氧化鋁生產(chǎn)工藝中機(jī)械密封的使用維護(hù)

張青偉

（國(guó)家電投集團(tuán)山西鋁業(yè)有限公司，山西 忻州 034100）

1 機(jī)械密封的主要結(jié)構(gòu)

某拜耳法氧化鋁廠，離心泵多達(dá)到960余臺(tái)，其中約98%的離心泵軸封使用的是機(jī)械密封。日常工作中一半以上的工作量是離心泵的維修，而機(jī)械密封故障則是主要故障。機(jī)械密封的作用原理是依靠彈性元件對(duì)靜、動(dòng)環(huán)端面密封副的預(yù)緊，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)是機(jī)械密封的核心，其中動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)處于動(dòng)態(tài)，靜環(huán)隨機(jī)體處于靜態(tài)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)緊密貼合起到密封作用，阻止介質(zhì)泄露[1]。彈簧一直處于壓緊狀態(tài)，對(duì)動(dòng)環(huán)提供軸向推力，使動(dòng)環(huán)緊貼靜環(huán)，并在動(dòng)靜環(huán)出現(xiàn)磨損后，自動(dòng)補(bǔ)償密封面的磨損量。機(jī)械密封其他的必要輔助結(jié)構(gòu)還包括：壓蓋、推環(huán)（動(dòng)環(huán)座）、定位環(huán)、軸套、動(dòng)環(huán)密封圈、靜環(huán)密封圈、軸套密封圈等。

2 安裝前的檢查注意事項(xiàng)

（1）檢查泵軸和軸承。泵軸和軸承作為離心泵轉(zhuǎn)動(dòng)的核心部件，對(duì)機(jī)械密封的壽命有較大影響。安裝前，應(yīng)在轉(zhuǎn)子處架設(shè)百分表，檢查軸的軸向竄動(dòng)量和徑向彎曲。一般要求軸向竄動(dòng)量和徑向彎曲均不得超過(guò)0.05mm。否則就應(yīng)該及時(shí)解體軸承箱，更換軸承，甚至泵軸。

（2）檢查機(jī)封箱。機(jī)封箱在長(zhǎng)期使用之后，會(huì)出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致機(jī)械密封出現(xiàn)異常泄露。①機(jī)封箱與機(jī)械密封的靜密封結(jié)合處磨損，導(dǎo)致O型圈密封不嚴(yán)，引起泄露。②泵殼上固定機(jī)封箱的螺栓孔磨損，導(dǎo)致機(jī)封箱與泵軸同心度超差，進(jìn)而引起機(jī)械密封轉(zhuǎn)動(dòng)部位和靜止部位不同心，引起動(dòng)靜環(huán)偏磨、水封偏磨，發(fā)生泄漏。③機(jī)封箱上固定機(jī)械密封的螺栓孔磨損，導(dǎo)致機(jī)械密封同心度超差，引起機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)偏磨、水封偏磨，發(fā)生泄漏。

（3）檢查機(jī)械密封。檢查機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)、靜環(huán)的端面是否被碰傷。各元件需用汽油清洗干凈，保持元件表面無(wú)塵、鐵屑或異物。檢查機(jī)械密封的其他元件是否有損壞或缺失。常見(jiàn)的缺陷為機(jī)械密封的O型密封圈有缺陷，或缺失。

3 安裝時(shí)的注意事項(xiàng)

3.1 要注意避免安裝過(guò)程中產(chǎn)生的偏差

①應(yīng)先進(jìn)行軸系找正，后固定機(jī)械密封。機(jī)械密封的固定螺栓應(yīng)均勻緊固，用塞尺檢查機(jī)械密封與機(jī)封箱的結(jié)合面，各點(diǎn)誤差不大于0.05毫米。防止動(dòng)環(huán)、靜環(huán)貼合端面偏斜。動(dòng)、靜環(huán)不平行，將產(chǎn)生各種流體的動(dòng)靜壓效應(yīng)，造成密封面受到的承載力過(guò)大而打開(kāi)，導(dǎo)致機(jī)械密封泄露。②檢查機(jī)械密封與軸或軸套外徑的配合間隙(即同心度)，四周要均勻。要求同心度偏差不大于0.05mm。

3.2 要注意機(jī)械密封預(yù)緊力的調(diào)整

機(jī)械密封的彈簧壓縮量要符合使用要求的規(guī)定，同時(shí)結(jié)合離心泵的揚(yáng)程。揚(yáng)程高的離心泵，泵腔壓力大壓縮量應(yīng)適當(dāng)加大。彈簧壓縮量過(guò)大或過(guò)小均會(huì)影響機(jī)械密封的使用壽命，要求誤差為2mm。壓縮量過(guò)大會(huì)增加動(dòng)靜環(huán)貼合端面壓力，加速磨損。過(guò)小會(huì)造成壓力不足，動(dòng)靜環(huán)貼合面打開(kāi)，起不到密封作用。

3.3 機(jī)械密封安裝后盤(pán)車(chē)檢查

機(jī)械密封安裝后須手動(dòng)盤(pán)車(chē)檢查，保證離心泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部位無(wú)卡塞，動(dòng)環(huán)隨軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)環(huán)壓向彈簧后應(yīng)能自動(dòng)彈回來(lái)，方可繼續(xù)回裝離心泵。

