機械密封在水泵維修中的應用

王世海

摘要：對機械密封的機構、性能、安裝要求及原理等方面進行綜合分析，然后結合水泵在實際密封中的構造特點，對其機械密封在水泵不同的密封位置應用的可行性做出探討，闡述了機械密封的泄漏量少、使用時間長、安裝簡單、用途廣、節能等方面優勢。

關鍵詞：機械密封 水泵 應用

1 概況

根據相關資料研究表明，機械密封方法目前在行業中應用已經達到85%以上，機械密封的維修量大約占水泵維修量的40%左右。從上述現象可以看出，機械密封質量的好壞，不僅關系水泵使用壽命的長短，而且對響應國家節能減排工作具有一定積極作用。在使用過程中主要出現兩方面問題：首先，在實際維修過程中，常常難以找到合適的機械密封進行更換，因此選擇更換軸套，從而形成一個完整的密封環境；第二，安裝完成后，靜水試驗不存在問題，但是，當正常運轉開始時，其泄露量突然增大，并且泄露點難以尋找，使得維修人員連續返工，影響效率，增加使用成本。

2 出現問題的原理分析和處理

2.1 修改軸套尺寸 在實際維修時，更換軸套的情況大致分為以下兩種：第一種是相同的安裝長度，但是機械密封的內徑不同，這時可以選擇長度相同，內徑略大于安裝內徑需要的機械密封作為替代，然后根據安裝的替代品的尺寸加工軸套進行安裝。這樣的加工過程應當注意，除了對軸套直徑的工程尺寸增加之外，其余部分，例如軸套的材料、形狀、長度、尺寸公差、粗糙度和形位公差等，都不可隨意變換，從而保證機械密封的安裝質量。第二種是長度和內徑都不相同的情況，遇到這樣的情況時，通常維修人員選擇內徑和長度較為接近的機械密封，然后通過T形套將其轉換成可以使用的機械密封大小，例如，某損壞水泵需要安裝，現在只有內徑為85mm的機械密封，如果想要采用內徑為85mm的機械密封代替，便需要做出轉換的T形套來將兩個部分連接。T型套實際上是起到將內徑為85mm的機械密封與水泵軸的間隙填充的作用。與此同時，彈簧和軸肩之間的空隙也被T形套所完全填充，因此，在安裝完成之后，除了原本存在密封點外，T形套和軸肩連接的密封點也需要處理。經特殊處理的機械密封在經過重復打壓之后，不僅可以在靜壓力下保持密封效果良好，同時在水泵運行時，同樣可以正常起到密封作用。

2.2 機械密封泄露點研究 機械密封在靜水壓力下可以保持正常效果，當正常運行水泵時，泄露量過大甚至無法運行，這時對泄露點的找尋工作較難。通常可以從以下兩點處理。①機械密封彈簧壓縮量。在通常情況下時，由動環和靜環兩個部分構成機械密封，兩者之間相互貼合完整，其能量來源是依靠彈性元件產生的，從而起到良好的密封效果。如果使用時間較長時，彈性元件所能提供的能源便會降低，這時靜壓時可以滿足要求，但是一旦壓力上升，便會產生巨大的泄露。當更換安裝的新彈性元件能量過大時，發熱量將會快速累積，甚至損壞。因此彈性元件的能量過大和過小都會對機械密封性能造成影響，所以必須要特別注意調節該元件，由實踐經驗總結的彈性元件壓縮量為L=1/2～2/3。②機械密封軸套。由于動環、傳動環和緊固件都設置在軸套上，這些部分在安裝時已經用緊釘螺釘鎖緊，防止出現相對運動，但是在設備運行時兩者之間還是會產生一定的相對運動，相對運動的部件之間常常會出現一定程度的摩擦損傷，該磨損過程是表面接觸應力在接觸面上微小突起黏附而形成的接點，這些接點的強度較小非常容易發生剪斷變形甚至脫落，間隙隨著時間增長而增大。在水泵正常啟動時，機械密封的動環與軸套兩者會發生微小的相對運動，其最終結果是使兩者之間出現磨損，動環靠近軸套因磨損變平，不過動環與軸套表面接觸點會出現凹凸不平的痕跡，大約有0.5mm至0.7mm的深度；但是這一微小的痕跡，極不明顯而且難以發現，在檢修中經常會被檢修人員忽略，這時，如果只是將動環更換的話并沒有解決根本問題。隨著不斷的經驗積累，已經形成了一整套的檢漏的程序化過程。其步驟是：第一步保證軸套質量完好，尤其是對其表面的粗糙度以及材料的配置，都是直接影響安裝質量的重要因素。當表面粗糙度太小時，動環磨損加劇。而材料強度不夠高時，軸套磨損程度便很快。在選擇材料時盡量選擇軸套的表面粗糙度在Ra3.2以上，軸套的材料應當采用1Cr13或者2Cr13等耐磨程度和塑性都較好的材料，當條件允許時，可以使用1Cr18Ni9Ti材料，該材料的耐磨度和塑性都是比較不錯的，而且軸套的形位公差和尺寸公差也必須保證，確保機械密封的安裝質量。

3 機械密封的安裝注意事項

①機械密封的壓緊程度必須良好控制，嚴格按照產品安裝使用說明書要求進行安裝。②安裝時應當輕取輕放，尤其是對摩擦面的保護，盡量用棉紙擦拭干凈。注意不要用棉絲，因為棉絲會損傷密封面，同時也要避免硬質物品和手擦拭。③摩擦面必須保持潔凈，不可出現臟物，安裝時涂抹一定量的甘油或機械油防止盤車干磨。④仔細檢查摩擦面，若出現損壞或者溝槽時，低程度研磨修理，若損壞嚴重進行更換。⑤注意彈簧安裝的旋轉方向，在多級泵時，一般是一個是左旋，一個是右旋，順序不可弄反。⑥開泵之前，操作順序為先給水沖洗冷卻，然后再進行啟動電機；停泵時應先停電機后關閉冷卻水。

4 結束語

機械密封不僅有效地杜絕了各種介質的泄漏現象，而且還可以有效地實現節能環保的要求，較大程度的提高了水泵運行效率。

參考文獻：

[1]蔣震西，段軼.機械密封在水泵維修中的應用[J].設備管理與維修，2010（8）：54-55

[2]張志民，蔡振東，于愛華，楊虹.機械密封在水泵上的使用[J].機械研究與應用，2003（16）：20-22.