機(jī)械密封在多極離心泵中的使用及檢修1

技師鑒定論文工種：機(jī)修鉗工機(jī)械密封在增壓離心泵中的應(yīng)用姓名：辛南翔身份證號(hào)：工作單位：武鋼集團(tuán)昆鋼股份公司煉鋼廠工種：機(jī)修鉗工等級(jí)：技師準(zhǔn)考證號(hào)：培訓(xùn)單位：鑒定單位：日期：201機(jī)械密封在離心泵中的使用及檢修辛南翔武鋼集團(tuán)昆鋼股份煉鋼廠郵政編碼：650302摘要：隨著工業(yè)企業(yè)流程化、自動(dòng)化水平的不斷提高，設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性顯得尤為重要。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的泄漏已成為評(píng)定設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)管理的重要指標(biāo)之一，因此密封性能就是評(píng)定設(shè)備管理的一個(gè)重要方面。因機(jī)械密封在現(xiàn)場(chǎng)以其性能可靠、泄漏量少、使用壽命長(zhǎng)、功耗低，而廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工企業(yè)離心泵中。結(jié)合機(jī)械密封在離心泵使用特點(diǎn)，總結(jié)出現(xiàn)場(chǎng)使用的一些經(jīng)驗(yàn)，以便于治理泄漏。關(guān)鍵詞：機(jī)械密封密封性能原因分析維護(hù)檢修前言：密封件是個(gè)很小的東西，是指絕大多數(shù)工廠的采購(gòu)和所占的經(jīng)費(fèi)比例來看，但是密封雖小，卻是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行非常重要的部件，就像我們廠的增壓離心泵是單級(jí)單吸立式管道離心泵,主要用于設(shè)備冷卻水系統(tǒng)總管道增壓,確保設(shè)備冷卻水壓力的需要.在使用過程中主要就是泄漏問題一直難以解決,更換一次,使用壽命最多一個(gè)月就開始噴射泄漏.因此,機(jī)械密封在離心泵中的使用及檢修就很重要.1.現(xiàn)用密封存在問題簡(jiǎn)介：我廠更換使用過的三種類型的密封件1.1問題一首先選用普通密封，該密封泄漏量不好控制，主要表現(xiàn)在設(shè)備對(duì)主要密封面的粗糙度和平直度如果達(dá)不到很高的要求〔圖一〕，如下圖普通的密封由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐磨性不好，往往泄漏量會(huì)隨著設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)逐步加大，如果生產(chǎn)任務(wù)緊，不能及時(shí)停機(jī)檢修，會(huì)造成嚴(yán)重的泄漏影響生產(chǎn)。圖1：丁晴橡膠骨架油封1.2問題二改用GVA型密封使用周期短，一般的V型密封是密封端面直接和設(shè)備接觸〔圖二〕，如圖二所示在正常的工作條件下，由于高溫、高壓、及介質(zhì)對(duì)密封端面的腐蝕，密封端面的損壞會(huì)很快，一般周期最長(zhǎng)就是幾個(gè)月，都因泄漏，無法再運(yùn)行。經(jīng)常更換不僅增加備件本錢，更損耗了大量的人力物力，降低了生產(chǎn)效率。22b圖2：水封GVA示意圖1.3問題三再改夾布密封具有使用的不穩(wěn)定性，尤其在使用過程中，如果安裝不到位或者設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性不好，夾布密封由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在安裝空間內(nèi)不能做到絕對(duì)的固定〔圖3〕，密封如圖3所示往往使用一段時(shí)間就要進(jìn)行調(diào)整，最明顯的就是根部密封，設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后就要對(duì)端蓋進(jìn)行調(diào)整壓緊，很影響工作效率。圖3：夾布密封示意圖1.4問題四由于設(shè)備介質(zhì)比擬復(fù)雜，現(xiàn)在一般密封往往是由丁晴橡膠、氟橡膠、聚氨脂、硅橡膠等制作，由于材料性能，化學(xué)性質(zhì)和制作工藝等原因，這幾種材料的研制還沒有到達(dá)最高的水平，最明顯的表現(xiàn)就是沒有一種材料能全面的抵抗復(fù)雜介質(zhì)，比方最常見的丁晴橡膠對(duì)石油基液壓油相容較好，，作為密封材料有較好的穩(wěn)定性，但是它的工作溫度只能在-30℃——+100在不同材料密封的選用上還帶來一個(gè)問題，我們的工人在安裝密封的過程中，往往會(huì)養(yǎng)成習(xí)慣，因?yàn)樗煜っ芊獾拿芊饷娴挠捕鹊忍匦?