机械密封安装问题的分析研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)合肥通用机械研究院 作者:李凤成

  该文分析研究了机械密封在安装使用过程中可能出现的问题,以及这些问题造成机械密封失效的原因和机理。提出了机械密封的正确安装方法及措施,使机械密封各泄漏点都保持正常的密封性能,为其长周期的可靠运行提供了保证。

  前言

  机械密封,即端面密封,其至少有一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及弹性元件(弹簧或者金属波纹管)补偿弹力的作用下,依赖辅助密封件的配合,与另一端保持贴合,并相对滑动,从而达到密封的作用。机械密封由于其运行可靠、寿命长、泄漏量小、功率损耗低、对轴的磨损量小等优点被广泛应用,不但对节能减排有着重要的现实意义,而且有效地减少跑、冒、滴、漏现象,对环境保护有着重要的作用。但机械密封属于较为精密的机械设备,使用不当就会对其造成损坏,如化学损坏、热损坏和机械损坏等,使其密封性能失效,出现大的泄漏现象。机械密封的失效,除了设计上的缺陷之外,安装不当导致的失效占有相当大的比例。集装式机械密封安装简单,操作方便,安装过程中出现问题的几率较小;散装式机械密封安装相对复杂。机械密封的基本型式如图1和图2所示,本文以此为例,来分析研究由于安装过程中出现的问题导致的机械密封失效的情况。

机械密封基本型式

图1 机械密封基本型式(弹簧)

  1、静止环辅助密封件失效原因分析

  1.1、安装过程中辅助密封件被毛刺损伤

  静止环在安装过程中,静止环辅助密封件(见图2)极易被静止环法兰(或静环座)中的毛刺损伤,降低或者甚至完全失去其密封性能,以致泄漏介质向四周喷射或从急冷孔中漏出。因此在安装时,应首先检查静止环法兰(静环座)与辅助密封件的接触部位,确保没有毛刺等其他缺陷。

机械密封基本型式

图2 机械密封基本型式(金属波纹管)

  1.2、辅助密封件发生“溶胀”现象

  由于在安装时,对辅助密封件采用了错误的润滑剂,使辅助密封件与润滑剂之间发生相似相溶的现象,辅助密封件失弹,进而失效。例如,如果辅助密封件使用的是乙丙橡胶,而在安装过程中使用的润滑剂是矿物油,乙丙橡胶就会发生“溶胀”,失去密封性能。因此在安装前,须根据辅助密封件的材料,选取合适的润滑剂。

  1.3、辅助密封件承受螺钉预紧力不均匀

  如图2,紧定螺钉1松紧不匀,辅助密封件的受力就会不均匀,进而发生泄漏现象。在安装过程中,使用力矩扳手,确保各螺钉预紧力相同,避免泄漏的发生。

  4、焊接金属波纹管失效原因分析

  机械密封在安装过程中,一定要小心谨慎,防止因跌落而损伤。焊接金属波纹管如果跌落被摔,容易出现肉眼看不见的损伤,而会出现一个如图2中的泄漏点D’,使其密封性能失效,而这种失效在使用现场是无法弥补的。

  5、结语

  通过对机械密封安装过程中出现问题的分析,研究了机械密封失效的原因和机理,提出了正确的安装方法,对机械密封的安装使用有着指导意义,也为判断机械密封的失效原因提供了重要的判定依据。

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