为零件的正常磨损或已达到使用寿命导致的,不过情况较少;另一种是由于工况变化较大引起的,而这才是大多数事故的原因。而工况变化较多的又有以下两种可能 ①高温使泵体中的油气体分离导致其密封失效 ②由于泵体内液体抽空导致其密封失效。
4.机械密封在使用、维护、检修中应注意的几项问题
(1)液膜形成 原油具有黏度大、润滑性好的特点,在密封中,其形成的液膜稳定性也较好。不过纯水可以降低原油的润滑性和黏度,进而降低了两端面液膜形成的稳定性,易导致液膜发生破裂,造成泄漏。因此在条件允许时,我们可以以增加机械密封的润滑性来提高密封的防泄漏效果,从而延长其使用寿命,提高经济效益。
(2)冷却 在对泵进行冷却时,会出现一种情况既端面干磨,这是两端面发生直接接触并相对运动产生摩擦,继而产生大量的热量,会使两端面之间的液膜发生气化,同时大量的热量无法散失就会造成动、静环热膨胀破裂,因此切忌端面干磨的情况。为了避免这种情况,机械密封在使用过程中要绝对保证冲洗冷却液的供应及时以及畅通无阻。
(3)合理使用机械密封 一般情况下,机械密封在经过一段时间的使用之后,其静泄漏量就会不可避免的增大。为了降低其静泄漏量,部分操作人员会人为的排空泵内液体,以便对机械密封进行维护。不过这会使动环、静环在短时间内干磨,大大降低了机械密封的使用寿命,需要引以为戒。
(4)机械密封的更换 当机械密封泄漏时,是有多种原因的,一般来说很大一部分是由于泵体的内部间隙或是泵内部工况发生一定的变化所引起的,不过机械密封的本身并没有发生损毁。所以需要判断事故发生的原因是内部的工况问题还是机械密封的问题。例如当泵的平衡盘发生严重的磨损时,就会导致多极离心泵一端机械密封发生急剧泄漏,这时就需要更换密封;而当输送介质且密封完好时,只需要清洗旧的密封元件,再重新安装即可使用。不过在更换新密封时,需要注意当选用的新密封的材质、端面的光洁度不达标时,新密封的使用效果往往都会比旧密封的使用效果差。因此在现场安装、使用机械密封的过程中,我们不仅要了解机械密封的结构、工作原理,更需要分析和了解现场的情况,以便于更好的发现并解决出现的问题。
参考文献
[1]赵静一,姚成玉.我国液压可靠性技术概述[J].液壓与气动,2013,10:1-7.
[2]晁智强,宁初明,韩寿松,刘相波,朱奇龙.液压系统动态特性研究方法分析[J].液压气动与密封,2014,04:21-23.
[3]周三爱.水泵机械密封的失效与处理[J].砖瓦世界。2020(02)
[4]蒋震西.机械密封在水泵维修中的应用[J].设备管理与维修.2010(08)
作者简介:刘超(1990—)男,汉族,安徽淮南人,硕士学历,宿州学院助教,研究方向:化工过程机械
关键词:离心泵;密封;特点
设备稳定性与可靠性由于企业工业流程化和自动化的水平要求不断提高而变的极为重要。现场管理中重要指标极为重要,现场设备的泄漏也成为其中之一,密封性能也变得格外重要。由于治金、石油、化工企业现场条件复杂,多级离心泵会较多的使用性能可靠、泄露量少、能量低和使用寿命长的机械密封结构。
1.机械密封的结构特点
机械密封的型式是为了适用不同的工作条件,拥有多种形式。
(1)机械密封可以分为两种,一种单端面,另外一种是双端面,这种分类是根据密封端面的对数来分的。单端面跟双端面都是在密封装置上,只有一对密封端面的是单端面,双端面有两对密封端面,单端面结构简单不适用于强腐蚀、易燃爆、有毒有害介质和真空的场所,但是适用于结构复杂的双端面。
(2)机械密封可以分为两种,一种是平衡式,另一种是非平衡式,这种分类是根据密封的流体在密封的端面上乘作用的.压力来分的。平衡式与非平衡式都是作用于密封流体作用在密封端面上的压力,前者是部分卸荷或全部卸荷,后者是不卸荷。适用于中、高压条件的机械密封是前者,低压条件的机械密封适用于后者。
(3)机械密封可分为两种,一种是弹簧内置式密封,另外一种是弹簧外置式机械密封,这是根据弹簧是否在密封流体内来分的。弹簧内置式和弹簧外置式只是弹簧在密封流体的位置不同,前者弹簧再密封流体内,后者弹簧在密封流体外。
(4)机械密封也可分为两种,一种是单弹簧式,例外一种是多弹簧式,这是按照补偿机构中弹簧个数来分的。
(5)机械密封也可分为两种,一种是旋转式,另外一种是静止式,这是按照补偿机构是否随转轴旋转分的。旋转式跟静止式的都是作用于补偿环上,前者在补偿环随轴旋转,后者不随轴旋转。
2.机械密封的基本原理
机械密封可以分为两块元件,一块是静环,另外一块是动环,是由这两块元件组成,二者垂直于轴的光滑平直表面,相互配合时作相对转动,形成机械密封装置。它主要依靠弹性构件的压力来保持相对密封,如弹簧和密封介质产生压力,压力作用在旋转的动环和静环的接触面端面上,进而产生适当的压紧力,从而使得这两个端面紧密贴合,完成密封的效果。
(1)机械密封工作原理及结构