，在安裝中是用什么工具，用多大的力度都是墨守成規(guī)的，但是突然更改一種材料，往往會(huì)損壞密封造成財(cái)產(chǎn)損失和影響生產(chǎn)。2.采取的措施我們廠為了按時(shí)高效的保生產(chǎn)，完成規(guī)定的生產(chǎn)任務(wù)量，對(duì)設(shè)備的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了細(xì)致的分析和研討，發(fā)現(xiàn)用在生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的密封雖然是小東西不起眼，但是卻起著非常重要的作用，我經(jīng)過認(rèn)真研究，只有使密封經(jīng)久耐用對(duì)設(shè)備起一個(gè)完好的保護(hù)，我們的生產(chǎn)才會(huì)不脫節(jié)，生產(chǎn)安排才不會(huì)打亂，現(xiàn)在隨著技術(shù)的進(jìn)步，密封的設(shè)計(jì)和材料也有了很大的提高，應(yīng)對(duì)綜合介質(zhì)和復(fù)雜工況的能力也得到了加強(qiáng)，機(jī)械密封就是一個(gè)適合我們離心泵密封的一個(gè)好產(chǎn)品，下面我來介紹一下機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作原理等各方面及我們應(yīng)對(duì)泄漏采取的措施。2.1機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了適應(yīng)不同工作條件的需要，機(jī)械密封有多種不同的型式。1、按密封端面的對(duì)數(shù)，分為單端面〔圖4〕、雙端面〔圖5〕等機(jī)械密封。單端面——在密封裝置中只有一對(duì)密封端面。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是常用的機(jī)械密封型式。圖4：?jiǎn)味嗣鏅C(jī)械密封及安裝圖雙端面——在密封裝置中具有兩對(duì)密封端面。它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于強(qiáng)腐蝕、易燃易爆、有毒有害介質(zhì)以及真空的場(chǎng)合。圖5：雙端面機(jī)械密封及安裝圖2、按密封流體作用在密封端面上的壓力是卸荷或不卸荷，可分為平衡式和非平衡式機(jī)械密封。平衡式——密封流體作用在密封端面上壓力局部卸荷或全部卸荷。非平衡式——密封流體作用在密封端面上的壓力不卸荷。平衡式適用于中、高壓條件的機(jī)械密封；非平衡式適用于低壓條件的機(jī)械密封。3、按彈簧是否置于密封流體之內(nèi)，分為彈簧內(nèi)置式和彈簧外置式機(jī)械密封。彈簧內(nèi)置式——彈簧置于密封流體之內(nèi)。彈簧外置式——彈簧置于密封流體之外。彈簧內(nèi)置式的密封端面受力狀態(tài)好，泄漏量小，冷卻與潤(rùn)滑好。所以，除了帶腐蝕性的介質(zhì)外，應(yīng)盡可能采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)。4、按補(bǔ)償結(jié)構(gòu)中的彈簧個(gè)數(shù)，分為單彈簧式和多彈簧式的機(jī)械密封。單彈簧式——在補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中只有一個(gè)彈簧。它用于負(fù)荷較輕、軸徑較小的場(chǎng)合。多彈簧式——在補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中有多個(gè)彈簧。用于較大軸徑。密封端面上彈簧力分布較均勻，但彈簧絲直徑小，腐蝕對(duì)彈簧影響較大。5、按補(bǔ)償機(jī)構(gòu)是否隨軸旋轉(zhuǎn)，分為旋轉(zhuǎn)式和靜止式機(jī)械密封。旋轉(zhuǎn)式——補(bǔ)償環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)。靜止式——補(bǔ)償環(huán)不隨軸旋轉(zhuǎn)。2.2、機(jī)械密封結(jié)構(gòu)型式的選擇腐蝕性較弱的介質(zhì)，通常選用內(nèi)置式機(jī)械密封，其端面受力狀態(tài)和介質(zhì)泄漏方向都比外置式合理。對(duì)于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，由于彈簧選材較困難，可選用外置式或聚四氟乙烯波紋管式機(jī)械密封，但一般只適用p≤0.2～0.3MPa的范圍內(nèi)。