機械密封是水泵滲漏的主要原因，但是機械密封本身是一種要求較高的精密部件，對設計、機械加工、裝配質量都有很高的要求。在使用機械密封時，應分析使用機械密封的各種因素，使機械密封適用于各種泵的技術要求和使用介質要求且有充分的潤滑條件，這樣才能保證密封長期可靠地運轉。
機械密封亦稱端面密封,其有一對垂直于旋轉軸線的端面,該端面在流體壓力及補償機械外彈力的作用下,依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合,并相對滑動,從而防止流體泄漏。
一、常見的滲漏現象
機械密封滲漏的比例占全部維修泵的50%以上,機械密封的運行好壞直接影響到水泵的正常運行,現總結分析如下。
1.周期性滲漏
(1)泵轉子軸向竄動量大,輔助密封與軸的過盈量大,動環不能在軸上靈活移動。在泵翻轉,動、靜環磨損后,得不到補償位移。
對策:在裝配機械密封時,軸的軸向竄動量應小于0.1mm,輔助密封與軸的過盈量應適中,在保證徑向密封的同時,動環裝配后保證能在軸上靈活移動(把動環壓向彈簧能自由地彈回來)。
(2)密封面潤滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
對策:油室腔內潤滑油面高度應加到高于動、靜環密封面。
(3)轉子周期性振動。原因是定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡,汽蝕或軸承損壞(磨損),這種情況會縮短密封壽命和產生滲漏。
對策:可根據維修標準來糾正上述問題。
2.小型潛污泵機封滲漏引起的磨軸現象
(1)715kW以下小泵機封失效常常產生磨軸,磨軸位置主要有以下幾個:動環輔助密封圈處、靜環位置、少數彈簧有磨軸現象。
(2)磨軸的主要原因:①BIA型雙端面機械密封,反壓狀態是不良的工作狀態,介質中的顆粒、雜質很容易進入密封面,使密封失效。②磨軸的主要件為橡膠波紋管,且是由于上端密封面處于不良潤滑狀態,動靜環之間的摩擦力矩大于橡膠波紋管與軸之間的傳遞轉矩,發生相對轉動。③動、靜環輔助密封由于受到污水中的弱酸、弱堿的腐蝕,橡膠件已無彈性。有的已腐爛,失去了應有的功能,產生了磨軸的現象。
(3)為解決以上問題,現采取如下措施:①保證下端蓋、油室的清潔度,對不清潔的潤滑油禁止裝配。②機封油室腔內油面線應高于動靜環密封面。③根據不同的使用介質選用不同結構的機封。對高揚程泵應重新設計機封結構,對腐蝕性介質橡膠應選用耐弱酸、弱堿的氟橡膠。機封靜環應加防轉銷。
二、由于壓力產生的滲漏
(1)高壓和壓力波造成的機械密封滲漏由于彈簧比壓力及總比壓設計過大和密封腔內壓力超過3MPa時,會使密封端面比壓過大,液膜難以形成,密封端面磨損嚴重,發熱量增多,造成密封面熱變形。
對策:在裝配機封時,彈簧壓縮量一定要按規定進行,不允許有過大或過小的現象,高壓條件下的機械密封應采取措施。為使端面受力合理,盡量減小變形,可采用硬質合金、陶瓷等耐壓強度高的材料,并加強冷卻的潤滑措施,選用可*的傳動方式,如鍵、銷等。
(2)真空狀態運行造成的機械密封滲漏泵在起動、停機過程中,由于泵進口堵塞,抽送介質中含有氣體等原因,有可能使密封腔出現負壓,密封腔內若是負壓,會引起密封端面干摩擦,內裝式機械密封會產生漏氣(水)現象,真空密封與正壓密封的不同點在于密封對象的方向性差異,而且機械密封也有其某一方向的適應性。
對策:采用雙端面機械密封,這樣有助于改善潤滑條件,提高密封性能。
三、由于介質引起的滲漏
(1)大多數潛污泵機械密封拆解后,靜環和動環的輔助密封件無彈性,有的已經腐爛,造成了機封的大量滲漏甚至有磨軸的現象。由于高溫、污水中的弱酸、弱堿對靜環和動環輔助橡膠密封件的腐蝕作用,造成了機械滲漏過大,動、靜環橡膠密封圈材料為丁(和諧)腈—40,不耐高溫,不耐酸堿,當污水為酸性堿性時易腐蝕。
對策:對腐蝕性介質,橡膠件應選用耐高溫、耐弱酸、弱堿的氟橡膠。
(2)固體顆粒雜質引起的機械密封滲漏如果固體顆粒進入密封端面,將會劃傷或加快密封端面的磨損,水垢和油污在軸(套)表面的堆積速度超過摩擦副的磨損速度,致使動環不能補償磨耗位移,硬對硬摩擦副的運轉壽命要比硬對石墨摩擦副的長,因為固體顆粒會嵌入石墨密封環的密封面內。
對策:在固體顆粒容易進入的位置應選用碳化鎢對碳化鎢摩擦副的機械密封。
四、因其他問題引起的機械密封滲漏
機械密封中還存在設計、選擇、安裝等不夠合理的地方。
(1)彈簧壓縮量一定要按規定進行,不允許有過大或過小的現象,誤差±2mm,壓縮量過大增加端面比壓,摩擦熱量過多,造成密封面熱變形和加速端面磨損,壓縮量過小動靜環端面比壓不足,則不能密封。(2)安裝動環密封圈的軸(或軸套)端面及安裝靜環密封圈的密封壓蓋(或殼體)的端面應倒角并修光,以免裝配時碰傷動靜環密封圈。