机械密封的工作原理是通过动环和静环密切配合,同时两者作相对转动,在进行密封工作时,动环受液体压力和弹力作用沿着轴向移动,同时动环紧贴在静环端面上并作相对运动,在运动过程中其与静环密封面上形成一层液膜,而液膜所起到的作用就是密封。结构式机械密封是一种轴封装置,主要依靠相对滑动的两端面在流体压力和弹性的作用下保持接合,然后配合辅助密封达到防泄漏的目的。静密封元件大多数的壳体用的都是橡胶0形圈和D流道,而其密封则是动密封,其中的动环与静环的端面彼此相对滑动,进而产生密封效果。
3.泄漏原因分析及检修
(1)静泄漏 静压实验是更换新机封后必须的步骤。判断标准有两种,一种是其静泄漏在正常范围之内,情况是是新机封的泄漏量要少于10滴分;另一种是动环、静环的密封圈的安装出现了问题,一般具体的情况是其泄漏量较大且向四周喷射,这时我们就需要对密封进行重新调配。
(2)运转过程中泄漏 这种情况的前提是其静密封点无泄漏。在运转过程中发生泄漏,主要是因为破坏了动环、静环之间的液膜,从而导致了其密封的失效。实际上引起密封失效的原因有多种,需要我们进行合理的分析 ①泵体内抽空了液体,而动、静环之间因为没有足够的液体,无法形成完整的液膜,导致了密封的失效。 ②在安装的过程中,由于无法有效的控制动环面的压缩量,会出现动环面的压缩量过大,而这会导致在运转过程中,动环、静环两端面发生严重的磨损、擦伤,液膜就会被破坏,造成其密封失效。 ③若动环密封圈的制造安装时过紧,就会导致动环的轴向浮动量不受控制。结果就是动、静环之间液膜的厚度不再随泵的工况发生相应的变化,其密封就会逐渐失效。 ④工作介质中混杂了颗粒状物质,在运转时颗粒就可以进入动环、静环端面,这会损伤端面,使得端面无法形成稳定液膜,造成密封失效。 ⑤当颗粒状物质进入泵的波纹管或环弹簧元件时,会影响两者的正常运转,将使得动环无法再调节轴向浮动量,就会造成动、静环两端面的间隙过大,造成密封失效。 在工作中出现上述问题,表明离心泵的情况已经较为严重,大多数时候都需要拆装,以便检修机械密封。
(3)正常运转中发生突然泄漏 离心泵在运转中突然泄漏有两种可能,一种是因为零件的正常磨损或已达到使用寿命导致的,不过情况较少;另一种是由于工况变化较大引起的,而这才是大多数事故的原因。而工况变化较多的又有以下两种可能 ①高温使泵体中的油气体分离导致其密封失效 ②由于泵体内液体抽空导致其密封失效。
4.机械密封在使用、维护、检修中应注意的几项问题
(1)液膜形成 原油具有黏度大、润滑性好的特点,在密封中,其形成的液膜稳定性也较好。不过纯水可以降低原油的润滑性和黏度,进而降低了两端面液膜形成的稳定性,易导致液膜发生破裂,造成泄漏。因此在条件允许时,我们可以以增加机械密封的润滑性来提高密封的防泄漏效果,从而延长其使用寿命,提高经济效益。
(2)冷却 在对泵进行冷却时,会出现一种情况既端面干磨,这是两端面发生直接接触并相对运动产生摩擦,继而产生大量的热量,会使两端面之间的液膜发生气化,同时大量的热量无法散失就会造成动、静环热膨胀破裂,因此切忌端面干磨的情况。为了避免这种情况,机械密封在使用过程中要绝对保证冲洗冷却液的供应及时以及畅通无阻。
(3)合理使用机械密封 一般情况下,机械密封在经过一段时间的使用之后,其静泄漏量就会不可避免的增大。为了降低其静泄漏量,部分操作人员会人为的排空泵内液体,以便对机械密封进行维护。不过这会使动环、静环在短时间内干磨,大大降低了机械密封的使用寿命,需要引以为戒。
(4)机械密封的更换 当机械密封泄漏时,是有多种原因的,一般来说很大一部分是由于泵体的内部间隙或是泵内部工况发生一定的变化所引起的,不过机械密封的本身并没有发生损毁。所以需要判断事故发生的原因是内部的工况问题还是机械密封的问题。例如当泵的平衡盘发生严重的磨损时,就会导致多极离心泵一端机械密封发生急剧泄漏,这时就需要更换密封;而当输送介质且密封完好时,只需要清洗旧的密封元件,再重新安装即可使用。不过在更换新密封时,需要注意当选用的新密封的材质、端面的光洁度不达标时,新密封的使用效果往往都会比旧密封的使用效果差。因此在现场安装、使用机械密封的过程中,我们不仅要了解机械密封的结构、工作原理,更需要分析和了解现场的情况,以便于更好的发现并解决出现的问题。
参考文献
[1]赵静一,姚成玉.我国液压可靠性技术概述[J].液壓与气动,2013,10:1-7.
[2]晁智强,宁初明,韩寿松,刘相波,朱奇龙.液压系统动态特性研究方法分析[J].液压气动与密封,2014,04:21-23.
[3]周三爱.水泵机械密封的失效与处理[J].砖瓦世界。2020(02)
[4]蒋震西.机械密封在水泵维修中的应用[J].设备管理与维修.2010(08)
作者简介:刘超(1990—)男,汉族,安徽淮南人,硕士学历,宿州学院助教,研究方向:化工过程机械