易結(jié)晶、易凝固和高粘度的介質(zhì)，應(yīng)采用大彈簧旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。因?yàn)樾椈扇菀妆还腆w物堵塞，高粘度介質(zhì)會(huì)使小彈簧軸向補(bǔ)償移動(dòng)受阻。根據(jù)工作參數(shù)p、v、t選型這里p是指密封腔處的介質(zhì)壓力，根據(jù)p值的大小可以初步確定是否選擇平衡式的結(jié)構(gòu)以及平衡程度。對(duì)于介質(zhì)粘度高、潤(rùn)滑性好的，p≤0.8MPa，或低粘度、潤(rùn)滑性較差的介質(zhì)，p≤0.5MPa時(shí)，通常選用非平衡式結(jié)構(gòu)。p值超過上述范圍時(shí)，應(yīng)考慮選用平衡式結(jié)構(gòu)。當(dāng)p＞15MPa時(shí)，一般單端面平衡式結(jié)構(gòu)很難到達(dá)密封要求，此時(shí)可選用串聯(lián)式多端面密封。由于泵內(nèi)流體和泵外大氣間存在著壓差，為了防止?jié){體外泄，因此泵在運(yùn)行時(shí)需設(shè)密封裝置，稱其為軸封。常用的軸封種類有：填料密封、機(jī)械密封、動(dòng)力密封以及浮動(dòng)密封等形式。從目前各行業(yè)用泵情況看，機(jī)械密封已經(jīng)成為各行業(yè)通用的密封形式，并且該密封形式運(yùn)行平穩(wěn)，可靠，給各行業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。2.3機(jī)械密封的根本原理、工作原理及結(jié)構(gòu)機(jī)械密封是由兩塊密封元件〔靜環(huán)和動(dòng)環(huán)〕垂直于軸的光滑而平直的外表相互貼合，并做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成的密封裝置，如圖6所示。它是靠彈性構(gòu)件〔如彈簧〕和密封介質(zhì)的壓力在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸面〔端面〕上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力，使這兩個(gè)端面緊密貼合。原理：通過動(dòng)環(huán)和靜環(huán)密切配合，并作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行密封．工作時(shí)動(dòng)環(huán)受液體壓力和彈力作用，沿著軸向移動(dòng)，緊貼在靜環(huán)端面上，并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)密封面上形成一層液膜，起到密封作用。結(jié)構(gòu)：機(jī)械密封是靠相對(duì)滑動(dòng)的端面，在流體壓力和彈力作用下，保持接合并配以輔助密封而到達(dá)阻漏的軸封裝置。從圖中可知，流體可能泄漏的途徑有4種，A流道：靜環(huán)與壓蓋；B流道：壓蓋于殼體，二者均屬靜密封；C流道：動(dòng)環(huán)與軸。靜密封元件最常殼體用的有橡膠0形圈；D流道：動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的端面彼相對(duì)滑動(dòng)的動(dòng)密封。根據(jù)其工作原理可知：為了使密封端面間保持必要的液膜厚度，必須保證兩端面的光潔。圖6：多極離心泵中使用的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)示意圖2.4．具體的措施根據(jù)機(jī)械密封特點(diǎn)對(duì)泄漏原因分析及加強(qiáng)檢修水平1.防止靜泄漏。當(dāng)更換新機(jī)封后，進(jìn)行靜壓試驗(yàn)，如泄漏量少于10滴／分，那么可認(rèn)為在正常范圍內(nèi)；如泄漏量較大，且向四周噴射，那么說明動(dòng)、靜環(huán)密封圈安裝存在問題，需重新調(diào)配。2.防止運(yùn)轉(zhuǎn)過程中泄漏。