水泵機(jī)械密封泄漏原因分析及防治措施

胡艷雙

摘要：水泵檢修過程中常常未準(zhǔn)確查找泄漏原因就急于拆修，導(dǎo)致維修頻率上升，增加了維修費(fèi)用，給維修帶來了一定的困難。本人在長(zhǎng)期維修實(shí)踐的基礎(chǔ)上對(duì)水泵的機(jī)械密封進(jìn)行觀察、分析、判斷，歸納出失效原因和正確結(jié)論，并采取有效的防治措施。

關(guān)鍵詞：水泵；機(jī)械密封；泄露；措施

1.機(jī)械密封泄漏原因分析的原則

對(duì)于每一套水泵機(jī)械密封，無論因何失效，都應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，并做好有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄。當(dāng)密封件損壞后，不能僅局限于從被損件本身查找失效原因，而應(yīng)將拆卸下來的機(jī)械密封妥善地收集起來，并清洗干凈，按照靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)兩大部分分別放置。一般檢查的順序是：首先，分析受損傷的密封件對(duì)密封性能的影響，然后依次對(duì)密封環(huán)、傳動(dòng)件、彈性元件、輔助密封圈、緊固螺釘?shù)鹊哪p痕跡進(jìn)行仔細(xì)檢查。對(duì)于附屬件，如壓蓋、軸套、密封腔體以及密封系統(tǒng)等也應(yīng)進(jìn)行全面的檢查。此外，還要了解泵的運(yùn)行環(huán)境和工作條件，以及以往密封失效的相關(guān)記錄。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析，就可快速找出導(dǎo)致密封失效的根本原因。

2.機(jī)械密封泄漏原因分析

（1）摩擦副端面之間的泄漏。①端面不平。②端面間存在污物。③安裝不正確。④端面變形。

（2）補(bǔ)償環(huán)輔助密封圈處的泄漏。①輔助密封圈存在著質(zhì)量問題，如橡膠密封圈斷面尺寸超差，壓縮率不符合要求。②密封圈安裝時(shí)受到損傷，如橡膠制件表面有劃痕，導(dǎo)致密封失效。③軸表面有腐蝕、麻點(diǎn)、凹坑等缺陷。④軸的尺寸公差、表面粗糙度未達(dá)到要求。⑤軸彎曲，軸套配合不當(dāng)，或者軸承安裝位置不當(dāng)，均會(huì)造成軸徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)超標(biāo)。

（3）泵體與壓蓋結(jié)合面之間的泄漏。①泵體與壓蓋相配合端面有缺陷，如凹坑、刻痕等。②螺栓緊固力小，壓縮墊片時(shí)不能把接觸面不平的凹坑填滿。③墊片或密封圈受到損傷。④壓蓋剛度不夠而產(chǎn)生變形。⑤螺栓受力不均勻，造成壓蓋單邊鎖緊。

（4）軸套。軸套與軸之間的泄漏，通常是由于安裝不當(dāng)、密封圈或墊片不符合要求或者受到損傷而造成的。

（5）裝配不良引起的機(jī)械密封滲漏。在裝配過程中，水泵轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量大，輔助密封與軸的過盈量大，動(dòng)環(huán)不能在軸上靈活移動(dòng)。導(dǎo)致動(dòng)、靜環(huán)磨損后，得不到補(bǔ)償位移，造成滲漏。

（6）潤(rùn)滑油質(zhì)差或油量不足引起的機(jī)械密封滲漏。由于潤(rùn)滑油質(zhì)差，其間的固體顆粒雜質(zhì)一旦進(jìn)入密封端面，嵌入石墨密封環(huán)的密封面內(nèi)，必將會(huì)劃傷或加快密封端面的磨損。另外由于水垢和油污在軸（套）表面的堆積速度超過摩擦副的磨損速度，致使動(dòng)環(huán)不能補(bǔ)償磨耗位移，致使機(jī)械密封端面的磨損加劇。如果密封面潤(rùn)滑油量不足，就會(huì)引起磨擦副干摩擦導(dǎo)致拉傷密封端面。

（7）真空狀態(tài)運(yùn)行造成的機(jī)械密封滲漏。水泵在起動(dòng)、停機(jī)過程中，由于水泵進(jìn)口堵塞或工作介質(zhì)中含有氣體等原因，有可能使密封腔出現(xiàn)負(fù)壓，密封腔內(nèi)若是負(fù)壓，會(huì)引起密封端面磨擦副干摩擦，密封端面損傷產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。真空密封與正壓密封的不同點(diǎn)在于密封對(duì)象的方向性差異，而且機(jī)械密封也有其某一方向的適應(yīng)性。

