據我國石油化工行業計算,80%以上的離心泵選用的密封方式為機械密封。因為工況條件的不同,離心泵在運送物料過程中,經常呈現機械密封處物料的走漏,給環境構成污染,并構成動力的糟蹋。
機械密封是離心泵的主要易損件之一,因此泵的毛病多數是由密封失效所導致的。據計算,機械密封失效導致泵的毛病占設備毛病率的50%以上,所以有必要對離心泵的機械密封走漏進行剖析改進,以降低泵的毛病率。
一、離心泵作業原理及機械密封設備的效果
離心泵經過電機、聯軸器,使其葉輪高速旋轉,在葉片之間的液體遭到葉片的推動,在離心力的效果下,不斷地從中心被甩向四周,當泵內液體從葉輪中心被拋向邊際時,中心處構成了低壓區,因為進泵前的液體壓強大于泵吸進口處的壓強,在壓強差的效果下,液體便經吸入管接連地吸入泵內,以補充被排出液體的方位,只需葉輪不停地旋轉,液體便不斷地吸入和排出。
泵軸穿過泵殼時,動態之間有空隙存在時,泵內的液體就會從空隙漏至泵外,若吸入端是真空,則外界空氣會漏入泵內,嚴重影響泵的作業,為了削減走漏,一般在動態空隙處裝有軸端密封設備。軸封設備是離心泵的重要部件,它直接關系到離心泵能否正常作業。現在軸封設備一般選用機械密封。
二、機械密封原理
機械密封是一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到達密封的軸向端面密封設備。
機械密封一般由靜環、動環、壓緊元件和密封元件組成。動環和靜環的端面組成一對沖突副,動環靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環端面上,并在兩環端面上發作適當的比壓和堅持一層極薄的液體膜而到達密封的目的。
壓緊元件發作壓力,可使泵在不作業狀態下,也堅持端面貼合,確保密封介質不外漏,并避免雜質進入密封端面。密封圈起密封動環與軸的空隙、靜環與壓蓋的空隙的效果,同時對泵的振蕩、沖擊起緩沖效果。機械密封在實踐作業中不是一個孤立的部件,它是與泵的其它零部件一起組合起來作業的。
三、機械密封的輔佐設備—沖刷設備
沖刷設備是機械密封主要的輔佐設備,泵在作業過程中,密封腔中沉積或構成雜質,有必要進行沖刷。否則會因結晶的析出、顆粒雜質的沉積,使機械密封動、靜環失掉起浮性,繃簧失靈。更嚴重的是顆粒磨損、雜質進入沖突副會加重磨損,導致機械密封迅速失效。所以,一般情況下泵用機械密封均應進行沖刷。
關于機械密封的沖刷計劃(如下圖展示),有非常多種,適用于不同的作業場合,小編講鄙人期中,專門進行具體介紹。
四、機械密封走漏的原因剖析
新設備(或替換)的機械密封投入作業時走漏量應在答應范圍內。如果密封自身的結構、制造質量、設備和使用等方面都無問題,其壽命要超越8000h。實踐作業中,不少密封的使用壽命遠沒有到達該值前就失效了,這是因為工藝條件、設備作業狀況和操作存在一定的問題構成的。依據近幾年來機械密封作業工況和失效后的拆檢情況來看,其常見原因如下:
1、密封環熱裂紋
機械密封拆開時可發現,硬環外表有過熱回火色,石墨環外表有環狀溝紋、橡膠圈老化等。
主要原因是:①因為介質溫度過高泵體內構成汽蝕,汽蝕發作后,水力沖擊帶動密封做迅速的軸向振蕩,使動態環及輔佐密封圈等零件嚴重的磨損,使機械密封設備損壞。②潤滑不良,密封環端面沒有構成液體潤滑膜或密封環端面間液膜汽化,構成干沖突;③冷卻系統散熱不良;
2、離心泵的振蕩
因為制造和設備精度等原因,所有的離心泵都存在著振蕩。振蕩的原因主要為轉子不平衡、機泵不同心、滾動軸承毛病等。從軸承箱外表測到的大振幅不能大于0.06mm,超越該值就要停泵處理。振蕩可分解為三個方向:筆直、水平和軸向,其間以軸向振蕩對密封的損害大。當泵振蕩加重時,動態環之間發作別離。瞬間的別離在液膜壓力效果下致使密封面敞開,呈現大量走漏,如果這時介質中固體顆粒含量超越5%時,因為振蕩引起端面別離,顆粒嵌入較軟的石墨環端面,構成硬質環密封面的過度磨損。拆卸查看時可發現,在硬密封面上有清晰的沖突痕跡,進入固體顆粒時有劃痕。
3、彈性元件失彈
主要特征是拆卸查看彈性元件時,彈性元件彈力缺乏,有變形、自由高度顯著減小。該情況發作概率比較小
主要原因是:①大部分用來制造繃簧和波紋管的材料在高溫下長時間作業均會呈現彈力下降的缺陷,從而使密封端面的閉合力缺乏而導致密封端面走漏嚴重。金屬波紋管的高溫失彈即是該類機械密封的一種遍及而典型的失效方式;②繃簧在高溫下長時間作業發作蠕變、疲勞失效等;③繃簧在高溫下長時間作業腐蝕失效。
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五、結尾語
離心泵在低于小流量值得狀態下作業時,流體在泵內發作嚴重的回流等現象,導致發作溫升和振蕩。
抽暇現象是當離心泵發作毛病的很多原因之一,當其發作時會伴隨以下狀況:
①、電機電流下降
②、壓力大幅動搖
③、流量反常動搖
④、發出雜音異聲
⑤、泵體發作振蕩
⑥、泵缸溫度升高
抽暇是機械密封大的敵人
在泵抽暇今后,或許在抽暇發作的過程中
1)泵體振蕩大,機械密封的動、靜環會不斷發作間歇性磕碰,導致走漏發作,嚴重時機械密封結構失效;
2)機械密封的動態環的壓緊是介質壓力和繃簧的預緊力之和(初已提到),當抽暇后,介質壓力就會沒有,動態環的接觸壓力就會變小,密封失效;
3)泵抽暇后,選用自沖刷計劃(即使用泵送介質沖刷)的機械密封動態環端面失掉了冷卻和潤滑,發作干摩,機械密封失效,參見本文密封環熱裂紋小節。
發作抽暇現象原因及對應辦法:
①、原因:離心泵進口處發作漏氣
辦法:應停泵查看離心泵的走漏進口管線及法蘭;
②、原因:離心泵進口處發作阻塞
辦法:應停泵查看離心泵的走漏進口管線、過濾網及葉輪,進行吹掃后進行檢修;
③、原因:離心泵進口處壓力不夠
辦法:則應提高進口液面背壓;
④、原因:離心泵進口處介質溫度過高飽滿蒸汽過大
辦法:應降低介質溫度,將離心泵內蒸汽放空排凈;
⑤、原因:離心泵進口閥未開或是閥芯掉落
辦法:應打開閥門或換泵后進行檢修;
⑥、原因:離心泵出口開度太大(小)
辦法:應進行適當調整各閥開度;
⑦、原因:離心泵封油帶水
辦法:應對封油罐進行脫水處理
⑧、原因:離心泵塔或容器內液面液位低或許無液位;
辦法:應暫時關小離心泵出口閥門或進行停泵處理,待液面上升后恢復;
⑨、原因:離心泵葉輪或是內磨環磨損嚴重。
辦法:應當令進行替換
⑩、原因:離心泵電機反轉
辦法:應及時調整轉向。