排除靜密封點(diǎn)泄漏外，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中泄漏主要是由于動(dòng)環(huán)、靜環(huán)液膜受破壞所致，引起密封失效的原因主要有：.1泵體內(nèi)抽空造成，泵體內(nèi)無液體，使動(dòng)、靜環(huán)面無法形成完整的液膜；.2安裝過程中動(dòng)環(huán)面壓縮量過大，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，短時(shí)間內(nèi)動(dòng)環(huán)、靜環(huán)兩端面嚴(yán)重磨損、擦傷，無法形成密封液膜；.3動(dòng)環(huán)密封圈制造安裝過緊，軸向力無法調(diào)整動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量，動(dòng)、靜環(huán)之間液膜厚度不隨泵的工況發(fā)生變化，造成液膜不穩(wěn)定；.4工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)入動(dòng)環(huán)、靜環(huán)端面，損傷動(dòng)、靜環(huán)密封端面，無法形成穩(wěn)定液膜；.5顆粒狀物質(zhì)中進(jìn)入環(huán)彈簧元件(或波紋管)時(shí)，造成動(dòng)環(huán)無法調(diào)整軸向浮動(dòng)量，造成動(dòng)、靜環(huán)端面間隙過大，無法形成穩(wěn)定液膜。在現(xiàn)場(chǎng)中出現(xiàn)上述問題時(shí)，大多需要重新拆裝機(jī)械密封，有時(shí)需要更換機(jī)械密封，有時(shí)僅需清洗機(jī)械密封。3.正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已到達(dá)使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大引起的。.1抽空導(dǎo)致密封破壞；.2高溫加劇泵體內(nèi)油氣體別離，導(dǎo)致密封失效。2.5、機(jī)械密封使用、維護(hù)、檢修中應(yīng)注意的幾項(xiàng)問題1、液膜形成輸送原油過程中，原油的粘度大、潤(rùn)滑性好，可提高動(dòng)、靜環(huán)兩端面的液膜形成的穩(wěn)定性；但是純水那么降低了兩端面的液膜形成的穩(wěn)定性，易發(fā)生泄露。在條件許可時(shí)，增加機(jī)械密封的潤(rùn)滑，提高防泄漏效果，延長(zhǎng)機(jī)械密封使用壽命。2、冷卻機(jī)械密封依靠動(dòng)、靜端面形成液膜形成密封，因而切忌端面干磨，否那么兩端面間的液膜就會(huì)汽化。使摩擦產(chǎn)的在量熱無法散失，造成動(dòng)、靜環(huán)破裂。因此機(jī)械密封在使用中應(yīng)絕對(duì)保證沖洗冷卻液的供給及暢通。如依靠輸送介質(zhì)降低機(jī)械密封的溫度時(shí)，應(yīng)保證輸送介質(zhì)的充足。3、合理使用機(jī)械密封機(jī)械密封經(jīng)過一段時(shí)間使用后，靜泄漏量增大，為減少靜泄漏量，操作人員有時(shí)會(huì)人為排空泵內(nèi)液體，造成短時(shí)間內(nèi)動(dòng)環(huán)、靜環(huán)干磨，違反機(jī)械密封使用規(guī)程，因而大大降低機(jī)械密封的使用壽命。4、機(jī)械密封的更換當(dāng)機(jī)械密封泄露，很大程度上是由于泵體的內(nèi)部的間隙、工況發(fā)生變化，而密封本身并沒有損壞，因此在實(shí)際中需要分析，是機(jī)械密封損壞，還是泵的工況發(fā)生變化，例如：當(dāng)泵平衡盤嚴(yán)重磨損時(shí)，會(huì)造成多極離心泵一端機(jī)械密封急劇泄漏輸送介質(zhì)，而密封完好，只需要對(duì)舊密件進(jìn)行清洗，重新安裝使用即可。但當(dāng)舊機(jī)械密封損壞時(shí)，選用新密封的材質(zhì)、端面光潔度不達(dá)標(biāo)時(shí)，使用效果會(huì)差于舊密封的使用效果。因此在現(xiàn)場(chǎng)安裝使用機(jī)械密封的過程中，不僅要了解機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)、工作原理，更多的需要分析了解現(xiàn)場(chǎng)情況，以便于更好的解決現(xiàn)場(chǎng)問題。3、應(yīng)用效果通過對(duì)機(jī)械密封的選型使用，表達(dá)了很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并且節(jié)省了人力物力，具體表達(dá)在以下幾個(gè)方面：1、泄漏量可以限制到很少，只要主密封面外表粗糙度和平直度能到達(dá)要求，只要材料耐磨性好，機(jī)械密封可以到達(dá)很少的泄漏量，甚至是肉眼看不到的泄露。2、使用周期長(zhǎng)，在機(jī)械密封中，主要磨損局部是密封摩擦副端面，因密封端面的磨損量在正常工作條件下不大，一般可以使用1-2年，這樣就防止了頻繁的采購(gòu)密封和經(jīng)常地更換，節(jié)省了本錢。3、運(yùn)轉(zhuǎn)中不用調(diào)整，由于機(jī)械密封靠彈簧力和流體壓力使摩擦副端面貼合，在運(yùn)轉(zhuǎn)工程中自動(dòng)保持接觸，