（8）高壓和壓力波造成的機(jī)械密封滲漏。由于彈簧比壓力及總比壓設(shè)計(jì)過大和密封腔內(nèi)壓力超過3MPa時(shí)，會(huì)使密封端面比壓過大，液膜難以形成，密封端面磨損嚴(yán)重，發(fā)熱量增多，密封面熱變形。

3.采用措施

（1）摩擦副端面之間的泄漏的措施。①重新研磨拋光端面或更換密封環(huán)。②清除端面間的污物，并重新進(jìn)行裝配。③仔細(xì)閱讀安裝說明書及附圖，重新調(diào)整安裝尺寸。非補(bǔ)償環(huán)安裝傾斜，若為壓蓋安裝傾斜，則應(yīng)重新安裝，同時(shí)檢查密封環(huán)端面與壓蓋端面各點(diǎn)的距離是否一致。裝配時(shí)壓蓋螺釘要均勻擰緊。④更換O形圈材料。⑤清除碎片，并清洗壓蓋。⑥對(duì)于因腐蝕而產(chǎn)生的泄漏，需要改用合適的材料；為避免阻塞和腐蝕，需改變密封的結(jié)構(gòu)或采用彈簧外置式機(jī)械密封。

（2）補(bǔ)償環(huán)輔助密封圈處的泄漏的措施。①多數(shù)是軸端未倒角或殘留毛刺不清潔所致。因此，需要注意清除毛刺和保持清潔。另外，軸上的鍵槽也會(huì)損傷密封圈，為此，安裝時(shí)應(yīng)使用專用工具，避免密封圈受到損傷。②應(yīng)更換新軸或軸材料，并在密封圈接觸部位的軸表面進(jìn)行表面熱處理。③應(yīng)修整尺寸公差或表面粗糙度。④此時(shí)需修理校正或更換零件。

（3）泵體與壓蓋結(jié)合面之間的泄漏的措施。①加大螺栓緊固力，或選用較軟的墊片材料。螺栓緊固力必須大于泵內(nèi)介質(zhì)壓力，因?yàn)閮?nèi)壓總是使得密封壓蓋與泵體端面趨于分離。②更換有足夠剛度的壓蓋。③重新調(diào)整螺栓緊固力。

（4）軸套與軸之間的泄漏的措施。一般可以用泄漏量的變化加以鑒別，軸套處的泄漏量通常是穩(wěn)定的，而從其他通道泄漏出的泄漏量往往是不恒定的，如從端面泄漏，經(jīng)過磨合之后泄漏量會(huì)逐漸減少。

（5）裝配不良引起的機(jī)械密封滲漏措施。在裝配機(jī)械密封時(shí)，軸的軸向竄動(dòng)量應(yīng)小于0.1mm，輔助密封與軸的過盈量應(yīng)適中，在保證徑向密封的同時(shí)，動(dòng)環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動(dòng)（把動(dòng)環(huán)壓向彈簧能自由地彈回來）。安裝動(dòng)環(huán)密封圈的軸（或軸套）端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋（或殼體）的端面應(yīng)倒角并修光，以免裝配時(shí)碰傷動(dòng)靜環(huán)密封圈。

（6）潤(rùn)滑油質(zhì)差或油量不足引起的機(jī)械密封滲漏的措施。必須定期對(duì)潤(rùn)滑油質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，保證油室潤(rùn)滑油的清潔度，禁止加不清潔的潤(rùn)滑油。在固體顆粒容易進(jìn)入的位置應(yīng)選用碳化鎢對(duì)碳化鎢摩擦副的機(jī)械密封。油室腔內(nèi)潤(rùn)滑油面高度應(yīng)加到高于動(dòng)、靜環(huán)密封面。

（7）真空狀態(tài)運(yùn)行造成的機(jī)械密封滲漏的措施。在工作中要勤巡視，充分利用水泵的排氣閥對(duì)水泵進(jìn)行保護(hù)。更有效的是采用雙端面機(jī)械密封，這樣有助于改善潤(rùn)滑條件，提高密封性能。

（8）高壓和壓力波造成的機(jī)械密封滲漏的措施。為使端面受力合理，盡量減小變形，可采用硬質(zhì)合金、陶瓷等耐壓強(qiáng)度高的材料，并加強(qiáng)冷卻的潤(rùn)滑措施，選用可靠的聯(lián)結(jié)方式，如鍵、銷聯(lián)結(jié)等。彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行調(diào)整，不允許有過大或過小的現(xiàn)象，誤差不大于2mm。壓縮量過大會(huì)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(dòng)靜環(huán)端面比壓不足，起不到密封的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭德遲，余良旺.水泵機(jī)械密封失效分析及對(duì)策[J].給水排水，2006，05.

[2]王順學(xué).機(jī)械密封的失效原因分析與對(duì)策[J].陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，02.