4 使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)和維護(hù)調(diào)整

4.1 啟動(dòng)前的檢查事項(xiàng)

①離心泵安裝完畢，在啟動(dòng)前須盤(pán)車(chē)檢查葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、無(wú)卡塞。如有異常，要及時(shí)排除，主要是裝配過(guò)程中的配合尺寸的問(wèn)題。常見(jiàn)故障包括彈簧壓縮量過(guò)大，盤(pán)車(chē)?yán)щy，或軸系靠前或靠后，導(dǎo)致離心泵轉(zhuǎn)子與泵殼摩擦，或者部分機(jī)械密封出廠時(shí)有預(yù)調(diào)整壓片，安裝后未及時(shí)拆除。②檢查冷卻水，一般要求冷卻水小口進(jìn)、大口出，防止機(jī)械密封內(nèi)部憋壓，導(dǎo)致水封過(guò)早磨損出現(xiàn)泄漏。離心泵啟動(dòng)前，應(yīng)先開(kāi)冷卻水。水質(zhì)應(yīng)符合使用要求，不應(yīng)含有雜質(zhì)。③檢查離心泵輸送的流體系統(tǒng)。要求啟動(dòng)前要先開(kāi)啟泵的進(jìn)口閥，使泵輸送的流體充滿整個(gè)泵腔。

4.2 運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)

（1）離心泵泵啟動(dòng)后如果出現(xiàn)輕微泄漏現(xiàn)象，應(yīng)先觀察一段時(shí)間，不宜急于拆卸，頻繁拆卸對(duì)機(jī)械密封和泵都有損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）離心泵輸送的流體應(yīng)供料充足、穩(wěn)定，避免發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，更不可打空泵。供料不足將導(dǎo)致機(jī)械密封的動(dòng)靜環(huán)干磨，損壞摩擦副及其他密封元件。如使用的是無(wú)水機(jī)封，打空泵幾分鐘便可導(dǎo)致機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)溫度過(guò)高而燒毀。

（3）離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中提速和操作壓力應(yīng)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)速提升過(guò)快，或壓力波動(dòng)過(guò)大，將可能導(dǎo)致彈簧補(bǔ)償?shù)膲毫Σ患皶r(shí)，引起機(jī)械密封的動(dòng)靜環(huán)瞬間張開(kāi)，發(fā)生泄漏。要求操作操作過(guò)程中壓力波動(dòng)不大于0.1MPa。如因提速過(guò)快、或壓力不穩(wěn)定發(fā)生泄漏，一般只需及時(shí)停泵，待設(shè)備停止、冷卻水變清澈后，再重新啟動(dòng)泵便可解決泄漏，不需隔離檢修。

（4）對(duì)于使用超過(guò)3個(gè)月的機(jī)械密封，由于部分工廠使用的冷卻水含雜質(zhì)較多，或因動(dòng)靜環(huán)磨損，將導(dǎo)致機(jī)械密封內(nèi)部彈簧提供的壓力不足，發(fā)生泄漏。此時(shí)要分析原因，及時(shí)處理。如水質(zhì)不合格結(jié)垢嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)用稀酸，通過(guò)機(jī)械密封的進(jìn)水口、出水口沖洗機(jī)封內(nèi)部，消除水垢，恢復(fù)彈簧作用。如動(dòng)靜環(huán)磨損導(dǎo)致彈簧預(yù)緊力不足，應(yīng)向電機(jī)側(cè)調(diào)整泵軸，增加機(jī)械密封內(nèi)部彈簧的壓縮量。

5 拆卸時(shí)的注意事項(xiàng)

在拆卸機(jī)械密封時(shí)要小心謹(jǐn)慎，不可使用蠻力，更不可使用手錘和扁鏟，以免磕碰到傳動(dòng)軸，使拆卸更滑困難，甚至導(dǎo)致傳動(dòng)軸彎曲，影響下次使用。拆不下時(shí)，多數(shù)原因是離心泵葉輪與機(jī)械密封之間的橡膠密封件損壞，料漿進(jìn)入機(jī)械密封的軸套與傳動(dòng)軸之間，結(jié)垢導(dǎo)致。應(yīng)先進(jìn)行清洗，再進(jìn)行拆卸。如清洗后仍然無(wú)法拆下，可對(duì)機(jī)械密封進(jìn)行加熱，利用溫差拆卸。但加熱過(guò)程中必須對(duì)傳動(dòng)軸進(jìn)行冷卻，一方面更好的利用溫差，另一方面避免傳動(dòng)軸超過(guò)退火溫度，影響傳動(dòng)軸的性能。

6 總結(jié)

隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，機(jī)械密封的制造和使用技術(shù)已經(jīng)很成熟，有的機(jī)械密封可以無(wú)故障運(yùn)行多年。生產(chǎn)中，因機(jī)械密封自身制造缺陷造成的故障并不多見(jiàn)，我們應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮安裝、使用、檢修、維護(hù)等多方面的因素，時(shí)刻牢記機(jī)械密封是一個(gè)非常精密脆弱的東西，仔細(xì)認(rèn)真地分析，逐步排查存在問(wèn)題，避免異常故障，減少檢修工作量。

參考文獻(xiàn)

［1］ JB/T 1472-2011，《泵用機(jī)械密封》，[S]中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；